Конструкция и расчет механизмов кинематических цепей и приводов металлорежущих станков

Категория:
Металлорежущие станки


Конструкция и расчет механизмов кинематических цепей и приводов металлорежущих станков

Источником движения, рабочих органов станков являются электрические, гидравлические и пневматические двигатели вращательного движения и поршневые гидравлические и пневматические двигатели. В отдельных случаях при очень малой длине хода для поступательного перемещения применяются магнитострикционные и термодинамические приводы.

Источником движения может служить также ручной привод, который используется при установочных перемещениях, быстрых обратных ходах и других движениях.

При вращательном движении рабочих органов станков наиболее широкое применение находят электродвигатели, значительно реже гидродвигатели, а пневматические двигатели вращательного движения применяются только в отдельных случаях, например для сообщения вращения быстроходным шпинделям внутришлифовальных станков, число оборотов которых достигает нескольких десятков тысяч в минуту. От двигателей вращение передается рабочим органам через более или менее сложную кинематическую цепь и лишь в отдельных случаях двигатель непосредственно связывается с рабочим органом.

При поступательном перемещении источником движения могут быть как двигатели вращательного движения, так и поршневые двигатели. От двигателей вращательного движения вращение передается через соответствующую кинематическую цепь механизму, который преобразует вращательное движение в прямолинейное. Поршневые двигатели, как правило, непосредственно связываются с рабочим органом и лишь при малых перемещениях связь поршневого двигателя с рабочим органом осуществляется через ту или иную кинематическую цепь.

Рабочие органы станка могут получать движение либо от одного общего двигателя через разветвленную кинематическую цепь, либо от нескольких двигателей, каждый из которых сообщает движение одному или нескольким рабочим органом, или служит для выполнения отдельных движений и связывается с рабочим органом через кинематическую цепь или непосредственно.

При разветвленной кинематической цепи каждый отдельный участок цепи, имеющий определенные функции, получает движение от одного из валов другой кинематической цепи, который и является источником движения для рассматриваемого участка. В станкостроении отдельные участки кинематических цепей, имеющие определенные функции, обычно обозначают понятием «привод». При наличии индивидуального двигателя, сообщающего движение рассматриваемому участку кинематической цепи, в понятие привода включается также и электродвигатель.

В соответствии со своим назначением приводы подразделяются:
1) на приводы главного рабочего движения;
2) приводы подачи;
3) приводы установочных перемещений;
4) приводы быстрых холостых ходов;
5) приводы для периодического поворота на точно фиксированный угол многопозиционных столов, барабанов, револьверных головок и других рабочих органов;
6) приводы механизмов переключения и управления;
7) приводы вспомогательных рабочих органов — механизмов подачи и зажима заготовки, измерительных приборов и т. п.

В соответствии с используемым методом профилирования некоторые типы станков имеют наряду с кинематическими цепями приводов также профилирующие кинематические цепи для осуществления функционально связанных перемещений рабочих органов. В состав профилирующих кинематических цепей входят отдельные участки кинематических цепей приводов.

При использовании методов профилирования по копиру либо те либо иные элементы рабочих органов станка получают движение непосредственно от копира, либо соответствующие приводы станка выполняются следящими.

Требования, предъявляемые к приводу, определяются его назначением. В соответствии с характером выполняемых перемещений приводы должны сообщать рабочим органам или их элементам вращательное или прямолинейное перемещение.

Приводы главного рабочего движения и подачи должны обеспечивать:
1) возможность изменения числа оборотов или скорости прямолинейного движения в пределах заданного диапазона;
2) возможность изменения направления движения;
3) передачу требующейся мощности в пределах всего или части диапазона;
4) передачу постоянного крутящего момента в пределах части диапазона;
5) получение максимального заданного усилия на режущем инструменте;
6) плавность движения и отсутствие вибраций при работе под нагрузкой;
7) сохранять постоянство настроенного числа оборотов или скорости движения независимо от изменения нагрузки, т. е. должны иметь жесткую характеристику.

От приводов главного движения требуется также высокий к. п. д. и соответственно низкие потери холостого хода.

В зависимости от конкретного назначения привода те или иные из общих требований могут отпасть, например приводы главного рабочего движения специальных станков не должны обеспечивать изменения чисел оборотов. Вместе с тем могут возникнуть и специальные требования; так, приводы строгальных станков должны обеспечивать минимальные затраты времени на реверсирование и плавное изменение скорости и ускорения в процессе разгона, исключающее появление значительных динамических нагрузок. От приводов подач в ряде случаев требуется высокая точность остановки рабочего органа в заданной точке.

Приводы быстрых ходов и установочных перемещений должны сообщать требующуюся скорость перемещения, передавать необходимую мощность или крутящий момент, обеспечивать изменение направления движения. От приводов установочных перемещений требуется также точность остановки в заданной точке, для чего в ряде случаев прибегают к замедлению движения перед остановкой.

От приводов периодического поворота на точно фиксированный угол требуется быстрота и точность поворота, а также плавность изменения скорости и ускорения в начале и конце поворота, исключающая появление значительных динамических нагрузок.

Те или иные специфические требования к приводам вспомогательных рабочих органов обусловливаются характером работы этих органов. Так, например, приводы механизмов зажима заготовок должны обеспечивать получение заданного зажимного усилия.

Независимо от назначения любой привод должен обеспечивать включение и выключение соответствующего движения.

Для выполнения соответствующих функций в состав кинематических цепей приводов должны входить механизмы включения, выключения и реверсирования, механизмы изменения чисел оборотов.

Ряд функций привода — изменение чисел оборота или скорости прямолинейного движения, изменение направления движения, включение и выключение движения — может быть возложен непосредственно на двигатель, имеющий соответствующую конструкцию и аппаратуру управления. Электродвигатель совместно с системой машин и аппаратов, обеспечивающих питание и управление, называется электроприводом, гидродвигатель и пневмодвигатель — соответственно гидроприводом и пневмоприводом. Электроприводу, гидроприводу и пневмоприводу посвящена специальная литература; вопросы, относящиеся к конструированию гидропривода и пневмопривода станков, частично рассматриваются в соответствующих главах данной работы.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум