ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

УСТРОЙСТВО, НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Я. Б. Розман, I. 3. Брейтер

Привод — это устройство, приводящее в движение станок, машину или отдельный механизм, который может быть составной частью станка или маши­ны. Например, в станке имеются механизмы главного движения, подачи и вспомогательных перемещений. Привод состоит из двигателя, передаточного ме­ханизма, преобразователя и аппаратуры управления. Двигатели бывают элект­рическими, гидравлическими, пневматическими, внутреннего сгорания и т. д. Иногда в качестве двигателя применяют устройство, отдающее заранее накоп­ленную механическую энергию (пружинный, инерционный и другие механизмы). Независимо от вида электродвигателя (переменного, постоянного токов и др.) электропривод различают по способу регулирования частоты вращения: нерегу­лируемый, ступенчато регулируемый, плавно регулируемый.

На рис. 1 представлены типовые схемы электроприводов с различными способами регулирования частоты вращения и угла поворота вала двигателя. На нем показаны нерегулируемые двигатели с рабочим механизмом (РМ) без изменения частоты вращения (рис. 1, а), с механическим одноступенчатым из­менением частоты вращения с помощью редуктора, , уменьшающего частоту вращения, или мультипликатора, увеличивающего ее (рис. 1,6), и с многосту­пенчатым изменением частоты вращения за счет коробок передач с механиче­ским или электромагнитным переключением (рис. 1,в). Электрические ступен­чатые регуляторы частоты вращения (переключение обмоток статора, резисторов и др.) также бывают одно - и многоступенчатыми (рис. ,г). Приводы с плав­ным регулированием частоты вращения можно разделить на приводы без при­менения обратной связи по частоте или противо-ЭДС (рис. 1,(5) и с примене­нием цепи обратной связи по частоте (рис. 1,е), Новой системой привода яв­ляется привод с обратными связями как по скорости (G), так и по - пути (BG) {рис. 1,ж).

Внедрение новых материалов, высокопроизводительного режущего инстру­мента, расширение и обновление ряда технологических операций, предназначен­ных для увеличения производительности станка и повышения точности обработ­ки, предъявляют новые, ужесточенные требования на различные механизмы

1. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ

станков, в том числе и на приводы. Это — увеличение диапазонов изменения частоты вращения и повышение точности ее поддержания, сокращение времени переходных процессов частоты вращения. Наиболее полно отвечает поставлен­ным требованиям регулируемый электропривод, широко применяемый на станках.

В книге рассмотрены электроприводы главного движения (в токарных станках — это привод вращения Шпинделя, в шлифовальных — привод вра­щения шлифовального круга, фрезерных — привод вращения фрезы и т. д.) и подачи (инструмента или заготовки). В табл. 1 приведены требования к этим приводам (СТСЭВ 3573—82).

Регулируемые по частоте вращения электроприводы можно подразделить на приводы постоянного, переменного тока и дискретные системы. Из приводов переменного тока наиболее перспективен привод с частотным управлением асин­хронным электродвигателем. Подобные системы применяют для регулирования частоты вращения высокоскоростных приводов внутришлифовальных, коорди­натно-шлифовальных и заточных станков. Максимальная, частота вращения достигает для заточных станков 9000 об/мин и для, внутришлифовальных (2004-240) 103 об/мин. Приводы с Частотным управлением применяют также, когда требуется изменять частоту вращения перемещения рабочего органа станка в пределах 1 : 10, но при этом чрезвычайно важно иметь малые размеры двигателя, устанавливаемого на подвижной части станка. Преимущества частот­но-регулируемого привода наиболее заметны при применении электродвигателей закрытого исполнения (например, для приводов шлифовальных станков), так кзк асинхронные двигатели имеют меньшие размеры, массу, уровень шума и вибраций, чем двигатели постоянного тока.

Широкое применение получил дискретный электропривод, особенно для станков с ЧПУ. Маломощные дискретные двигатели используют в приводах подачи шлифовальных станков. Основным преимуществом дискретного электро­привода является, то, что он представляет собой систему, разомкнутого типа, гак как, не имея датчика обратной связи, по положению вала двигателя может осуществлять его перемещения с необходимой частотой вращения, изменяемой в широких пределах.

Привод постоянного тока наиболее часто применяют в механизмах станков, где необходимо регулировать частоту вращения рабочих органов. Системы ге - іератор — двигатель, электромашинный усилитель — двигатель и магнитный усилитель — двигатель в станочном электроприводе постоянного тока заменяют тиристорными и транзисторными электроприводами. Эти приводы отличаются леньшими размерами преобразователей, повышенным быстродействием и увели - іенньїм диапазоном регулирования.

Регулируемые приводы широко применяют в связи с их преимуществами перед нерегулируемыми. Они обеспечивают более высокую производительность труда, выбор оптимальных технологических режимов, возможность реализации автоматических циклов и работы в системах с ЧПУ. Из многочисленных систем регулируемых электроприводов получили распространение: генератор — двига­

тель (Г-Д) или электромашянный усилитель — двигатель (ЭМУ-Д), магнитный усилитель — двигатель (МУ-Д), привод с электромагнитной муфтой скольжения (ПМС), тиристорный (транзисторный) электропривод (ТП-Д).

Наличие трех электрических машин в составе приводов по системе Г-Д и ЭМУ-Д усложняет эксплуатацию, создает шум и требует большой производст­венной площади. У привода системы Г-Д суммарная мощность примерно в 4 раза превышает полезную, у ПМС — почти в 2 раза. Недостатком привода системы ПМС является повышенный нагрев муфты, ограничивающий их приме­нение в станках, так как нагрев муфты ухудшает точность обработки заготовок.

Тиристорные приводы по сравнению с другими системами приводов имеют меньшие размеры, массу и более высокий КПД. Начинают широко внедряться транзисторные электроприводы, обеспечивающие высокое быстродействие. Клас­сификация электроприводов показана на рис. 2.