Технологическое оборудование машиностроительных произ­водств

Назначение и типы приводов

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Приводом называется совокупность механизмов, передающих дви­жение от источника энергии до элемента, выполняющего заданное движение в станке. В привод входят двигатель, механизм изменения передаточного отношения, механизмы включения, выключения и ре­версирования движений. В станках применяют приводы вращательного (наиболее распространенный тип привода) и прямолинейного движе­ния. Существуют приводы периодического движения рабочих органов на точно фиксированную величину (храповым механизмом, мальтий­ским крестом, шаговым электродвигателем и т. д.).

Приводы станков подразделяют на ступенчатые и бесступенчатые. Ступенчатое изменение скоростей движения обеспечивается коробка­ми скоростей или подач, ступенчатыми шкивами либо электроприво­дом в виде многоскоростных асинхронных электродвигателей; бесступенчатое — электроприводом постоянного тока, гидроприво­дом, механическим вариатором или комбинированным приводом (со­четающим, например, регулируемый электродвигатель с коробкой скоростей или механический вариатор с многоскоростным асинхрон­ным электродвигателем переменного тока). Современные станки с программным управлением имеют одиночные или многодвигательные приводы. 14

Ф cL

R

Рис. 4. Передачи:

О — плоскоременная, б — ременная со ступенчатыми шкивами, в — цепная, г — зубчатая, д — зубча­тая коническая, е — червячная, ж — реечная, з — червячно-реечная, и — передача винт-гайка

Передача от двигателя на ведущий вал механизма осуществляется ременной или зубчатой передачей, а также непосредственным соеди­нением валов электродвигателя и механической передачи (встроенные электродвигатели). В механизмах изменения скоростей движения, включения, выключения и реверсирования передача движения произ­водится через ременные, цепные, зубчатые, винтовые, червячные,

Фрикционные или гидравлические связи. В механизмах подачи — через шариковые винтовые пары или пары винт-гайка скольжения и без- люфтовые редукторы, электромеханические и гидромеханические свя­зи.

Основной задачей при выборе параметров и характеристик привода является обеспечение технологических режимов обработки детали с допустимыми геометрическими погрешностями и шероховатостью по­верхности при максимальной производительности и минимальной себестоимости обработки. Особенностью работы современных элект­роприводов главного движения в станках с ЧПУ является совмещение операций в технологических циклах обработки деталей, характерных как для механизмов главного движения, так и для механизмов подачи.

Условные обозначения элементов различных механических передач стандартизированы и приведены на рис. 4.

Каждая передача содержит ведущее и ведомое звенья. Ведущее звено сообщает требуемое движение ведомому звену. Основным кине­матическим параметром, определяющим соотношение движений меж­ду звеньями, является передаточное число, которое для вращательных передач равно отношению частоты вращения ведущего вала пх к частоте вращения ведомого пъ /= пх/п2. Для понижающих передач /> 1, для повышающих /< 1. Так как окружные скорости, например, двух за­цепляющихся зубчатых колес (рис. 4) одинаковы V= nd2 = nmzifti = =nmz2n2, то передаточное число можно записать в виде отношения диаметров для ременных и фрикционных передач (рис. 4, а) или чисел зубьев для цепных зубчатых передач (рис. 4, в — е), / = пх/п2 = dx/d2 = ^Zx/Za = t/г2, где diin) и d2(r2) — диаметры (радиусы) ведущего и ведомого колеса (для зубчатых колес диаметры делительных окружно­стей); Zx и Zi — числа зубьев колес.

При расчете движений в передачах пользуются передаточными отношениями /, так как чаще требуется определять частоту вращения ведомого вала, которая для ременных и фрикционных передач п2 = =(nxdx)/d2 = (пхгх)/гъ для зубчатых передач п2 = nxZx/Zb.

Для изменения частоты вращения ведомого вала применяют пере­дачи, содержащие передвижные блоки зубчатых колес. В блоке чаще всего два или три колеса, реже — четыре. Блоки применяют в качестве ведущих и ведомых звеньев. На рис. 5 показана передача с двух - и трехвенцовыми блоками. Двухвенцовый блок с зубчатыми колесами Zx и Z3 может перемещаться вдоль вала / и последовательно зацепляться с колесами Z2 и Z4, жестко установленными на валу II. Передаточное отношение между валами /и IIin = Z^Zq. и i2 = Z3/Zi. При этом на валу //подвижный трехвенцовый бок с зубчатыми колесами Z5, Z,, Z> может последовательно зацепляться с колесами 2*, Z% и Zl0 и обеспечивать между валами II и III передаточные отношения /3 = Z5/Z6,/4 = Z7/Z8, /5 = 2^/Z10. Так как для каждого значения / между валами / и II можно получить два передаточных отношения, а между валами II и III три,

То, следовательно, между валами II и III посредством передвижных блоков можно обеспечить шесть различных передаточных отношений или шесть частот вращения вала ///при постоянной частоте вращения вала I

Размещение колес на валах в зависимости от ширины венца Ъ блоков показано на рис. 5, а. Для ввода в зацепление колеса Z5 тройного бока с колесом Ze необходимо, чтобы блок свободно проходил мимо

Колеса не зацепив его колесом Z>. Это возможно, если Zj — Z>> 5. В противном случае необходимо применять схему передачи, показан­ную на рис. 5, б. На рис. 5, в показана передача с перебором. Вал / может получать вращение от колеса Z5 при вращении кулачковой муфты колес Zi и Z». При включенной муфте и зацеплении колеса с Z3 вращение на вал / передается через зубчатые колеса Zi/Z^, вал II и колеса Z3/Zi.

Передачи с передвижными блоками с кулачковыми муфтами про­сты по конструкции, надежны в эксплуатации и удобны в управлении, но не допускают переключения при вращении и имеют большие размеры в осевом направлении. На рис. 5, г приведена передача, которая лишена этих недостатков. Колеса 7а и Z4 свободно установлены на валу II и постоянно находятся в зацеплении с колесами Z и Z^, жестко закрепленными на валу /. Передача движения валу //от вала / происходит при включении фрикционной двусторонней муфты, кото­рая жестко соединяет с валом II колеса Za и Д. В этом случае частоту вращения можно менять на ходу.

Передача с двумя обратными конусами, набранными из зубчатых колес, и вытяжной шпонкой обеспечивает арифметический ряд частот вращения (рис. 5, д, ё). На ведущем валу /жестко установлены зубчатые колеса Zj, Z3, 2б, Zj, которые находятся в постоянном зацеплении с колесами Zi, Z», Z^, свободно установленными на валу II. Вытяжная шпонка /, установленная в пазу вала //, при движении вдоль оси вала, западает в шпоночный паз одного из зубчатых колес и соединяет его с валом. В этом случае передаточное отношение будет одной из зубчатых передач Z/Za, Zj/Z4, Z5/2^, Zj/Z^, которая передает вращение валу II. Достоинством передачи является компактность, а недостат­ком — малая жесткость.

С целью изменения частоты вращения ведомого вала для понижа­ющих или повышающих передач применяют планетарные передачи из цилиндрических и конических зубчатых колес. Планетарными зубча­тыми передачами называют передачи, имеющие зубчатые колеса с движущимися осями. Зубчатые колеса, установленные на движущихся осях, называют планетарными или сателлитами. Подвижное звено, в котором установлены оси сателлитов, называют водилом. Колесо, по которому обкатывают сателлиты, называют центральным или солнеч­ным.

На рис. 6 показана планетарная передача из цилиндрических зубчатых колес, применяемая в приводе медленных подач стола уни­версального заточного станка ЗВ642. В ней ведущим валом является маховик 7, соосно расположенный с неподвижным центральным ко­лесом Zj = 19. В корпусе маховика установлены на одной оси плане­тарные колеса Z}= 19 и Z3 = 18. Колесо Z^- 19 зацепляется с неподвижным центральным колесом Д = 19, а колесо Z} = 18 — с колесом Z4 = 20, жестко установленным на ведомом валу 2 с реечной шестерней Z= 14, зацепляемой с установленной на столе рейкой 3 (т =

=2,5 мм). При вращении маховика по неподвиж­ной центральной шес­терне Z = 19 обкаты­вается сателлит Zi = 19 и через зубчатые колеса Z3 = 18 и Z* = 20 переда­ется вращение на ведо­мый вал. Передаточное отношение планетарной передачи: /пл = 1 — 4(Z,/Z2)x(Z3/Z,)].

Для преобразования вращательного движе­ния в поступательное применяют реечную, червячно-реечную пере­дачу, передачу винт-гай­ка и др. Реечная передача состоит из зубчатой рей­ки и шестерни. Линейное перемещение рейки S за один оборот шестерни с числом зубьев Z составит S= nmz= Pz = nd, где Р— шаг зубьев реечной передачи в мм; d — диаметр делительной окружности реечной шестерни в мм; т — модуль в мм. Червячно-реечную передачу, состоящую из червячной рейки, и передачу винт-гайка применяют для медленных и точных приводов подач (например, для перемещения стола продольно-фрезерного или строгального станков).

Стандартизованные условные обозначения элементов кинематиче­ских цепей приведены в табл. 2.