§2. СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКОВ
СВРАЩАТЕЛЬНЫМ ГЛАВНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Значения пределов пт\п и /гшах>диапазона D и количества сту пеней z регулирования зависят от типа и назначения станка, его универсальности, размеров обрабатываемых деталей. Если уШш и Ушах — минимальная и максимальная скорости резания(м/мин) dmin и ^гпах — наименьший и наибольший диаметры обработки (м), то пределы регулирования должны удовлетворять следу ющим равенствам:
V I |
V |
|
ttinln — г з |
Об/М11Н\ Ищах “ ТТЗ |
об^МЫН, |
я“ тах |
namin |
|
Наименьший и наибольший диаметры принимают в соотношении d
= 0,12 4-0,25.
“ max
Значение dinin для станков с вращательным главным движением надо понимать в том смысле, что при этом минимальном значении диаметра еще обеспечивается экономический режим резания с использованием полной мощности.
§ 3. СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКОВ
СПРЯМОЛИНЕЙНЫМ ГЛАВНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Убольшинства станков этой группы перемещение рабочих органов происходит в двух взаимно противоположных направле ниях. Различают рабочий ход, когда происходит резание, и обрат ный или холостой ход, когда движущаяся часть станка возвра щается в исходное положение. Скорость обратного хода v0 прево сходит скорость рабочего хода vp. Обычно
^ = * = 1,5 -s-2,5.
VP
Рабочий и обратный ходы составляют двойной ход.
Пусть |
п — число двойных |
ходов |
в минуту; |
|
tp и tQ— время |
рабочего |
и обратного ходов в минуту; |
||
|
Т — время |
одного двойного хода в минуту; |
||
vp и uQ— скорости рабочего и |
обратного ходов в м/мин; |
|||
Время |
L — длина хода в м. |
|
||
одного двойного хода |
х+ 1 |
|||
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
отсюда число двойных ходов |
в минуту |
|||
|
|
1 |
VV |
X |
|
|
" = |
|
S+ Г |
У продольно-строгальных станков скорость рабочего хода постоянна, поэтому для них целесообразно устанавливать гео метрическую структуру ряда скоростей рабочего хода. У станков с кулисным или кривошипно-шатунным приводом постоянным является число двойных ходов, которое строится по геометриче скому ряду.
Пределы регулирования в этом случае определяют из равенств
^inln |
v]) min |
x |
|
^max |
x + 1 ’ |
||
|
|||
И-max |
^pmax |
x |
|
^min |
sT+Т’ |
||
|
Vpmin и max рассматривают как средние значения скорости на протяжении всего хода.
§ 4. МОЩНОСТЬ ПРИВОДА И К. П. Д. СТАНКА
Мощность привода является важным показателем: она характе ризует возможности станка преодолевать при заданных режимах резания силы, возникающие в процессе обработки. Общая мощность привода N3 слагается из полезной мощности N и мощности, за трачиваемой на работу сил трения в узлах и механизмах станка, Nn, т. е. Nd = N + Nn.
Полезная мощность N представляет собой мощность резания, потребляемую в приводах главного движения и подачи, а также
во вспомогательных меха |
||||
низмах. Мощность резания |
||||
определяют |
по |
формулам |
||
теории |
резания, |
а мощ |
||
ность, потребляемую вспо |
||||
могательными механизма |
||||
ми, — опытным |
путем. |
|||
Мощность, |
потребная |
на |
||
привод подач и вспомога |
||||
тельных |
механизмов, |
не |
||
значительна по сравнению с мощностью привода глав ного движения и состав
Рис. 4. Баланс мощности и к. п. д. станка |
ляет от 2 до 6% общей |
Мощность Nn, теряемая на трение, |
мощности. |
состоит из мощности N x |
холостого хода, постоянной для данного числа оборотов шпинделя и не зависящей от величины передаваемой нагрузки, и мощности No, расходуемой на преодоление работы сил трения, возникающих
под действием нагрузки. Чем больше Nd, тем больше потери от трения в опорах валов, зубчатых и других передачах.
На рис. 4, а приведен баланс мощности привода главного дви жения, полученный опытным путем.
К. п. д. станка *
NN
^~ N a - N + Nx + N a -
Так как найти мощность, теряемую на трение, расчетным путем трудно, к. п. д. определяют ориентировочно упрощенным спосо бом. Условный к. п. д. г|0, без учета потерь холостого хода,
Ло = ЛрПзЛ£» |
(И) |
где т\р, г),, т)п — средние значения к. п. д. ременных передач, зубчатых передач, подшипников (табл. 5);
а, Ь, с — количество соответственно ременных передач, зубчатых передач, подшипников.
|
Таблица 5 |
||
Элементы привода |
Средние значения к.п.д. |
||
Ременные передачи цр: |
|
|
|
с плоским ремнем . |
0,98 |
|
|
с клиновым ремнем |
0,97 |
|
|
Зубчатые передачи ц3: |
0,99 |
|
|
цилиндрическая с прямыми зубьями |
|
||
цилиндрическая с косыми зубьями |
0,98 |
|
|
коническая |
0,97 |
* |
|
червячная |
tgb |
||
tg (k + |
ф) |
||
|
|||
Подшипники г\п: |
0,995 |
||
качения . |
|||
скольжения |
0,98 |
||
* К — угол |
подъема витка червяка по делительному цилиНДРУ’ |
ср — угол |
трения. |
На этом основании
* С учетом равномерности вращения валов.
и мощность электродвигателя с учетом мощности холостого хода
—+ N 0 + N X = -^- + N x.
Величина условного к. п. д. по экспериментальным данным колеблется в пределах г)0 = 0,88 -г- 0,90, а общего к. п. д. для станков с вращательным главным движением т) = 0,70 -5- 0,85.
Величина к. п. д. зависит от нагрузки и скорости вращения валов. Это наглядно показано на рис. 4, б. Значение к. п. д., рассчитанное по формуле (И), соответствует полной нагрузке станка.
Мощность холостого хода, например для токарных станков, в зависимости от числа оборотов шпинделя составляет: на нижних ступенях N x = (0,05 0,1) Nd1на верхних N x = (0,12 0,3) NB. Она может быть подсчитана по экспериментальной формуле ЭНИМСа [1].
Глава III
МЕХАНИЗМЫ ПРИВОДА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Совокупность устройств, приводящих в действие рабочие ор ганы металлорежущих станков, называют приводом. Он состоит из двигателя, являющегося источником движения, и механизмов, передающих движения рабочим органам.
В качестве двигателей чаще всего применяют односкоростные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамк нутым ротором. Обладая жесткой характеристикой, они обеспе чивают постоянство мощности на всем диапазоне скоростей и незначительное изменение числа оборотов вала под нагрузкой. Реже применяют двухскоростные и шаговые электродвигатели, а в приводах тяжелых и некоторых средних станков — электро двигатели постоянного тока. При осуществлении вспомогательных движений нередко используют электромагниты. Широкое распро странение в металлорежущих станках получил гидравлический привод.
Привод станка должен обеспечить заданный диапазон регули рования скоростей главного движения и подач, их количество и величину. От него требуется плавная безвибрационная пере дача мощности и крутящего момента, обеспечивающая заданные точность и шероховатость обработки.
В большинстве случаев практики вал электродвигателя и ве дущий вал привода связывают между собой соединительной муф той или одной из передач: ременной или зубчатой.
§1. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛОВ
Элементарные механизмы, позволяющие изменять передаточ ные отношения кинематических цепей, называют множительными. Будучи соединенными в определенной последовательности, они образуют кинематическую структуру, увеличивая (умножая) ко личество угловых скоростей ведомых валов.