Шпора от Серёги

Базовые детали металлорежущих станков служат для создания требуемого пространственного расположения узлов, несущих инструмент и обрабатываемую деталь, и обеспечивают точность их взаимного расположения под нагрузкой. Совокупность базовых деталей между инструментом и заготовкой образует несущую систему станка. К базовым деталям относятся станины, основания, колоны, стойки, поперечины, ползуны, траверсы, столы, каретки, суппорты, планшайбы, корпуса, шпиндельные бабки и т.п.
Направляющие обеспечивают правильность траектории движения заготовки и (или) инструмента и точность перестановки узлов. Во многих случаях направляющие выполняют как одно целое с базовыми деталями.
Базовые детали и направляющие должны иметь:
непосредственную точность изготовления всех ответственных поверхностей для обеспечения требуемой геометрической точности станка;
высокую жесткость, определяемую контактными деформациями подвижных и неподвижных стыков, местными деформациями и деформациями самих базовых деталей;
высокие демпфирующие свойства, т.е. способность гасить колебания между инструментом и заготовкой от действия различных источников вибраций;
долговечность, которая выражается в стабильности формы базовых деталей и способности направляющих сохранять первоначальную точность в течение заданного срока эксплуатации.
Кроме того, базовые детали должны иметь малые температурные деформации, а направляющие должны обладать малой величиной и постоянством сил трения, т.к. от этого зависит точность позиционирования узлов станка.

Конструктивные формы базовых деталей.
Станины бывают в зависимости от расположения оси станка горизонтальные и вертикальные (стойки). Они несут на себе основные подвижные и неподвижные узлы станка.
Основные типы сечений горизонтальных станин. Все сечения применяют при необходимости отвода большого количества стружки и охлаждающей жидкости. Станины с двойными стенками в 1,3-1,4 раза жестче, чем станины с одинарными стенками. Внутренние полости между стенками часто делают замкнутыми и оставляют в них стержневую смесь. Замкнутый профиль имеет гораздо большую жесткость (особенно на кручение), чем разомкнутый, а сыпучий материал во внутренней полости повышает демпфирующие свойства станины. Применяют также станины, у которых стружка отводится через окно в задней стенке.Сечения станин с наклонной задней стенкой и расположением направляющих на разных уровнях обладают высокой жесткостью и создают хорошие условия для отвода стружки, но в этом случае усложняется конструкция суппортов. Тяжелые станки- сдвоенная станина. Сечения, применяемые в высокопроизводительных станках токарно-копировальных, многорезцовых станках и станках с ЧПУ.
Форма сечения вертикальных станин (стоек) Стойки, испытывающие нагрузки в плоскости симметрии (вертикально-сверлильные станки), имеют профиль прямоугольного сечения. Если нагрузка пространственная (фрезерные, расточные станки), то профиль стоек делают близким к квадрату что обеспечивает повышенную жесткость на кручение. Стойки станков имеют круглое сечение, если необходимо обеспечить поворот узлов относительно оси станка (радиально-сверлильные станки).
Увеличение жесткости стоек добиваются с помощью поперечных и продольных ребер
Нерегулируемые асинхронные электродвигатели. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяются в ступенчатых приводах главного движения и подачи, а также в приводах вспомогательных движений. Они наиболее надежны и просты в эксплуатации, применяются без преобразователей и специальных усилителей, имеют небольшие габариты, допускают высокие перегрузки.
Обозначения двигателей расшифровываются так(4A112MA8У3): 4 порядковый номер серии; А - вид двигателя (асинхронный); последующие две или три цифры высота оси вращения в миллиметрах; S, М или L установочный размер по длине станины; А или В длина сердечника статора (отсутствие буквы в обозначении двигателя свидетельствует о наличии только одной длины сердечника); последующее число 2, 4, 6, 8, 10 или 12 число плюсов; УЗ климатическое исполнение и категория размещения.
Номинальный режим работы асинхронных электродвигателей, как и других электрических машин, должен соответствовать одному из следующих:
продолжительному S1, когда продолжительность работы двигателя при неизменной внешней нагрузке достаточна для достижения практически постоянной температуры всех его частей;
кратковременному S2, для которого характерны работа двигателя с постоянной нагрузкой в течение времени, недостаточного для достижения его установившейся температуры, и отключение на время, в течение которого двигатель охлаждается до температуры окружающей среды;
повторно-кратковременному S3, при котором пусковые потери практически не оказывают влияния на повышение температуры отдельных частей двигателя;
повторно-кратковременному с частыми пусками S4, когда пусковые потери приводят к повышению температуры отдельных частей двигателя;
повторно-кратковременному с частыми пусками и электрическим торможением S5, при котором потери в процессе торможения приводят к дополнительному повышению температуры двигателя;
перемежающемуся S6, при кот. работа двигателя с нагрузкой чередуется с холостым ходом;
перемежающемуся с частыми реверсами при электрическом торможении S7, при котором потери при реверсе существенно влияют на температуру отдельных частей двигателя;
перемежающемуся с двумя или более частотами вращения S8, при котором потери в моменты перехода с одной частоты вращения на другую влияют на температуру отдельных частей двигателя.

Параметры технической характеристики муфт. Электромагнитные муфты применяются в автоматических коробках скоростей, приводах подачи и вспомогательных перемещений. Они также служат в качестве тормозов и сцепных устройств.
В серию Э1М входят муфты контактного типа исполнения 2 (Э1М...2), бесконтактные исполнения 4 (Э1М...4), тормозные исполнения 6 (Э1М...6). Серию образуют муфты 13 габаритов: от 04 до 16. С увеличением габарита муфты возрастают ее размеры и параметры силовой характеристики.
Основные параметры:
Мн номинальный передаваемый момент, т.е. номинальное (информационное) значение передаваемого муфтой момента при отсутствии скольжения между дисками;
Мв номинальный вращающий момент, т.е. номинальное (информационное) значение вращающего (динамического) момента включенной муфты при наличии скольжения между дисками, имеющего место при разгоне, реверсе или торможении узла станка;
Мо.в остаточный вращающий момент, т.е. информационное значение остаточного момента вращения, развиваемого отключенной муфтой при наличии скольжения между дисками;

· - максимально допустимая частота вращения, справочный параметр;

·Р - теплорассеивающая способность муфты, т.е. максимально допустимая средняя мощность, рассеиваемая муфтой в повторно-кратковременном режиме с частотой z>zн; zн частота включений, обеспечивающая усреднение потерь.

Сопряжение муфт с валом. Посадочное отверстие муфты может относиться к одной из трех групп: гладкие (группа А); шлицевые с центрированием по наружному диаметру шлицев (группа Н); шлицевые с центрированием по внутреннему диаметру шлицев (группа В).

Встройка муфт в механизмы. Муфту Э1М...2 фиксируют на валу в осевом направлении с помощью втулок.
Катушкодержатель муфты Э1М...4 должен быть удержан от вращения. Его устанавливают в расточке крышки 2, закрепленной в корпусе 3, и фиксируют винтом 1. При встройке муфты Э1М...6 втулку шлицевой частью помещают со стороны якоря муфты.
Муфты можно устанавливать не только на горизонтальных, но и на вертикальных валах. В последнем случае их помещают якорем вниз, а муфты малых габаритов (0 4...08) - якорем вниз или вверх.
Электромагнитная муфта Э1М...2 контактного типа устроена следующим образом. Между втулкой 9 и корпусом 2,соединенными между собой немагнитным сварочным швом 1, имеется магнитоизолирующий кольцевой зазор Б. В корпус встроена катушка 3, ток к которой подводится через кольцо 4. Пакет магнитопроводя-щих фрикционных дисков состоит из дисков двух типов. Внутренние диски 6 расположены на эвольвентных шлицах, нарезанных на втулке 9. Наружные диски 5 имеют 58 пазов шириной b, в которые входят выступы поводка, соединяющего муфту с деталью механизма. При подаче тока в катушку магнитный поток замыкается через корпус 2, пакет дисков, зазор шириной f и якорь 7. Диски и якорь притягиваются к полюсам корпуса таким образом, что между дисками возникает фрикционное сцепление и от втулки через внутренние и наружные диски момент передается на поводок. После отключения муфты происходит ее расцепление благодаря упругости наружных дисков, боковые поверхности которых не совсем плоские, они имеют жесткую "волну" специальной формы. При этом якорь отходит вправо до упора в бронзовое кольцо 8.

Электромагнитная муфта Э1М...4 бесконтактного типа имеет магнитопровод, состоящий из вращающегося корпуса 2 и неподвижного катушкодержателя 1, разделенных зазорами шириной
·1 и
·2, предназначенными для снижения теплопередачи от фрикционных дисков к катушке.
Применение муфты Э1М...4 более предпочтительно по сравнению с муфтой Э1М...2. Муфту Э1М...4 рекомендуется применять при высокой частоте вращения, частых включениях, затрудненном для осмотра доступе. Муфту Э1М...2 следует использовать в тех случаях, когда названные условия не имеют места, а муфту Э1М...4 встроить в узел затруднительно.

Электромагнитная тормозная муфта Э1М...6 имеет поводок 3 в виде фланца, насаженного на корпус 2. Выступы фланца, прикрепленного к корпусу узла, входят в пазы, имеющиеся на наружных дисках. Внутренние диски насажены на шлицевую часть втулки 1, Якорь 5 расположен в кольце 4, прикрепленном к поводку 3.
































































Смазывание узлов с электромагнитными муфтами. В узлы с электромагнитными муфтами смазочный материал подводят для того, чтобы смазывать трущиеся поверхности их деталей, удалять продукты изнашивания и отводить теплоту, выделяющуюся вследствие потерь энергии в катушках и дисках муфт.
Подвод масла к электромагнитным муфтам осуществляется внутренним или внешним способом. Внутренний подвод к дискам муфты производится обычно через устройство осевого или радиального типа, центральное и радиальные отверстия, просверленные в валу, на котором находится муфта.
При внешнем подводе струя масла направляется на диски из вне и более нагретой оказывается внутренняя часть муфты. При применении внутреннего подвода усложняется конструкция узла, но обеспечивается лучшее его охлаждение и приблизительно в 3 раза снижается требуемая подача масла.
Муфты серии Э1М смазывают маслом И-20А. К муфтам всех типов оно может подаваться внешним способом с помощью узла, а к муфтам Э1М...2 и Э1М...4 еще и внутренним способом через отверстие d.
Выбор муфт.
Муфта должна удовлетворять пяти условиям:
1.Номинальный передаваемый момент муфты Mн должен быть больше максимального приведенного к ней статического момента нагрузки Мcmах, имеющего место после включения муфты: Mн > kМcmах, где k - коэффициент запаса: k = 1,1...1,6
2.Вращающий момент муфты Мв должен быть больше максимального приведенного к муфте момента трогания механизма Мтр. т.е. Мв > Мтр.
3.Муфта должна обеспечивать заданные для механизма длительность разгона tр, торможения tт и реверса tрев.
Время разгона tр:
13 EMBED Equation.3 1415
Время торможения при снижении частоты вращения от n1 до n2:
13 EMBED Equation.3 1415
Время реверса при вращении с частотой n2: 13 EMBED Equation.3 1415
4. Для предотвращения самопроизвольного перемещения механизма под действием остаточного передаваемого момента Mо.п п этот момент должен быть меньше приведенного к валу муфты минимального момента сопротивления механизма Мcmin при движении на холостом ходу, т.е. Mо.п < k1Мc, где k1 = 0,5...0,7.
5. Средняя мощность потерь
·Pср должна быть меньше мощности допустимых потерь
·P для выбираемой муфты.
Регулируемые электродвигатели постоянного тока для приводов главного движения
В приводах главного движения станков с ЧПУ применяют регулируемые электродвигатели постоянного тока серии 4ПФ.
Номинальным режимом работы двигателей в диапазоне частот вращения от 1 мин-1 до максимальной является S1, возможна работа в режимах S2S8. Двигатели серии 4ПФ применяются в составе электромеханических приводов с регулированием частоты вращения в двух зонах, В зоне I регулирование производится с постоянным моментом М на шпинделе станка, в зоне II с постоянной мощностью Р. В зоне I при относительно низкой частоте вращения шпинделя полная мощность привода не может быть использована. Расчетная частота вращения np, при которой определяется максимальный крутящий момент на шпинделе, связана с диапазоном регулирования привода R (13 EMBED Equation.3 1415).
Регулируемые электродвигатели для приводов подачи.
В приводах подачи современных станков с ЧПУ применяют регулируемые электродвигатели постоянного или переменного тока с цилиндрическим и дисковым ротором, с возбуждением от постоянных магнитов и с электромагнитным возбуждением.
Используются двигатели постоянного тока серий 2ПБВ, ДПУ135, 2ДВУ165 и 2ДВУ215.
В приводах подач станков наиболее удобно использовать высокомомент-ные двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, Благодаря низкой номинальной частоте вращения (500...1000 мин-1), возможности длительно работать при малой скорости (до 0,1 мин-1) с большим вращающим моментом такой двигатель может быть непосредственно связан с ходовым винтом привода подачи. Названные двигатели допускают 6-10-кратную перегрузку по вращающему моменту при малых частотах вращения в течение 20 ...30 мин.

Материал для изготовления базовых деталей. Термообработка базовых деталей.
Основными материалами базовых деталей, являются чугун и низкоуглеродистая сталь. Значительно реже применяют бетон, да и то в качестве материала для оснований и плит.
Детали из литых чугунов имеют остаточные напряжения, которые могут привести к короблению базовых деталей и нарушению точности станков. Для снятия этих напряжений применяют различные методы старения: естественное, тепловую обработку, метод термоударов, отжиг, вибрационное старение, статическую перегрузку и т.д.
Реже применяют чугуны СЧ30 и СЧ35
Чугун наиболее распространенный материал для изготовления базовых деталей. Чаще всего применяют чугун СЧ15. Он обладает хорошими литейными свойствами, мало коробиться, но обладает сравнительно низкими механическими свойствами. Применяют для изготовления оснований большинства станков, салазок, столов, корпусов задних бабок и других деталей сложной конфигурации при недопущении большого коробления и невозможности подвергнуть их старению.
При повышенных требованиях к износостойкости направляющих, выполненных как одно целое с базовой деталью, применяют также чугун СЧ20
Углеродистую сталь применяют при изготовлении сварных базовых деталей простой формы. Сварными базовые детали делают при мелкосерийном и единичном производстве.
По сравнению с литыми, сварные конструкции значительно легче, поскольку модуль упругости стали в 2-2,4 раза больше чем у чугуна.
При этом в основном используют листовую сталь Ст3 или Ст4 толщиной 8-12 мм. В последнее время применяют фасонные профили.
Бетон хорошо гасит вибрации, что увеличивает динамическую жесткость станка. Кроме того, большая, по сравнению с чугуном, тепловая инерция делает бетон менее чувствительным к колебаниям температуры. Модуль упругости бетона меньше, чем у чугуна: и ту же жесткость бетонной станины можно достичь, увеличивая толщину стенок. Масса детали при этом мало увеличиться, т.к. плотность бетона составляет треть плотности серого чугуна.
Вместе с тем бетон поглощает влагу, что влечет объемные изменения, а попадание масла на бетон повреждает его. Необходимы меры по защите бетона от влаги и масла.



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 11212143
    Размер файла: 73 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий