Виды регулирования скоростей и подач

Лекция  № 5

Виды регулирования скоростей и подач.

Ступенчатое регулирование скоростей и подач и его закономерности. Стандартные знаменатели геометрического ряда.

Регулирование скоростей и подач может быть:

 ступенчатым – скорость V  и подача S изменяются скачками, по какому либо закону (для изменения скорости и подачи необходимо останавливать станок) 

 бесступенчатое – внутри заданного диапазона можно установить любую скорость V или подачу S, (изменение происходит плавно без скачков, регулирование может производиться во время работы станка без его остановки; остановка необходима для смены диапазона скорости).

Ступенчатое регулирование

     При таком регулировании значение частоты вращения и подач изменяются шагами, по какому либо закону и могут иметь определенное фиксированное значение.

Для любого станка известны, либо задаются при проектировании, предельные размеры (диаметры) обработки и скорости резанья.

Рекомендуемые материалы

Dmax; Vmax →n_max=1000*Vmax/π*Dmin

Dmin ; Vmin →n_min =1000*Vmin/π*Dmax

n_max/n_min=R=Vmax*Dmax/Vmin*Dmin=Rv* Rd

Где Rv-диапазон регулирования станка по скорости,Rd-диапазон регулирования станка по диаметру обработки. R - полный диапазон станка. Для токарных станков R= от 40 до 160; фрезерных станков R= от 20 до40.

   Возникает вопрос, по какому закону следует изменять частоты вращения валов шпинделей?

Этот вопрос впервые поставил и решил профессор А. В. Гадолин. Так как частоты вращения изменяются ступенчато, то рациональная скорость резания не может быть достигнута, т.к. теория резания рекомендует работать в частотах ближайших меньших.

Это связано с необходимостью обеспечивать заданною стойкость режущих инструментов.      

     Поэтому серьёзным недостатком ступенчатого регулирования является потеря скорости, что не позволяет использовать режущую способность в полной мере. Это снижает производительность обработки.

Экономически целесообразно использовать режущую способность инструмента, если не в полной, но в равной мере, т.е. чтобы потеря скорости была одинаковой при работе на любых частотах вращения шпинделя. 

Vрез.=Vтаб. *К₁*К₂*К₃…..

Зададимся одинаковой потерей скорости и построим лучевую диаграмму, которая является графическим отображением уравнения

  где:

П – постоянная 3.14

                                                                                                        d – диаметр заготовки

n – число оборотов шпинделя.

                                                                                                                                                                                                                   

d1

d2

       - постоянная величина – знаменатель геометрического ряда.                                                                    

Имеем геометрическую прогрессию со знаменателем.                                                              

Значит, чтобы иметь одинаковую потерю скорости на всех частотах вращения шпинделя, частоты нужно изменять по геометрическому ряду.

   Геометрический ряд позволяет использовать режущую способность инструмента в равной мере, поэтому в отечественном и зарубежном станкостроении геометрический ряд имеет применение для регулирования частот вращения.

Стандарт ОСТ2  Н11–1– 72 регламентирует частоты вращения и параметры ряда.

Основные параметры геометрического ряда:

Z – число скоростей привода.

R – диапазон регулирования.

φ – знаменатель геометрического ряда.

                      

Стандартные знаменатели  геометрического ряда.

При выборе стандартных знаменателей учитывали следующие принципы:

Необходимо иметь такой ряд, из которого можно получать более грубые ряды путем пропуска некоторого числа членов точного ряда. В логарифмической шкале члены ряда устанавливаются на равном расстоянии.

Принцип удвоения – необходим для возможности применения в приводах станков, многоскоростных двигателей, отношение частот вращения которых равно двум:

1500/750 об./мин.

3000/1500 об./мин.

Если имеется некоторый член геометрического ряда, например n_x, то через несколько членов геометрического ряда будет число n_y=2*n_x:

 

                                                                                              

Принцип десятичного повторения

Если имеется некоторый член геометрического ряда, например n_x, то через несколько членов геометрического ряда будет число n_y=10*n_x:

                                                                                                                                                     

Т.к. все принципы должны соблюдаться одновременно то:

=

Прологарифмировав, получим:

            

 - первый знаменатель геометрического ряда (самый точный).

Остальные знаменатели получаются в результате возведения в чётную степень n первого знаменателя.

Обратите внимание на лекцию "32 Принцип равновесия по Нэшу".

Каждый стандартный знаменатель ряда, характеризуется определенной потерей V, а именно, относительной потерей скорости:

А – относительная потеря скорости в %.

Ряды частот вращения и подач.