Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Для изготовления магнитострикторов применяют чаще всего сплавы железо — кобальт и ферриты, которые обеспечивают в реальных конструкциях обшее перемещение в пределах 8 — 10 мкм на 100 мм длины стержня. Магнитострикционный привод для более значительных перемещений может иметь перехваты, работающие в последовательном цикле (рис. 6.37).
Стержень 3 из ферромагнитного материала, помещенный в магнитном поле катушки 2, расположен свободно в опорах 1 и 4. Его правый, конец жестко соединен с рабочим органом б. В начальный-момент (рис. 6.37,а, б) стержень в правой опоре 4 зажат, а в левой опоре 1 свободен. При подключении обмотки катуш- Рис.
6.36. Упругосиловые приводы шлифовальных бабок: а — е упругим шарниром; б — с пружинным параллелограммом ки 2 к источнику тока часть стержня 8, расположенная между зажимами, намагничивается и длина ее сокращается за счет смещения левого свободного конца вправо на величину М=Ц, где 1 — длина рабочей части стержня; $ — относительное магнитострикционное удлинение. После этого (рис. 6.37, в) стержень без отключения катущки от источника тока зажимается и в левой опоре 1. Затем разжимается зажим в опоре 4, катушка 2 отключается от,источника тока и стержень 3 удлиняется на величину И, перемещая рабочий орган Б.
Минимальная подача соответствует,магнитострикционному удлинению стержня 8 за один цикл его намагничивания. Преимуществом магнитострикционного привода наряду с его вы- 343 Рис. 6,.37. Принцип работы магнитострикционного привода с перехватами сокой жесткостью является удобство управления прямым электрическим сигналом. Недостатки этого привода — зависимость магнитострикционного удлинения от температуры и напряжения под действием внешней нагрузки; изменение механических характеристик (в частности, модуля упругости материала) при создании магнитного поля, что необходимо учитывать при высокой точности малых перемещений. При сплошном стержне быстродействие магнитострикционного привода довольно низкое (0,5 — 0,7 с), поэтому применяют шихтованные магнитострикторы из на~бора,пластин или выполняют их в~виде витой ленточной трубки.
Довольно перспективно применение магнитострикционных приводов в прецизионных станках с.автоматической компенсацией их погрешностей. Принцип работы теплового привода (рис. 6.38) основан на использовании удлинения стержня 2 при его нагреве источником 3, расположенным внутри. Левый конец стержня 2 жестко связан с рабочим органом 1, а правыи закреплен в неподвижной опоре б. Возвращение рабочего органа 1 в исходное положение происходит при охлаждении стержня жидкостью, подаваемой в рубашку охлаждения 4.
344 Р .7 4 Рис. 6.38. Тепловой привод Удлинение стержня при нагреве М=с1ЛТ, Где с — коэффициент линейного расширения, для стального стержня = 10 5 1/~ С; ~ — длина нагреваемои ча ти ст~ ржня; Л7 — приращение температуры при нагреве. Основной недостаток теплового привода — возможность нагрева узлов станка, что приводит к их тепловому деформированию. Кроме того, данный привод имеет большую инерцию. Так, после начала нагрева движение начинается только через 0,2 — 1„8 с, а для сокращения длины стержня на 0,1 — 0,6 мм требуется интенсивное охлаждение в течение 2 — 4 с. Гидравлический привод типа гидроцилиндра с поршнем с объемным регулированием имеет ограниченные возможности, так как осуществимы малые стабильные подачи жидкости до 2 — 3 смз~мин.
Для малых точных перемещений в небольшом диапазоне перспективно использование регулируемых гидростатических опор в станках с системами адаптивного управления и с системами автоматической компенсации погрешностей. 6.5 Поворотно-фиксирующие механизмы Поворотно-фиксирующие механизмы, применяемые в точных станках для поворота и установки в точное угловое положение узлов станка и обрабатываемых деталей, часто имеют сложную структуру.
Различные требования к качеству и компоновочные особенности станков Рис. 6.39. Основные типы мехаиизмов поворота 345 определили большое число типов применяемых механизмов с электромеханическим, гидравлическим, пневмомеханическим и пневматическим приводом (рис. 6.39). Например, применяют револьверные головки (рис. 6.40) с вращающимся и невращающимся инструментом, с подачей ! Рис. 6.40. Классификации револьверных головок всей револьверной головки и с подачей в рабочей позиции лишь одного инструмента с вертикальной, горизонтальной и наклонной осью поворота, с различными циклами работы.
Злектромеханические поворотные устройства. В оборудовании массового производства наибольшее распространение получили кулачковые, мальтийские, рычажно-храповые и кулисные механизмы. В связи с повышением требований к быстроте переналадки поворотных устройств на различное число позиций все большее применение находят устройства с регулируемой частотой вращения электродвигателя, получившие преимущественное применение в станках с ЧПУ и промышленных роботах. При невысоких требованиях к точности позиционирования, кратковременном выстое и необходимости обратного хода применяют зубчато-рычажные, кулачково-зубчато-рычажные и цепные механизмы.
Кулачково-цевочные механизмы (рис. 6.41) отличаются наиболее высокой быстроходностью. Их проектируют с цевками, оси,которых параллельны оси поворота. узла., и со звездообразно расположенными цевками. Последняя конструкция хорошо зарекомендовала себя особенно при малом числе позиций и является перспективной для применения з поворотных столах. При выборе закона движения учитывается требуемое быстродействие и возникающая инерционная нагрузка.
Закон изменения ускорений, характеризуемый кривой 1 (рис. 6.41, в), применяют при высоких скоростях поворота и небольшом моменте инерции поворачиваемого узла; закон, характеризуемый кривой 2, — при больших моментах инерции, которые ограничивают допустимую скорость и требу- ют плавного замедления движении.,Закон изменения (кривая 3) при- меняют при постоянной скорости вру~ения выходного звена на боль- ш~й части цикла поворота, малом ~йсле позиций и небольших нагруз- ках.
Мальтийские меканазиы по сравнению с кулачковыми обладают несколько худшими . Возг можностями при подборе закона- -,. движения и изменении: соотно- ..' шения периодов покоя и движения. Здесь это достигается выбором типа механизма (сферический, плоский, с внешним илн внутренним зацеплением) и числа пазов креста. Изменение чис.
ла пазов креста я, исключается, если крест закреплен на вал~ поворачиваемого узла, что бла. гоприятно для устранения влияния зазоров в промежуточной Р зубчатой передаче. На рис. 6.42 приведены кривые, характеризуй ющие Изменение угловых ускорений для всех трех типов механизмов при г„— б. Наибольшие ускорения е возникают у мальг я тийского механизма с внешниж зацеплением (кривая 1). У этого: механизма рабочий угол ~у поворота поводка наименьший =120').
Наибольший угол с~ у Й механизма с внутренним зацеплением (~=240 ) . Наименьший Рис. 6.41. Кулачково-цевоиные механизмы: УРОВЕНЬ УСКОРЕНИЙ У СфЕРИЧЕСКО- а — с осями цевок, параллельными оси поворота; мальтийского МЕХаНИЗМа б — с Радиальным Расположением цевок; в — ха(кривая 2), при любом я„у них ~р.=180'. Начальное ускорение ни у одного из мальтийских меха- низмов не равно нулю. Сферические мальтийские механизмы имеют взаимно перпендику- лярные оси креста и поводка, что позволяет создавать компактные кон- струкции (рис. 6.43).
В станкостроении их широко применяют в агре- гатных станках с барабанными приспособлениями. Мальтийские меха- низмы с внутренним зацеплением часто используются в поворотных столах агрегатных станков, а кулисные механизмы, имеющие те же кинематические характеристики,, — в вертикальных многошпиндельных токарных полуавтоматах.
В автоматах с распределительными валами, в поворотных столах в тех случаях, когда ограничено значение угла ср, наиболее часто применяют мальтийские механизмы с внешним зацепле- нием с прямолинейными пазами. Максимальная угловая скорость мальтийского креста у Е,С~ О) шах ~к тахОЗО~ где ~,, — — максимальное передаточное отношение; ао — угловая ско- рость поводка.
Рис. 6.42. Ускорения е, мальтийского креста при повороте: 1 — с внешним зацеплением; 2 — сфеРическнй кРест; д— с знутренннм зацеплением Рис. 6.43. Поворотный стол со сферическими мальтийским механизмом ~а) и одинар- нь1м механизмом фиксации «6) Сила, направленная перпендикулярно к пазу креста, Р = Л, 1с,„+ Ай,„~(К, где А=Уао'/М,; во — угловая скорость поводка; М,— момент трения в опорах; Я вЂ” радиус поводка; Ч вЂ” КПД мальтийского механизма. Коэффициенты а,, Ь,, с, и д, приведены в табл. 6.21. 6.21. Данные для расчета моментов и снл в мальтийских механизмах При хк 'Тип механизма КоэФФи- циент 1,15 Оа18 0 58 0,14 0,088 Оа11 0,49 0.16 0,31 1,97 0 19 0,81 0 8 0.17 0,45 И К 0,31 0,033 0,088 2,46 0 064 0,31 10 0»09 О ~67 Оа02 0,0032 0 013 0 99 0,049 0.18 0,17 0,16 0,16 0,9 0,58 0 61 1,28 ",.0 73 О 82 2а16 1,0 1 29 0,56 0,41 0 42 с К 0,03 0,025 0,024 0,39 0,17 0,15 11,5 1,0 1,12 2,9 0153 0 47 1,2 О 33 0,28 О 707 Х=з1п а1лк О 588 ','0 500 0,383 Ограничения по мощности электродвигателя при КПД всего привода (включающего мальтийский механизм) т1=0,85 для небольшого поворотного стола с червячной передачей и мальтийским механизмом с внешним зацеплением приведены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
