металло и автоматы (841805), страница 29

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

По-'';::" этому здесь производится регулирова- ние с постоянным крутящим (вращающим) моментом М, =соп51, м Коэффициент полезного действия привода. КПД привода станка является его важной технической характеристикой, так как определяет ту долю ':;::, энергии, которая затрачивается на полезную работу, т, е. непосредственно на процесс резания Для обработки детали необходима '.- ' мощность Ф„(эффективная мощность резания) Рао Р э (32) ,:;:-" где Р, — тангенциальная составляющая силы резания,НЄ— осевая составляющая резания (по подаче), Н, н — скорость резания, и/мин; 5 — подача, мм/мин.

Мощность. затрачиваемая на подачу столов и суппортов, обычно невелика и в случае передачи движения от общего электродвигателя затраты мощно- сти в цепи подач могут быть оценены ' в универсальных станках в 2=3%. Полная мощность Ф, которая расходуется на процесс обработки, будет больше, чем /у„ так как в приводе преодолеваются различные вредные сопротивления, в первую очередь трение. Если мощность, идущая на преодоление трения, йо то /у= Ф, +/у,. (33) КПД привода станка ч указывает, какая доля всей мощности расходуется на процесс резания: 1Га + '1т Ф (34) Для коробок скоростей КПД обычно находится в пределах Ч=0,75 †; 0,85. Как известно из механики, при последовательной передаче мощности через ряд кинематических пар общий КПД передачи может быть получен как произведение КПД отдельных пар: Ч.=Ч1ЧЭ .

Ч . (35) Поэтому, имея схему привода станка и зная значения КПД для зубчатых передач, подшипников и других пар трения, можно подсчитать ориентировочно значение КПД привода. Такой метод подсчета КПД даст удовлетворительные результаты лишь в определенных условиях. Во-первых, КПД привода зависит от величины полезной нагрузки. Если Ф„ =О, то и Ч =О, так как никакой полезной работы не совершается. С ростом И, значение КПД приближается к своему стабильному значению.

Поэтому подсчет КПД привода как произведения КПД отдельных передач должен производиться для случая передачи полной мощности, а КПД отдельных пар должен быть получен для того же диапазона мощностей. Во-вторых, существенное влияние на значение КПД оказывают скорости передач. Если в известных пределах повышение скорости увеличивает передаваемую полезную мощность и КПД привода растет, то при значительном повышении скоростей увеличиваются потери на трение. Во многих случаях высокие скорости могут привести к повышенным ударам в передачах (зубчатых, цепных), к выдавливанию смазки, к вибрациям и повышенным деформациям передач и т.

д. Поэтому КПД пар и привода изменяются, и он может быть определен 109 г - '30 Шпиндельные узлы станков $1. Шпиндепи станков «»х»»э«««.п~ либо экспериментально, либо на основании эмпирических формул. Повышение КПД привода достигается при улучшении смазки передач за счет применения более точных передач и качественного их монтажа.

Большое значение имеет также такая структура привода, при которой сокращаются кинематическне цепи, передающие движение, и отключаются цепи и механизмы, не участвующие в передаче данной скорости. Особенности расчета элементов н механизмов коробок скоростей и подач. Расчет валов, подшипников, зубчатых передач и отдельных элементов коробок скоростей и подач производится методами, известными нз курсов «Детали машин» и «Сопротивление материалов» с учетом характера действующих сил.

Специфичным является учет отдельных коэффициентов, определнющих условия работы станка, введение ограничений по скоростям и нагрузкам, отражающим опыт эксплуатации станков, а также учет динамических нагрузок (см. раздел 3). Для расчета вала и его подшипников определяются проекции всех действующих сил в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Валы обычно рассматривают как балки на шарнирных опорах, что соответствует наиболее типичному случаю для валов коробок скоростей, когда в каждой опоре установлен один подшипник качения.

Если на валу расположено несколько поочередно работающих зубчатых колес, то необходимо выяснить, в каком случае имеют место наибольшие нагрузки на опоры и наибольший изгибающий момент на валу. Для этого иногда приходится производить расчет при нескольких включениях. Определенную специфику имеет расчет зубчатых передач.

От их габаритных размеров и Шпиндель -- одна из наиболее ответственных деталей станка. Он является последним звеном коробки скоростей„несущим заготовку или инстру- 110 качества выполнения во многом зависит . размеры и эксплуатационные харак- '; теристики всего привода. Основными причинами выхода из строя зубчатых;,' колес станков являются усталость по-.". верхностных слоев зубьев, их износ, смятие торцов зубьев переключаюших- .

сн зубчатых колес и реже — поломка; зубьев от усталости или перегрузок. Для расчета зубчатых колес на проч-, ность применяют стандартные методы'. (ГОСТ 21354 — 75), которые предусмат-,. ривают расчет на контактное сопро.:) тивление усталости активных поверхно-". стей зубьев н на сопротивление усталости зубьев при изгибе.

Диаметр зубчатых колес в большинстве случаев определяется в коробках скоростей кон-:, тактными напряжениями. т. е. сопро-,'„! тивлением усталости поверхностных:; слоев, а в коробках подач — сопротив- ';, ление усталости при изгибе. Специфика, расчета по сравнению с принятыми. 1' в курсе деталей машин заключается:;: в том, что число зубьев з известно из,'- кинематического расчета. Поэтому оп-','1 ределяется модуль гп, а не межцентровое расстояние А =~'+~' т.

Полу- „' 2 ченные значения модуля округляют до"'~) стандартных значений, принятых в '. станкостроении: т=1; 1,5; 2; 2,5; 3;:; 4; 5; 6; 8; 10; !2; 16 мм. Максимальная окружная скорость . зубчатых колес. как правило, не долж- . на превышать !6 — 18 м/с. Так как ок- ' ружные скорости колес зависят от ча-' стоты вращения и диаметра, для ско-:: ростных передач целесообразно приме-: нять зубчатые колеса с высоким зна- ' чением допускаемых напряжений (це-' ментированные, закаленные) с тем, чтобы они имели минимальные размеры.

При повышении точности зубчатых пе-: редач существенно снижаются динамические нагрузки. мент. От него во многом зависит точность обработки. Это заставляет предьявлять к шпинделю дополнительные требования. Расчет и конструктивное оформление шпинделей имеет свою специфику по сравнению с обычными .Фалами. На конструкцию шпинделя вли:,:яют требования жесткости и точности ,'его врашения, что определяет его раз'Мары, расположение и вид опор, а так,'же вид привода, метод крепления :.-:;,патрона (передние концы шпинделя ;:...стандартизированы), наличие отпер';:,стив в шпинделе для возможности об,.',рабатывать прутковый материал и др.

,:::Пример конструктивного оформления ::зшпнндельного узла показан на рис. 67. Выбор типа передачи на шпиндель ;,,'«зубчатая или ременная) зависит в пер- ~:, вую очередь от частоты врашения и от -';,,величины передаваемой силы. Зубчатая ' передача более проста и компактна ::"::"н передает значительные крутяшие мо- 4: менты. Однако из-за ошибок шага она "::.не сможе~ обеспечить высокое качество ,',обработки на прецизионных станках, ','а в станках с переменными силами ре;.: зання уменьшается плавность враше::,иия шпинделя и возрастают динамиче;, ские нагрузки в деталях коробки скоростей. Поэтому передача врашения шпинделю зубчатыми колесами при;.; .Меняется обычно для частоты врашення до 2000 — 3000 об/мин Однако требования к размерам при": водят к тому, что зубчатые передачи применяют и для более высоких значений частот. Это возможно при повышенных требованиях точности к зубча тым колесам, их опорам и к монтажу передач.

Например, в многошпиндель- ~,:- ном токарном автомате !Б216-6К наибольшая частота врашения шпинделей, приводимых зубчатой передачей, равна 5000 об/мин При применении ременной передачи получается некоторое увеличение размеров и усложнение конструкции, так как шкив следует устанавливать на самостоятельные опоры, чтобы разгрузить шпиндель.

Однако в этом случае обеспечиваются плавность врашения шпинделя и высокое качество обработки Для станков с прерывистым резанием применение ременной передачи снижает максимальные значения крутяших моментов из-за податливости ременной пе редачи и возможности мгновенного проскальзывания. Неравномерность врашения шпинделя при динамических нагрузках будет тем большая, чем меньше жесткость ременной передачи Ременный привод может обеспечивать частоту врашения шпинделя до 6000 об/мнн и выше, когда окружные скорости ремня доходят до 60— 100 м/с. Для привода скоростных шпинделей, например, внутрншлифовальных станков часто применяются высокочастотные асинхронные электро- шпиндели с короткозамкнутым ротором на 200 — 800 1 ц, несушие шлифовальный круг.

Характеристики

Список файлов книги