металло и автоматы (841805), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Харак-.:, терно применение направляющих каче-':, ния в координатно-расточных, шлифо-: вальных, копировальных, карусельных!. и других станках. При этом имеет:: место значительное уменьшение снл'„' трения (коэффициент трения показ,. для направляющих качения в 20 раз~ меньше, чем для направляющих сколь; жения), исключение прерывистого двн.-:) жения, вызванного при скольжении эф-:; фектом прилипания и уменьшения изно-.:, са сопряжения. Наиболее распространенные вариан=.' ты направляющих качения показаны' на рис.
87: а — шариковые; б — роли:: Ь) г-.Л Механизмы станков 129 ьхспр .";.,:Рис. 87 Ыхирхвлчмщие качения столе !ковые комбинированные; и — роликовые призматические. Так как при дви::,жении стола осуществляется качение шариков нли роликов по направляю„:":: йей станины, они проходит лишь по';::ловину того расстояния, на которое ; перемещается стол станка. Это застав:ляет делать длину сепаратора с телами качения короче длины стола иа по,';ловину его хода. Если необходимо обес.";:,:.печить большее перемещение стала, ша;:рики подаются в специальные желоб- '~',ки, в которых они перемешаются в об:;;ратном направлении, непрерывно пир:;:;:хулируя по замннутому контуру, нахо::;:дясь в верхней части в ненагружениом 'состоянии.
Направляющие качения для :,.планшайб выполняются в виде обыч-ных или специально выполненных под: шипников качения. Направляющие ка.чения, как правило, рассчитывают по , формулам для контактных напряжений ,"и деформаций по теории Герца-Бе:: ляева "й 1. Механизмы перемещения рабочнк арканов станка Для привода тех рабочих органов ' станка, которые должны обеспечить ,- сложный закон движения, применяются -миогозаенные шарнирные, кулисные и кулачковые механизмы. Они осу|цесталяк>т воэвратно-поступательное дви.
При работе направляющих качения желательно создать условия для более ' длительной их работы с малым износом (смятием» и большим сроком службы до наступления усталости поверхностных слоев у тел качения. Поэтому допускаемые напряжения, выбираемые по общим правилам, занижаются и составляют, например, для роликовых направляющих точных станков (координатно расточных, шлифовальных) 100 — 150 МПа. С точки зрения контактной жесткости направляющие скольжения и шариковые направляющие качения примерно равноценны. Но на жесткость направляющих качения сильное влияние оказывает предварительный натяг.
Направляющие качения позволяют осуществлять малые установочные перемещения с высокой точностью. При достаточно высокой жесткости привода (выше 30 — 40 Н/мкм) погрешность установки характеризуется величинами порядка О,! - -0,2 мкм. При малой жесткости привода точность установки понижается. Для повышения долговечности направляющих всех типов и уменьшения влияния их износа на точность обработки применяют разнообразные методы, и в первую очередь следующие: использование износостойких материалов (легированных термообработанных сталей и чугунов); смазку направляющих; компенсацию износа (применение регулируемых планок и клиньев для направляющих скольжения); применение защитных устройств от попадания пыли и стружки (щитки, уплотнения); выбор рациональных конструктивных форм и размеров. жение без применения реверсивных механизмов.
Многозвенные шарнирные механизмы применяются редко, так как трудно получать и изменять необходимый закон движения ведомого звена, а большое число сочленений уменьшает жесткость механизма. Кулисные механизмы, которые обеспечивают плавногть движения и большую скорость при обратном холостом ходе, приме- Риг Ья Виитовие ларь е~зкхоз. няют, например, в поперечно-строгальных станках для привода ползуна.
Кулачковые механизмы широко применяют для привода суппортов в станках-автоматах. Большинство рабочих органов станка перемещается возвратно-поступательно с постоянной скоростью рабочего движения о. Поскольку ведомый вал привода имеет вращательное движение, необходимо иметь механизмы, преобразуюшие его в возвратно-поступательное движение. Наиболее распространенными механизмами для этой цели являются ходовой винт— гайка и рейка с реечной шестерней. Передачу винт — ~айка применяют для медленных точных перемегцений в качестве последнего звена цепи привода столов и суппортов многих станков. Возможность выполнения этой пары с высокой точностью и большое передаточное отношение позволяют использовать винтовую пару также и для отсчета величины перемещений.
Типичные конструкции ходовых винтов показаны на рис. 88. Обычно применяют пару скольжения (рис. 88, а) с трапецеидальным профилем резьбы с углом 30', который более технологичен и допускает применение разъемных маточных гаек. Лля высокоточньж ходовых винтов применяют также прямоугольную резьбу. Пару винт — гайка рассчитывают по допускаемым давлениям р„.„ в витках, так как должна быть обеспечена высокая износостойкость пары. Эначение р... выбирают в пределах 2 — 3 МПа для точных ходовых винтов и 5 — 12 МПа для обычных случаев. Более высокие значения допускаемых удельных давлений относятся к бронзовым гайкам. !30 Прочность ходовых винтов обычно не определяет его размеров, однако длинные ходовые винты должны быть проверены на устойчивость в отно- шении продольного изгиба. Для точных ходовых винтов рассчитывают ошибки в перемещении, возннкаюшие в резуль- тате деформации винта, При действии на винт осевой силы !') и крутящего момента М„он растя- гивается (или сжимается) и скручива- ' ется.
В результате при некотором числе оборотов винта гайка переместится на ! длину, отличаюшуюся от расчетной ' на величину деформации данного:: участка винта Л. При определении ошибки Л„, выз- " ванной деформацией кручения, можно- считать, что эта ошибка во столько:. раз меньше шага винта 1, во сколько ' раз угол закручивания гг меньше угла 2п радиан, т. е. Л„= $-. Наиболь- шая ошибка перемешения.
вызванная деформацией кручения и растяжения (сжатия ), 01 Л1и) + и Е СХр эп где Е, б — модули упругости !-го,! н 2- о рода: Е. Ур — плогцадь попере - ' ного сечения и полярный момент инер-:( ции сечения винта; й ! — длина пере-; мещения и шаг винта.
Применение обычных конструкций: ходовых винтов в приводе точных перемешений столов с частыми измене-,: ниями направления движений не всег-' да обеспечивает требуемую точность:. из-за зазоров в паре. Кроме того, поте-,,: ри на трение в винтовои паре доста-:, ~юееее3 ()трико велики. Поэтому в станках 'еплпрограммным управлением и в пре; цизионных станках, где требования точ':ности имеют первостепенное значение, :;получила распространение шариковая ':айра качения (рис. 88, б). Шарики ка:;::тятся по канавкам ходового винта н 1:гайки.
Для обеспечении чистого кахчеиия шарики постоянно циркулиру!::Ют, попадая при движении винта и спе-'циальный желоб, который направляет ° их к другому концу гайки. Расчет ша ''риковой передачи винт — гайки ведут .';:-'Из условия контактной прочности тел .качения (по формулам Герца). Допу- ~'екаемое напряжение при твердости кон: тактируюших поверхностей Н!е С 60 .-порядка (2,5 — 3)!О' МПа. При расче:,::-.тах следует учитывать, что соотноше;,иие радиусов шарика и канавки обыч' но равно 0,96, что обеспечивает доста',точно высокий КПД передачи. В пере;":;.'дачах качения создают предваритель';::иый натяг, который повышает точность ' н жесткость передачи, но увеличивает ';:нагрузку в механизме.
Его создают с ',помощью пружины (рис. 88, б), либо ':,")за счет применения шариков большего „размера, чем номинальный. Для расче' та осевой деформации 6„(мкм) при ;:::, натяге и увеличения для этой цели ,'!!номинального диаметра шарика на :,"'.й!( (мкм) можно пользоваться приб,':лиженными формулами 3/ ее 3/ р2 ' 6„= 1,3~// "; бл( =- 0,45 ~ ' (61) ::„.где Є— нормальная сила предва,рительного натяга, Н; д — диаметр ;,-'-шарика, мм. Для перемещения узлов тяжелых х.Станков применяют гидростатические :,'передачи винт — гайка (рис.
88, в). ,'; Между витками передачи создается ::, масляный слой. Этим исключается из: нос пары, и КПД передачи повыша;:ется до 0,98' — 0,99. Жесткость масля' ного слоя при определенных условиях -: 'может превысить контактную жесткость :, обычной передачи. При замене дрос','селей гидравлическими регуляторами ! жесткость слоя можно повысить более ",:чем в 5 раз. Гидростатическая пере',:;дача винт †гай фактически является ".'))еззазорной, так как давление сущест'::,вует с обеих сторон витков.
Г!ередача Щ Щ" Ю л, г) Рме зп геехамхымы малых аеаемееехасче обеспечивает высокую равномерность движения. В качестве модификации обычной винтовой передачи в станках применяют механизм в виде короткого винта (червяка) и длинной гайки (рейки). Характерную для металлорежуших станков группу механизмов представляют собой устройства для малых перемешений (микроподач) при финишной обработке. Эти механизмы могут обеспечить очень малые подачи или импульсные перемешения (до десятых долей микрометра), благодаря чему достигается высокое качество обработанной поверхности и точность обработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
