Разделы сайта

Читаемое

Обновления Sep-2017

Промышленность Ижоры -->  Станки механосборочного производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

зазоры должны отсутствовать, особенно в тех случаях; когда по характеру движения или действию внешней нагрузки имеет место раскрытие стыков;

износ в процессе эксплуатации должен быть минимальным.

В зависимости от назначения станка, его конструкции и габаритных размеров применяют различные виды тяговых устройств.

Пара винт-гайка скольжения отличается;

I) малым шагом при применении в качестве тягового устройства однозаходных ходовых винтов, что обусловливает высокую редукцию

70 60 so М

30 Z9 10

}>

и малый крутящий момент на ходовом винте:

2лп

(14.11)

где Q -тяговая винта; - КПД

Т1=-

сила; р - шаг винтовой пары;

о 1 г 3 i S 6 7 в 3fl,

Рис. 14.7. кпд передач виит- гайка качения (шариковых) (/)

и скольжения (2)

tg (Г+ Р) ~ подъема винтовой линии резьбы, лежащей на среднем диаметре; р = 3-i-ll° - угол трения в резьбе; р = arctg i, х = = 0,05-ь0,2 - коэффициент трения, зависящий от скорости скольжения;

2) самотормбжением при одно- и двухзаходных винтах, что позволяет применять эту пару для установочных движений под нагрузкой и для вертикальных перемещений с целью более надежной фиксации подщиж-ного узла.

Недостатком передач винт-гайка скольжения является наличие сменим изнашивание, а также низкий

шанного трения и связанное с КПД одно- и двухзаходных винтов (рис. 14.17).

Поскольку точность винтовой пары скольжения определяется в основном винтом (износ гайки мало влияет на ее кинематическую точность), материал ходового винта должен обеспечивать длительное сохранение точности. Это достигается его высокой поверхностной твердостью. Материал ходового винта и гайки выбирают в зависимости от назначения винтовой пары, класса ее точности и требуемой термообработки.,Для их изготовления применяют следующие материалы:

азотируемые стали (40ХФА, 18ХГТ), которые после азотирования на глубину 0,5 мм обеспечивают высокую износостойкость и стабильность размеров; HRC 53-58;

высокоуглеродистые стали (8ХВ, ХВГ, 7ХГ2ВМ, У10А, У12А) для неупрочненных ходовых винтов, подвергаемых объемной или поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты; Я/?Сэ 50-60;

ср.еднеуглеродистые стали (45, 50) для неответственных винтов;

гайки для ходовых винтов прецизионных станков изготовляют из оловянистых бронз БрОФ 10-0,5 или БрОЦС 6-6-3; для неответственных передач - из антифрикционного чугуна; в целях экономии оловянистой бронзы крупные гайки выполняют биметаллическими (из стального корпуса и центробежным способом залитой бронзы, на которой затем нарезают резьбу).

Ходовые винты выполняют со стандартной резьбой трапецеидального профиля (угол профиля 30°). Преимуществом этой резьбы перед резьбой прямоугольного профиля является возможность ее фрезерования и шлифования; недостатком - возникновение погрешностей шага при радиальном биении ходового винта станка и поперечных колебаний от прогиба под действием собственного веса. В связи с этим в прецизионных станках применяют резьбы с меньшим углом профиля (10-20°). Другим направлением повышения точности винтовых передач является применение в гайке центрирующих втулок (рис. 14.8, й!).

Для регулирования и устранения зазора в резьбе гайку выполняют из двух частей, одна из которых неподвижно прикреплена к столу или суппорту, а другая может смещаться в осжвом направлении. Изменяя толщину прокладки 4, установленной между гайками, в передаче можно полностью устранить зазор. Однако в процессе эксплуатации или изнашивания резьбы гаек и винта необходимо периодически производить регулировки. Применяют и другой способ устранения зазора в передачах, когда при неизменном осевом расположении гаек изменяется их относительное угловое положение.

Длинные ходовые винты могут быть составными для того, чтобы обеспечить надежное и точное соединение отдельных секций, длину которых выбирают от 600 до 1500 мм. Наибольшее распространение получили ходовые винты диаметром от 20 до 60 мм, в тяжелых станках встречаются винты диаметром до 200 мм.

Передачи винт-гайка скольжения рассчитывают на износостойкость. Расчет сводится к вычислению среднего давления на рабочих поверхностях резьбы

P-lJuiP (1412)

где Q - тяговая сила; d - средний диаметр резьбы; Я - рабочая высота профиля резьбы; L - длина гайки; г - число заходов резьбы; Р - шаг винтовой линии резьбы.

В зависимости от требований, предъявляемых к точности винтовой пары, допускаемые значения средних давлений для передач винт-гайка скольжения не должны превышать 3-12 МПа.

Передача винт-гайка качения является основным видом тягового устройства для станков с числовым управлением. Механизмы винт-гайка качения используют в приводе подач столов, суппортов, траверс почти всех станков малых и средних размеров, а также и некоторых тяжелых станках. Другой областью широкого применения механизмов является привод подач обычных станков, не



оснащённых <;йстемаШ Числового управления, таких, как фрезерные, товарные, расто1ные; сверлильные, шлифовальные, зуборбрабаты-ёакйцие, рбзьббобрабатываюйие, агрегатные станки автоматических линий, копировальные и т. д. Причиной этого является высокая *;есткость и беззазорность соединения винт-гайка снижающие


Рис. 14.8. Передачи винт-гайка:

о - скольжения: 1 - винт; 2, 5 - гайки; 3 - центрирующие втулки; 4 - прокладка} о - качения: / - вннт; 2 - гайка; 3 - шарики; 4 - канал возврата; в - кинематическое соотношение скоростей; - скорость винта; - скорость центров шариков

вибрации, существенно уменьшающие изнашивание и поломки режущего инструмента, повышающие чистоту и точность обработки. Иногда передачи винт-гайка качения применяют в приводе главного движения станков с возвратно-поступательным движением, в частности, в протяжных (при небольшой силе протягивания).

Основными преимуществами механизмов винт-гайка качения являются:

возможность передачи больших усилий;

низкие:потери на трение; КПД этих механизмов составляет 0,9т- 0,95 по сравнению с 0,2-0,4 для передач винт-гайка скольжения;

малый крутящий момент на ходовом винте вследствие высокого КПД [см. формулу (14.11)];

возможность полного устранения зазора в механизме и создания натяга, обеспечивающего высокую жесткость;

почти полная независимость силы трения от скорости и весьма малое трение покоя, что способствует обеспечению устойчивости (равномерности) движения;

высокая точность за счет создания предварительного натяга;

малая изнашиваемость, а следовательно, длительное сохранение точности; малое тепловыделение, снижающее температурные деформации винта и повышающие точность обработки;

высокая чувствительность к микроперемещениям.

К недостаткам передач винт-гайка качения следует отнести отсутствие самоторможения, сложность изготовления, высокую стоимость, несколько пониженное демпфирование, а также необходимость надежной защиты от стружки и пыли.

Минимальный диаметр винтов 6- 8 мм; максимальный 120-150 мм; длина достигает 10-12 м; статическая грузоподъемная сила более 1000 кН (шариковые), 2000 -3000 кН (роликовые); динамическая грузоподъемная сила более 200 кН (шариковые), 300-520 кН (роликовые).

Шариковая передача состоит из винта / (рис. 14.8, б), гайки 2, комплекта шариков 3, расположенных в винтовых канавках винта и гайки, канала для возврата шариков. Как и в шарикоподшипниках, шарики имеют линейную скорость в 2 раза меньшую, чем винт (рис. 14.8, в). Канал возврата, соединяющий первый и последний (или промежуточный) витки гайки, обеспечивает возможность непрерывной циркуляции тел качения.

Получили распространение следующие профили резьбы винта и гайки: полукруглый (рис. 14.9, а), арочный с двухточечным контактом (рис. 14.9, б), арочный с четырехточечным контактом (рис. 14.9, в). Профиль резьбы задают в нормальном сечении, перпендикулярном винтовой линии, проходящей через центры шариков.


Рис. 14.9. Прсх)или резьбы винта и гайки шариковых винтовых пар



По примеру шарикоподшипников соотношение радиусов шарика и желоба для полукруглого и арочного с двухточечным контактом профилей rjr = 0,95-=-0,97. Для арочного профиля с четырехточечным контактом г/га = 0,83-0,87 из-за резкого возрастания сил трения при увеличении натяга. Угол контакта а в большинстве случаев равен 45°. При малых углах контакта передача имеет низкую осевую жесткость и нагрузочную способность, так как даже незначительная осевая нагрузка вызывает большие радиальные силы.

С увеличением угла контакта повышается нагрузочная способность и жесткость передачи, а также снижаются потери на трение. Широкое распространение в станкостроении получили профили с двухточечным контактом. Применение таких профилей об*еспечивает наименьшее изнашивание передачи, хотя конструкция гайки для создания натяга в этом случае должна быть выполнена из двух частей. Четырехточечный контакт позволяет осуществить передачу без зазора или с натягом путем подбора шариков по диаметру. Арочный профиль с двухточечным контактом более удобен для измерения, чем полукруглый, и обеспечивает при зазоре h в несколько микрометров точное положение шариков при входе их в рабочую зону, что повышает плавность работы передачи.

Конструктивные исполнения устройств возврата шариков могут быть сведены к двум основным группам.

К первой группе относятся механизмы, в которых шарики при возврате не выводятся каналом возврата из контактирования с поверхностью вИнта, а лишь направляются из впадины одного витка во впадину соседнего, куда они попадают, переваливаясь через выступ резьбы винта (рис. 14.10, а); канал возврата шариков, соединяющий два соседних витка резьбы, выполняют в специальном вкладыше, который вставляется в окно гайки; в большинстве случаев в гайке делают три, четыре и шесть окон, расположенных соответственно под углом 120, 90, 60°; вкладыши и окна могут иметь различную форму (продолговатую, круглую и т. д.).

Ко второй группе относятся механизмы, в которых шарики при возврате выводятся отражателями из контактирования с поверхностью винта и направляются по каналу возврата, расположенному в теле гайки (см. рис. 14.8, б); в качестве каналов возврата используют изогнутые трубки, профрезерованные снаружи или с торцов гайки пазы, просверленные осевые отверстия и т. д.

При двухточечном контакте тел качения все способы устранения зазора и создания натяга сводятся к изменению взаимного расположения двух гаек. Возможны два основных случая регулирования натяга: регулируется относительное осевое расположение гаек при неизменном угловом (рис. 14.10, б); регулируется угловое взаимное расположение гаек при неизменном осевом (рис. 14.10, а). Сила натяга может создаваться за счет деформирования контактирующих рабочих тел и деформирования пружин. В станках применяют первый способ, так как передача в этом случае воспринимает большие осевые нагрузки в обе стороны и обеспечивает высокую жесткость.

Основными требованиями; предъявляемыми к устройствам регулирования натяга, являются: возможность малых перемещений гаек в корпусе в осевом или угловом направлении без разборки узлов станка и надежная фиксация гаек после регулировки натяга.


BudJ

---S)

Рис. 14.10. Устройство возврата шариков:

а - первой группы: / - корпус; 2,3 - полугайки; 4 - вкладыш; 5 - уплотиеиие; 6 виит для регулирования натяга; 7 - ходовой вннт; б - второй группы: 1,2- полугайкн; 3 прокладка; 4 - шпонка; 5 - канал возврата; 6 - ходовой вннт

В конструкции, приведенной на рис. 14.11, гайки снабжены зубчатыми венцами, входящими в соответствующие внутренние зубчатые венцы съемных колец, укрепленных на торцах корпуса. Число зубьев венцов различается на единицу, благодаря чему при повороте гаек в одну сторону на один зуб осевое перемещение их профилей резьбы может составить 1 мкм. В приведенной на рис. 14.10, б кон-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка