Разделы сайта

Читаемое

Обновления Nov-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

Зубчато-реечные передачи применяют в приводе подач крупных станков, в том числе с числовым управлением при большой длиий перемещения, и в приводе главного движения (в продольно-строгальных, долбежных станках). Достоинствами этих передач яВ ляются:

малые потери на трение и высокий КПД; технологичность изготовления и сборки пары зубчатое колесо-О-рейка, что обеспечивает низкую стоимость.


Рис. 14.13. Зубчато-реечная передача:

J - распределительный вал; 2, 3 - косозубые колеса; 4 - приводное колесо; 5 - гндро-цилиндр; S, 7 - реечные колеса; 8 - рейка

К недостаткам следует отнести:

малую редукцию по сравнению с винтовыми парами: за один оборот зубчатого колеса рейка перемещается на длину начальной окружности этого колеса, что снижает точность работы станка при контроле угла поворота зубчатого колеса;

отсутствие самоторможения;

сравнительно высокая упругая податливость механизма.

В станках с числовым управлением для выборки зазоров в передаче и создания предварительного натяга между звеньями, существенно повышающего крутильную жесткость, применяют разветвленные кинематические цепи со специальными нагрузочными устройствами (рис. 14.13, а) или две независимые кинематические цепи с приводом от разных двигателей (рис. 14.13,6), один из которых (основной) работает в двигательном, а второй (зависимый) - в тормозном режиме. Зависимый привод следует за основным таким образом, чтобы выбрать зазор в передачах. В зависимости от направления перемещения каждый из приводов может быть основным или

зависимым. Такая конструкция позволяет развивать большие ускорения с меньшей затратой мощности по сравнению с конструкцией, приведенной на рис. 14.13, а. Конструкция нагрузочного устройства для выборки зазоров и создания предварительного натяга показана на рис. 14.13, в. Зазоры выбираются за счет осевого смещения распределительного вала, несущего два косозубых колеса с зубьями разного направления, которые разворачивают реечные зубчатые колеса в противоположные стороны.

Осевое перемещение распределительного вала может осуществляться от гидроцилиндра или пружин.

Передачи зубчатое колесо - рейка рассчитывают так же, как и зубчатые передачи.

Гидростатические червячно-реечИые перадачи. Передачи червяк-рейка аналогичны передачам винт-гайка (рейка представляет собой часть длинной гайки, вырезанной плоскостями, проходящими через ее ось). Смазочный материал подается под давлением в карманы либо через червяк, либо через каналы в корпусе рейки. В первом случае карманы выполняют на боковых поверхностях витков резьбы червяка, а во втором - на боковых поверхностях рейки.

Гидростатические передачи червяк-рейка эффективно используют в приводах подач крупных фрезерных, расточных, портально-фрезерных и других станков с числовым управлением. По сравнению с зубчато-реечными передачами они обладают большей редукцией, жесткостью и хорошим демпфированием.

Передача червяк-рейка качения представляет собой короткий шариковый винт (рис. 14.14), который в результате вращения перемещается по длинной червячной рейке, укрепленной на станине станка. Возврат шариков осуществляется через канал, расположенный в теле червяка. Передача обладает сложной технологией изготовления (шлифование резьбы секций реек длиной 200-300 мм), а также сложным монтажом (непараллельность направляющих станка оси рейки не должна превышать 5-8 мкм на всей длине хода). По этим причинам шариковые передачи червяк-рейка пока широкого распространения не получили, но по мере совершенствования область их использования будет расширяться. Достоинством передачи качения перед гидростатической передачей червяк-рейка является отсутствие системы смазывания и меньшие температурные деформации.

Кулачковые механизмы широко применяют в качестве тяговых устройств привода станков-автоматов. Область применения кулачковых механизмов ограничена величиной хода, зависящей от габаритов кулачка. Применяют дисковые, цилиндрические кулачки с силовым или кинематическим замыканием.

Электромеханические тяговые устройства находят ограниченное применение. Линейно-развернутые электродвигатели и электромагнитные передачи винт-гайка применяют в станках и вспомогательных, транспортных устройствах с небольшим усилием перемещения.

Устройства микроперемещений применяют в станках, предназначенных для финишной обработки точных деталей, в системах



автоматического регулирования и адаптивного управления для осу- ществления малого импульса движения, измеряемого десятым ! долями микрометра. Существуют ycTpofictBa микроперемеш,ений,



Рис. 14.14. Шариковая передача червяк-рейка: I - червяк; 2 - опора червяка! 3 - червячная рейка; 4 - станина; 5 - шарики; 6 - каиал возврата-; 7 - кожух; Ь - крышка: 9 - прнводная шестерня; 10 - шпоикаг 1/ - трубка; 12 - вкладыш

7777777777777Л

Рис. 14.15. Кинематическая схема бес центрового круглошлифовального станка с устройством микроперемё-щений:

1 - бабка ведущего круга; 2 - бабка шлифовального круга; 3 - шариковая винтовая передача; 4 - шаговый двигатель; 5 - редуктор; S - каретка; 7 - гидроцилиндр; 3 - упор

использующие различные физические и механические свойства тел: упругосилово , магнитострикционный, тепловой, гидростатический приводы. Наибольшее распространение в станках получил

электромеханический привод, например, с шаговым двигателем и передачей винт-гайка качения (рис. 14.15). Быстрый подвод каретки б шлифовального круга бесцентрового круглошлифовального станка осуществляется гидроцилиндром 7 до упора 8. Рабочая подача бабки 2 производится от шагового двигателя 4 через беззазорный редуктор 5 и шариковую винтовую передачу 5. При износе шлифовального круга контрольный автомат, измеряющий диаметр обработанных деталей на выходе станка, дает шаговому двигателю команду на подналадку. Величина подналадочного импульса обычно составляет 0,3-0,5 мкм. В качестве редуктора используют червячные или волновые передачи.

щ ГЛАВА 15 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД СТАНКОВ § 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Гидравлический привод в большинстве случаев имеет более низкий коэффициент полезного действия по сравнению со многими механическими передачами и, как весьма сложный, требует более квалифицированного обслуживания. Потери энергии в гидро приводе,связаны с затратами на преодоление внутреннего трения и утечек рабочей среды через зазоры и уплотнения. Применение жидкостей с небольшой вязкостью способствует увеличению утечек, а стремление уменьшения утечек приводит к тщательной пригонке сопрягаемых деталей гидравлических машин и аппаратов. Все это отражается на стоимости и трудоемкости изготовления этих приводов. Применяемые в качестве рабочей среды минеральные масла огнеопасны, а заменители его имеют, как известно, худшую смазывающую способность. Часто неквалифицированное обслуживание приводит к загрязнению окружающей среды.

Требования повышения производительности и гибкости в управлении оборудованием приводят к необходимости повышения быстродействия приводов и гибкости управления ими. Повышение быстродействия определяет необходимость повышения энергоемкости привода и напряженности рабочей среды в направлении передачи движения.

Наибольшую напряженность имеют механические приводы (20- 200 МПа). Управление механическими приводами весьма громоздко и осуществляется либо регулированием за счет источника энергии, либо посредством развитых коробок скоростей.

Гидравлические приводы имеют напряженность 6-100 МПа и допускают достаточно гибкое управление за счет регулирования потока жидкости гидравлическими устройствами, имеющими различное управление, в том числе и электронное.

Электрические приводы имеют напряженность 0,5-1,0 МПа, они преобразуют электрическую энергию непосредственно в механическую и обладают возможностью гибкого управления.

9 п/р в. Э. Пуша 257



Пневматические приводы имеют напряженность такую же, как и электрические (0,6-1,0 МПа), но по сравнению с последними обладают незначительной инерционностью и более низким КПД.

Применению гидравлического привода в металлообрабатывающем оборудовании способствуют такие его особенности:

он позволяет весьма просто осуществлять бесступенчатое регулирование скорости вращения или перемещения исполнительных органов;

местоположение источника энергии (насосной станции) во многих случаях не оказывает существенного влияния на компоновку исполнительных органов на станке или устройстве;

компактность и малая инерционность гидравлического привода позволяют легко и быстро изменять направление движения исполнительного органа; так, реверс гидравлического мотора мощностью 3,75 кВт при частоте вращения 2500 циклов/мин (42 цикла/с) может осуществляться за 0,02 с;

применение несложной гидравлической и электронной аппаратуры позволяет стабилизировать работу привода вне зависимости От величины нагрузки и температуры, а также предохранить привод от поломок при его перегрузке;

если в качестве рабочей среды используют минеральные масла, то детали привода работают в условиях хорошей смазки, что способствует долговечности и надежности работы привода.

§ 2. РАБОЧАЯ СРЕДА И УПЛОТНЕНИЯ

В качестве рабочей среды в гидроприводах станков применяют минеральные масла или жидкости на нефтяной основе, водные эмульсии и искусственные жидкости. Наиболее широко используют минеральные масла. Водные эмульсии применяют в приводах оборудования, которые работают в пожароопасных условиях. Искусственные жидкости используют в приводах специального назначения, работающих в широком диапазоне изменения температуры. Они дорогие и обладают худшими, чем минеральные масла, смазывающими свойствами.

Физические свойства жидкостей. Рассмотрим основные из них. Плотность жидкости (кг/м) - отношение массы жидкости к ее объему: р = mJV. Она зависит от изменения температуры dt и давления dp:

где Ро - начальная плотность, кг/м; р( - коэффициент температурного расширения (для масел, имеющих плотность от 700 до 900 кг/м, меняется от 0,82-10~ до 0,6-10 ); Рр - коэффициент сжатия жидкости; зависит от содержания в масле воздуха (с повышением давления до 100 МПа уменьшается на 30-40 %, при давлении выше 300 МПа - стабилизируется), для легких минеральных масел при температуре 293 К и атмосферном давлении изменяется от 74-10~ до 54-10- mVH.

Модуль упругости - величина, обратная коэффициенту сжатия жидкости Е = -р-. Для легких минеральных масел модуль упругости колеблется от 1350 до 1750 МПа.

Растворимость газов в жидкости зависит от давления на поверхности раздела. Газы, находящиеся в жидкости в растворенном состоянии, не оказывают существенного влияния на механические свойства жидкости. Но, если в какой-либо части системы привода давление жидкости по каким-либо причинам уменьшится, то растворенные газы выделяются из жидкости в виде пузырьков, которые уменьшают ее модуль упругости. Количество растворенного воздуха в минеральном масле изменяется с изменением давления

Рк Ри

где Vb - объем растворенного воздуха при атмосферном давлении и нулевой температуре (273 К); У - объем минерального масла; Рю Рк - начальное и конечное давление газа на поверхности раздела; fep - коэффициент растворимости воздуха в минеральном масле, fep = 0,074-0,10.

В обычных условиях нарушение сплошности потока минерального масла из-за наличия растворенного воздуха и газа возникает при давлении (разряжении) -0,03-7--0,032 МПа.

Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу частиц жидкости. По гипотезе Ньютона сила трения т, приходящаяся на единицу площади, прямо пропорциональна плотности, градиенту скорости и зависит от вязкости жидкости, т. е.

T=±vp,

где v - коэффициент кинематической вязкости, mVc.

Вязкость изменяется при изменении температуры и давления. Теоретических зависимостей этих изменений нет, используют эмпирические

здесь индексом О помечены начальные значения;

Кт = 0,02 -f- 0,03; Ip = 0,002 ч- 0,003.

Индекс вязкости характеризует степень изменения вязкости в зависимости от изменения температуры:

. 1 dv ~ v dT

Для минеральных масел обычно = 0,06-7-0,02. Чем меньше iy, тем более пологая кривая изменения вязкости в зависимости or изменения температуры.



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