Вимоги безпеки перед початком роботи 2 страница

(6.11)

Елементарні механізми коробок подач мають те саме при­значення, що й елементарні механізми коробок швидкостей.

У коробках подач широко використовують описані вище механізми коробок швидкостей, а окрім них — механізм Нортона та механізм з висувною шпонкою.

Механізм Нортона складається із зубчастих коліс z₁, z₂ ..., z₇ (рис. 6.3, а), закріплених на валіІ, пересувного колеса z_п , що рухається на шлицях уздовж вала II і накидного колеса z_н , яке утримується в постійному зчепленні з колесом z_п за допомогою рамки 1 і осі III та підшипників.

Рис. 6.3. Елементарні механізми коробок подач:

механізм Нортона (а) і механізм з висувною шпонкою (б);1 — рамка; тяговий І і ведений II вали; III - вісь; п₁ - частота обертання тягового вала;

z₁, z₂ ..., z₈ , z_н , z_п - кількість зубців зубчастого колеса;

n₂,, , , , , , - частота обертання веденого вала

Колеса z_п і z_н разом з рамкою можуть повертатись довкола вала II, що в по­єднанні з пересуванням уздовж вала забезпечує почергово зчеплення колеса z_н з кожним колесом вала І. Внаслідок цього на вал II буде передано стільки частот обертання, скільки зубчастих коліс є на валі І:

...; .

(6.12)

Механізм з висувною шпонкою має закріплені на валі І (рис. 6.3, б) колеса z₁, z₂, z₃, z₄ і вільнопосаджені на валі II колеса z₅, z₆, z₇, z₈, а також підшипники. Вал II порожнистий, в його пазі пересувається шпонка, призначена для почергового закріп­лювання одного з коліс z₅, z₆, z₇, z₈ на валі II. У нашому випадку ведений вал отримає чотири частоти обертання:

n₂ = = ; = ; = (6.13)

Рис. 6.4. Механізми реверсу:

з конічних зубчастих коліс і муфти (а) та з циліндричних зубчастих коліс і муфти (б); тяговий І і ведений II вали;z₁,z₂,..., z₅. — кількість зубців зубчастого колеса; М - кулачкова муфта

Механізмреверсу забезпечує на веденому валі два проти­лежні напрямки обертання за наявного одного напрямку обер­тання на тяговому валі.

Розглянемо два механізми реверсу - з конічних зубчастих коліс і муфти та з циліндричних зубчастих коліс і муфти.

Механізм реверсу з конічних зубчастих коліс і муфти скла­дається з тягового вала І (рис. 6.4, а), закріпленого на ньому колеса z₁, веденого вала II з двома вільнопосадженими колесами z₂, z₃, двобічної кулачкової муфти М та підшипників. При ней­тральному положенні муфти й обертанні вала І колеса вала II обертаються у протилежних напрямках. Закріпивши муфтою одне з коліс z₂ або z₃ на валі II, цьому валові надають того або іншого напрямку обертання, показаного стрілками.

Механізм реверсу з циліндричних зубчастих коліс і муфти має на валі І (рис. 6.4, б) два вільнопосаджених колеса z₁,z₂муфту М між ними. На валі II закріплено колеса z₄,z₅, на валі III є колесо z₃. Закріпивши муфтою М колесо z₁, на вал II можна передати рух колесами z₁ і z₄ і він буде обертатись в інший бік, аніж вал І. Закріпивши колесо z₂, надамо валові II напрямку обертання, що співпадає з напрямком обертання вала І, через колеса z₂, z₃ і z₅.

Ряди частот обертання шпинделів, подвійних ходів та подач у верстатах.

1. Поняття про знаменник геометричного ряду частот обертання і подач. Діапазон регулювання та число ступенів передач.

У верстатів з обертальним головним рухом частота обертання шпинделя, хв ^-1

п = 1000v / π d, (7.1)

де V - швидкість різання, м / хв; d - діаметр оброблюваної заготовки або інструменту, мм.

Для отримання найвигідніших умов при обробці заготовок з різних матеріалів інструментами з різними ріжучими властивостями верстати повинні забезпечувати зміну швидкостей різання від v _min до v _{mах .} Так як у процесі заготовки або встановлювані на верстаті інструменти можуть мати діаметри в межах від d_min до d _mах, необхідно мати можливість встановлювати різну частоту обертання шпинделя в межах від n _minдо n _max:

n_min= 1000 v_min/πd _mах;

n_max= 1000 v_max/πd _min.

Відношення максимальної частоти обертання шпинделя верстата до мінімальної називають діапазоном регулювання частоти обертання шпинделя:

n_max/ n_min=D.

Діапазон регулювання шпинделя характеризує експлуатаційні можливості верстата. У зазначених межах можна отримати будь-яке значення п, якщо мати механізм безступінчатого регулювання швидкості головного руху. У цьому випадку можна встановити частоту обертання, відповідну вибраної найвигіднішою швидкості різання при заданому діаметрі. Однак безступінчатий приводи, незважаючи на їх досить значного поширення в сучасних верстатах, застосовують не так широко, як приводи із ступінчастим рядом частоти обертання шпинделя. Більшість верстатів має ступінчасті ряди частот обертання. У цьому випадку замість частоти обертання, точно найвигіднішою швидкості різання при даному діаметрі, доводиться брати найближчу меншу частоту. Цій дійсній частоті п _д буде відповідати дійсна швидкість різання v _д = πdn _д / 1000, що менше розрахункової на величину V – Vд. Тоді відносна втрата швидкості різання при переході з однієї частоти обертання до найближчої меншої

A=(v-v_д)/v=(πdn- πdn_д)/ πdn=(n-n_д)/n. (7.2)

Отже, відносна втрата швидкості різання буде тим менша, чим менша різниця п - п _д.

В інтервалі між граничними значеннями частоти обертання п _тах і n_min проміжні частоти можна розмістити по різних рядах. Однак не всі можливі ряди будуть рівноцінними. Найбільш раціональним для застосування в верстатобудуванні є геометричний ряд, в якому кожна наступна частота відрізняється від попередньої в φ раз (де φ - знаменник ряду).

Головною перевагою геометричного ряду є те, що максимальна відносна втрата швидкості різання залишається однаковою для всіх інтервалів ряду частоти обертання. Це дозволяє забезпечити постійність максимальної відносної втрати продуктивності формоутворення верстата, тобто дає економічні переваги в порівнянні з іншими рядами. Продуктивність формоутворення визначається площею поверхні, що обробляється на верстаті в одиницю часу.

Геометричний ряд частот обертання шпинделя зі знаменником φ буде мати такий вигляд:

n₁₌ n_min; (7.3)

n₂ =n₁φ;

n₃= n₂φ;

……..

n_z =n_z-1φ=n₁φ^z-1.

2. Стандартні значення знаменника геометричного ряду, застосовані в металорізальних верстатах.

Значення знаменників рядів φ нормалізовані. Це дозволяє нормалізувати ряди частот обертання і подач, а також полегшити кінематичний розрахунок верстатів. Значення знаменників φ нормальних рядів частот обертання шпинделів верстатів встановлені з урахуванням наступних міркувань.

1. У приводі головного руху верстатів часто застосовують багато прискорені електродвигуни трифазного струму з відношенням частот обертання, рівним 2. Для того щоб частоти обертання шпинделя, одержувані при різних частотах таких електродвигунів, були членами геометричного ряду, необхідно мати

φ= , (7.4)

де Е₁ - ціле число.

2. Обов'язково має бути врахований державний стандарт бажаних чисел і рядів переважних чисел. Ряди бажаних чисел побудовані у вигляді геометричних прогресій, знаменники яких повинні задовольняти вимогу

φ= ,

де Е ₂ - ціле число.

Таким чином, стандартні значення знаменника φ рядів

частоти обертання можуть бути знайдені з умови φ= = . Отже Е₁=3Е^́' і Е₂=10 Е^́' , де Е '- довільне ціле число.

Для передбачених стандартом чотирьох значень Е ₂ == 40; 20; 10 і 5, яким відповідають Е '= Е ₂ / 10 = 4; 2; 1 і 0,5 і Е₁ = ЗЕ' = 12; 6; 3 і 1,5, отримують наступні значення φ:

φ₄₀= φ₂₀=

φ₁₀= φ₅=

Для практичного застосування зазначених чотирьох значень

виявилося недостатньо. Тому додані φ= φ=

Внаслідок того, що знаменник φ пов'язаний з числом 2, через певну кількість членів ряду кожне число збільшується в 2 рази. Якщо, наприклад, у ряді є число 2, то будуть числа 4, 8, 16 і т. д. Цій закономірності не підвласні ряди з φ=1,58 і φ=1,78.

У зв'язку з тим, що φ пов'язані з числом 10, кожне число ряду збільшується через певну кількість членів ряду в 10 разів. Наприклад, за наявності у ряді числа 2,8 зустрінуться також числа 28, 280, 2800 і т.д. Ця закономірність десяткового повторення чисел не розповсюджується на ряди з φ = 1,41 і φ = 2.

Нижче наведені значення максимальної відносної втрати швидкості різання А _mах між двома сусідніми частотами обертання для відповідних значень φ = 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2: A _mах = 5; 10; 20; 30; 40; 45; 50%.

A_max= ( v_z-v_z-1)/v_z=(n_z-n_z-1)/n_z=1-n_z-1/n_z=1-n₁φ^z-2/(n₁φ^z-1)=1-1/φ=(φ-1)φ

або

A_max=[(φ-1)/φ]100%. (7.5)

У табл. 7.1. приведені нормальні ряди частот обертання, що застосовуються в верстатобудуванні.

Нормальні ряди частот обертання, що застосовуються в верстатобудуванні

Знаменник ряду φ

Таблиця № 7.1

Знаменник ряду φ

Знаменник ряду φ

Примітка: I. ОСТ поширюються на ряди частот обертання, подач, потужностей та інших параметрів верстатів. 2. Ряди частот обертання більше 1000 і менше 1 отримують множенням або діленням табличних значень на 1000. 3. Ряди з знаменниками φ, укладених в дужки, по можливості застосовувати тільки для частот обертання і подач. 4. Допускається складання похідних рядів з нормальних шляхом пропуску деяких частот (наприклад, ряд 132, 190, 265, 375, 530 і т.д.). 5. Частота обертання вала не повинна Відхилятися від табличних значень більш ніж на ± 10 (φ - 1)%. Крім того, і приводі асинхронного електродвигуна допускається зміщення ряду частот обертання у бік зменшення до 5% від частот ряду, підрахованих по синхронній частоті обертання.