Гидростатические опоры

Принцип действия гидростатического подшипника основан на том, что при прокачивании масла под давлением от внешнего источника через зазоры (щели) между сопряженными поверхностями в зазоре образуется несущий масляный слой, исключающий непосредственный контакт поверхностей даже при невращающемся шпинделе.

В радиальных подшипниках равномерно по окружности делают полости – карманы (обычно 4), куда подается под давлением масло.

При приложении внешней нагрузки вал занимает эксцентрическое положение.

Гидростатические опоры имеют следующие достоинства:

- высокая точность вращения;

- высокая демпфирующая способность;

- практически неограниченная долговечность

- высокая нагрузочная способность при любой частоте вращения.

Недостатки: требуют сложной системы питания и сбора масла.

Тема 5.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДОВ ПОДАЧ СТАНКОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

(трудоемкость – 2 часа)

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ ПОДАЧИ С БЕССТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

Свойства приводов

Приводами подачи с бесступенчатым регулированием оснащают станки с числовым программным управлением, гибкие производственные модули, станки с адаптивным управлением. Приводы должны обеспечивать широкий диапазон режимов обработки, максимальную производительность, высокую точность позиционирования исполнительных органов.

Благодаря регулированию электродвигателя и упрощению механической части снижается нагрузка на двигатель, повышается КПД привода, снижается его момент инерции, повышается точность исполнения команд.

Для роста производительности станка предусматривают скорость быстро­го хода исполнительных узлов 15 м/мин и более, а в легких токарных и свер­лильных станках с малыми ходами — высокое быстродействие привода (вре­мя разгона до максимальной скорости не превышает 0,2 с).

В связи с увеличением скорости быстрых перемещений и снижением ско­рости установочных движений диапазон регулирования привода подач станков с ЧПУ весьма широкий: в токарных, фрезерных и расточных станках от 100 до 10 000.

Поскольку доля силы резания в общей нагрузке на привод подачи значительна и в процессе обработки сила резания изменяется в широком диапазоне, требования к статической и динамической жесткости приводов подач станков с ЧПУ намного выше, чем к приводам подач традиционных станков.

Структуры приводов

Электромеханические приводы с бесступенчатым регулированием делятся на следящие и шаговые. В состав следящего привода входит регулируемый электродвигатель, который может быть высокомоментным, имеющим воз­буждение от высокоэнергетических магнитов, вентильным (синхронным) или асинхронным. Приводы последних типов имеют лучшую механическую харак­теристику по сравнению с приводом на основе высокомоментного двигателя.

В следящих приводах с полузамкнутым контуром обратной связи (рис. а) тахогенератор, выполняющий функцию измерительного преобразовате­ля скорости, устанавливается на вал двигателя подачи (часто встраивается не­посредственно в двигатель). Круговой измерительный преобразователь пути устанавливают на ходовой винт или на вал двигателя. В этом случае тяговый механизм привода подачи не охвачен обратной связью, и его погрешности пе­реносятся на обработанную деталь. Такие приводы пригодны для станков нор­мальной точности.

В следящих приводах с замкнутым контуром обратной связи (рис. 6) линейный измерительный преобразователь устанавливают на столе станка. Эти приводы характеризуются высокой точностью и пригодны для прецизион­ных станков. Однако зазоры и упругие деформации в кинематической цепи оказывают влияние на колебания привода.

В следящих приводах с гибридной структурой обратной связи (рис. в). круговой измерительный преобразователь обратной связи устанавливают на валу электродвигателя или на ходовом винте. Он обеспечивает позициониро­вание стола. Линейный измерительный преобразователь помещают на столе и используют для автоматической коррекции погрешностей кинематической цепи привода. Такие приводы применяют в тяжелых станках.

Простой по конструкции шаговый привод подачи находит применение в малых станках. Он хорошо согласуется со средствами вычислительной техни­ки.