Привод механизмов подачи

Рабочие органы механизмов подач с вращательным движением имеют небольшую частоту вращения, но передают большой крутящий момент. В связи с этим приводы механизмов подач, передавая движение от электродвигателя, понижают частоту вращения и пропорционально повышают крутящий момент.

Приводы могут быть нерегулируемые и регулируемые.

В нерегулируемом приводе используется асинхронный электродвигатель трехфазного переменного тока единой серии 4А с каким-либо редуктором или мотор-редуктор. В приводах используются различные редукторы [10]: цилиндрические одноступенчатые узкие типа ЦУ с передаточным числом u = 2-6,3, двухступенчатые типа Ц2У с u = 8-40, конические цилиндрические типа КЦ1 с u = 6,3-28, червячные редукторы РЧУ с u = 8-80 и др.

Мотор-редукторы выпускаются одноступенчатые типа МЦ и двухступенчатые соосные типа МЦ2С. Частота вращения выходного вала мотор-редуктора первого типа выбирается в диапазоне 224-450 мин^-1, а для второго типа – 28-180 мин^-1.

Для ступенчатого регулирования в приводе используют многоскоростные асинхронные электродвигатели или коробки скоростей, или многоступенчатые шкивы.

В приводах с бесступенчатым регулированиеминогда используют электродвигатели постоянного тока, которые позволяют плавно изменять частоту вращения вала в широком диапазоне.

В настоящее время в регулируемом приводе наиболее часто используются самостоятельные агрегаты, состоящие из односкоростного или многоскоростного асинхронного электродвигателя в совокупности с вариатором и редуктором.

Вариатор состоит из фрикционной передачи, обеспечивающей плавное изменение скорости вращения рабочих органов в диапазоне 3 – 6. Он позволяет изменять скорость вращения на ходу под нагрузкой рабочего органа и имеет высокий КПД (0,85-0,95). Конструкции вариаторов рассмотрены ниже.

Конусный вариатор с параллельными валами.Схема вариатора показана на рис. 13. На валу электродвигателя жестко закреплен конус 1, который находится в контакте с чашкой 2. Чашка с шестерней может свободно поворачиваться вокруг зубчатого колеса с выходным валом 3 и прижимается к конусу 1 пружиной.

При перемещении электродвигателя по направляющим радиус конуса R_к непрерывно изменяется при постоянном радиусе чашки R_ч. При этом изменяется общее передаточное число вариатора, величина которого находится по следующей формуле

, (41)

где n_э, n_к – соответственно частота вращения вала электродвигателя и вала 3 зубчатого колеса, мин^-1;

u_в, u_зп – соответственно передаточное число фрикционных тел качения вариатора и зубчатой передачи;

R_ч, R_к – соответственно радиусы контакта чашки и конуса, мм;

z_к, z_ш – соответственно число зубьев зубчатого колеса и шестерни.

Из уравнения (41) находится частота вращения зубчатого колеса с выходным валом 3

. (42)

Передаточное число вариаторов: u_min=1,15-1,25; u_max=2,5-4.

Конусный вариатор "Вебо".Ведущий конус 1(рис. 14) закреплен на валу электродвигателя. Двигатель крепится в корпусе вариатора и с помощью пары винт-гайка и маховичка 2 может перемещаться относительно чашки 3. Чашка снабжена сменным текстолитовым кольцом 4, поджата к конусу 1 пружиной 5 и смонтирована на выходном валу вариатора.

Передаточное число вариатора

. (43)

Передаточное число вариаторов: u_min= 0,6-0,8; u_max= 1,5-2.

Клиноременный вариатор.Клиноременные вариаторы по сравнению с другими вариаторами обладают лучшими эксплуатационными характеристиками, они просты по конструкции и не требуют высокой точности изготовления. Схема одного из них приведена на рис. 15.

Вариатор состоит из четырех конических шкивов 1, 3 и 7, 8 насажанных соответственно на вале двигателя 4 и редуктора 5. При этом шкивы 3 и 8 закреплены на валах жестко, а шкивы 1 и 7 имеют возможность продольного перемещения на валах. Шкив 1 соединен через водило и гайку с винтом, который приводится в движение маховичком. Шкив 7 поджат пружиной 6.

Клиновой ремень вариатора соприкасается своими скошенными кромками с раздвижными шкивами. Если с помощью маховичка шкив 1 отодвинуть от шкива 3, то ремень 2 опустится вниз, а пружина 6 подвинет шкив 7 в сторону шкива 8 и создаст необходимое натяжения ремня. При этом радиусы контакта шкивов R₁ с ремнем уменьшатся, а R₂ увеличатся. Происходит плавное изменение частоты вращения шкивов 7 и 8.

Диапазон регулирования клиноременного вариатора равен

. (44)

Диапазон регулирования скорости зависит от ширины ремня. Обычно применяют специальные вариаторные ремни с гофрами по внутренней поверхности. При этом узкие ремни обеспечивают диапазон регулирования до 5, а широкие ремни с малым углом клина – до 9-12.

Промышленность выпускает вариаторы моделей ВР1 и ВР3 с диапазоном регулирования 4. Технические характеристики вариаторов приведены в табл. 6.

Таблица 6