Особенности проектирования и расчета главного привода

Приводы главного движения различают по виду приводного двигателя, способу переключения частот вращения и компоновке. Совершенствование двигателей постоянного и переменного тока с частным регулированием и систем их регулирования позволит полностью отказаться от механических коробок скоростей, выполнять шпиндельную бабку в виде отдельного унифицированного узла. Уже сейчас созданы электромеханические приводы главного движения в виде модуля с планетарным редуктором на две ступени (рис. 12.10). Другой особенностью новых электроприводов главного движения является дальнейшее развитие безредукторных электромеханических шпиндельных узлов, в которых

ротор электродвигателя насаживают непосредственно на шпиндель станка. Способ переключения передач определяется назначением станка и в основном зависит от частоты переключения, необходимости его автоматизации и дистанционного управления приводом. Системы ручного переключения пока еще применяют в универсальных станках общего назначения; основные их достоинства — простота и низкая стоимость. Как правило, применяют однорукояточные селективные (избирательные) системы управления, что спо-
собствует удобству управления и снижает время на переключение. При этом нет необходимости проходить через ненужные промежуточные положения зубчатых блоков. Конструкция селективной системы управления фрезерного станка представлена на рис. 6.7, описание ее работы приведено в гл. 6. В универсальных станках применяют
и электрогидравлические механизмы преселективного управления. Под преселективным управлением понимают такое управление, при котором необходимые режимы обработки на следующую операцию можно установить во время работы станка на предыдущей,
что сокращает вспомогательное время, связанное с управлением станком.

В автоматических станках переключение скоростей часто осуществляется с помощью электромагнитных фрикционных или зубчатых муфт. Применение электромагнитных фрикционных муфт позволяет переключать скорости в процессе работы станка, однако уменьшает КПД станка, так как все зубчатые передачи находятся в зацеплении
и существует повышенное трение в дисках. Автоматические коробки скоростей с электромуфтами (А КС) вы-пускают централизованно с 9, 12 и 18 ступенями семи габаритов,
рассчитанные на мощности от 1,5 до 55 кВт. Так как электромагнитные муфты нежелательно встраивать в шпиндельные бабки станков, то в станках с числовым управлением в приводах с двигателем постоянного тока применяют зубчатые передачи, переключаемые авто-
матически с помощью индивидуальных электромеханических (реже
гидравлических) приводов. Схемы таких приводов даны на рис. 12.11.
Их конструкцию и описание работы см. в гл. 6. В автоматических
станках с большим числом механических передач возможны системы управления,выполненные на базе соответствующих селективных или
преселективных систем.

Компоновка привода главного движения определяется общей
компоновкой станка, связанной с его служебным назначением и типоразмером, а также связями между отдельными элементами привода: двигателем, коробкой скоростей и шпиндельной бабкой. При раздельном приводе механическая часть состоит из двух узлов: ко-
робки скоростей (редуктора) и шпиндельной бабки, соединяемых ременной передачей. Иногда в шпиндельную бабку помещают переборную группу. По такому типу конструируют приводы станков с числовым управлением с обычными асинхронными двигателями и А КС.
Для удобства надевания ремней применяют консольное расположение шкива на конце шпинделя.

Для создания более компактного привода применяют компоновки, в которых механическую часть встраивают непосредственно в шпиндельную бабку. Следует учитывать, что в этом случае вибрации, возникающие в коробке скоростей, а также выделяющаяся в ней теплота влияют на положение шпинделя и на точность его вращения. В соответствии с общей тенденцией по автоматизации проектноконструкторских работ в станкостроении разработана и действует автоматизированная подсистема «Главный привод» (рис. 12.12), входящая в общую САПР. Подсистема предназначена для синтеза кинематической структуры, проектных и проверочных расчетов элементов привода главного движения с электродвигателями переменного и постоянного тока и механической коробкой скоростей. Подсистема
создана для работы в режиме диалога между конструктором и ЭВМ, когда выбор всех принципиальных решений, оценку результатов каждого этапа проектирования осуществляет конструктор, выделяющий задания на проведение последующих этапов проектирования или на повторение предыдущих. При наличии в системе соответствующего оборудования можно получить графическое изображение структурной сетки, эскизы развертки и свертки коробки скоростей. В подсистеме имеется также автоматический справочник, позволяющий накапливать и выдавать по запросу различную техническую информацию (типовые структуры, характеристики комплектующих изделий, необходимые для расчетов).