Бесступенчатое регулирование скорости

28. Приводы с бесступенчатым регулированием скорости. Способы бесступенчатого регулирования.

В современных металлорежущих станках бесступенчатые приводы получили очень широкое распространение, благодаря следующим плюсам:

1. Возможность настройки режима обработки с очень высокой точностью.

2. Возможность изменения режимов обработки в процессе работы станка.

3. Плавность изменения скорости обработки позволяет легко выходить из области резонансных явлений.

Способы бесступенчатого регулирования.

Выбор способа в первую очередь зависит от назначения станка, требуемой мощности резания, необходимого диапазона регулирования, допустимого удорожания станка.

Различают следующие способы:

1. Электрический.

2. Гидравлический.

3. Механический.

4. Комбинированный.

Электрическое регулирование. Производят изменением частоты вращения вала эл.двигателя. К настоящему времени в станках используют системы частотного регулирования (скалярные или векторные). Благодаря им частота вращения вала эл.двигателя изменяется прямопропорционально частоте тока в сети.

Гидрорегулирование. Применение гидрорегулирования обусловлено рядомплюсов:

1. Широкий диапазон регулирования.

2. Быстрое изменение величины и направления скорости.

3. Плавный реверс.

4. Удобство дистанционного управления и автоматизация.

5. Автоматическое предохранение от перегрузок.

6. Самосмазываемость.

Минусы:

1. Отсутствие жесткости характеристики, в следствии изменение вязкости масла под воздействием температуры или в следствие утечки масла.

2. При малых скоростях (12..15м/мин.) работа гидропривода становится неустойчивой.

29.Регулирование с помощью вариатора.

Большинство механических вариаторов, применяемых в станкостроении, относятся к фрикционному типу. Работа таких вариаторов обусловлена потерями на трение, что вызвано следующими факторами:

1. Не благоприятным кинематическим условием в зоне контакта и возникновение, в следствие этого, разности скоростей в сопрягаемых точках рабочих поверхностей.

2. Деформация рабочих поверхностей в зоне контакта.

3. При перегрузках имеет место буксования рабочих тел вариаторов.

Минусы:

1. Невозможность установки определяемой скорости при остановленном вариаторе.

2. Отсутствие жесткости кинематической характеристики.

Все способы регулирования дают ограниченный диапазон:

— электрическое – до 6-8;

— гидравлический – до 25;

— механический – до 10;

Для увеличения диапазона регулирования комбинируют с шестеренными коробками.

30 Конструкции составных зубчатых блоков.

Составные зубчатые блоки по сравнению с цельными имеют меньшую длину и массу, в них можно сочетать различные материалы

При ремонте составных зубчатых блоков допускается замена только одного зубчатого венца вышедшего из строя. Зубчатые венцы составных зубчатых блоков работающее при динамических нагрузках более долговечны благодаря возможной их самоустановки и как следствие более равномерное распределение нагрузки по длине зуба.

  1. Насадное колесо размещено на ступице другого в качестве которого используется колесо с меньшим диаметром. Передача крутящего момента за счет крепления шпонкой в осевом направлении закреплена стопорным кольцом

  2. Зубчатые колеса установлены непосредственно на валу. Между собой соединены при помощи развальцованных штифтов

  3. Колеса соед. Между собой при помощи охватывающей составной вилки

  4. Колеса расположены на общей втулке по средствам шпонки, не имеющие ступицы. Это способ используется, когда у наименьшего колеса значительное число зубьев.

Бесступенчатое регулирование скорости

Бесступенчатое регулирование скорости с помощью двигателей постоянного тока (ДПТ) широко используется в станках с ЧПУ.

Обычно в станках Д до 200-250, но передачи полной мощности на низших частотах (до 1/4 — 1/3 диапазона по числу частот вращения, обозначим эти величины через 1/t) не требуется, на средних же и высших частотах необходимо обеспечивать передачу полной мощности, а значит, и её постоянство.

Чтобы удовлетворить этим требованиям, используют вместе с регулируемым двигателем коробку скоростей (диапазонов, переключений) на малое число вариантов zкc (2; 3; 4).

Рис. 3.9. Варианты диаграммы частот вращения (а) и диаграммы мощности (б)

для привода бесступенчатого регулирования скорости шпинделя станка с ЧПУ

Вариант привода бесступенчатого регулирования с коробкой скоростей на 4 варианта (zкc= 4) показан на рис. 2.12,а, а возможная ДЧВ для него – на рис. 3.9,а. На ДЧВ обозначены через Д, ДМ и ДN диапазоны регулирования привода соответственно полный, с М = сonst и с N = сonst.

Обозначим Ддв.N = j. По аналогии со ступенчатым регулированием будет (см. рис. 3.9,a):

По последнему выражению можно определить zкс , необходимое для обеспечения требуемого Д при выбранном электродвигателе, т.е. при известных Ддв.M и Ддв.N.

В варианте привода с ДЧВ по рис. 3.9,а обеспечивается и Диаграмма мощности в диапазоне Д=250, возможная для рассматриваемого привода, показана на рис. 3.9,б.

В связи с тем, что в каталогах электродвигателей nдв.min обычно не указывается, можно вести проектирование привода по следующей методике:

1) Выделяя условно в диапазоне частот вращения шпинделя геометрический ряд из z значений со знаменателем , определяют (полученное число округлять до целого не следует);

2) Определяют частоту вращения шпинделя n, начиная с которой и выше должна передаваться полная мощность, , где – третья, четвертая или иная принимаемая часть диапазона частот вращения шпинделя (по числу его ступеней z), в которой передача полной мощности не требуется;

3) Определяют ;

4) Определяют (полученное число округляется до целого; если это делается в сторону уменьшения, диапазон обеспечиваемых частот вращения шпинделя будет иметь разрывы);

5) Определяют , затем , если это требуется для справки или для построения ДЧВ.

Примечания.

1 Для удобства построения ДЧВ шкалу частот вращения валов целесообразно выполнять со знаменателем, меньшим ; его можно, например, принять любым из табл. 3.6 (чтобы можно было воспользоваться этой таблицей) или равным , где а равно 2, 3, 4, … . В последнем случае, возможно, значения ряда придётся рассчитать; совпадение или несовпадение этих значений со стандартными не является принципиальным т.к. проектируется привод с бесступенчатым регулированием.

2 Строго говоря, в станках с ЧПУ регулирование частот вращения шпинделя в реальности осуществляется ступенчато с малым знаменателем (равным, например, 1,03; 1,015), но поскольку при этом различие между соседними частотами весьма мало, а число частот велико (70-100 и более), то ступенчатостью пренебрегают и считают регулирование бесступенчатым.

Кроме приводов с ДПТ в станках используются приводы, имеющие асинхронные электродвигатели с частотным регулированием. В таких приводах также применяются коробки скоростей на малое число вариантов с теми же целями.

Схватывание – соединение плотно прижатых одна к другой поверхностей в результате действия молекулярных сил. Происходит при недостаточном смазывании сопряжённых поверхностей и большом давлении; опасность схватывания возрастает при высоких скоростях скольжения, когда температура трущихся поверхностей значительно повышается. Из-за схватывания трущихся поверхностей происходит т.н. молекулярно-механический износ.

Здесь и далее в смысле «зубчатое колесо» используются слова «шестерня» и «колесо» без придания им каких-либо различающих смысловых нюансов.

Не путать с КПД!

Дата добавления: 2016-02-20; просмотров: 2037;

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *