Гаврилин А.М. и др. Расчет и проектирование металлорежущих станков

Подождите немного. Документ загружается.

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

300

118

475

190

750

—г—

(

'-V

Рис.

5.9.

Механизм переключения

с совмещенными осями поворота рукояток:

а - совмещенные рукоятки;

б - таблица чисел оборотов

150

5.3 Однорычажные (однорукояточные) механизмы переключения

На рис. 5.8 представлено несколько вариантов кинематики короб-

ки скоростей, имеющей четыре передаточных отношения, и даны ре-

комендации по определению габаритных размеров коробки скоро-

стей: варианты а, б, в предусматривают последовательное переклю-

чение скоростей, вариант г - параллельное с блокировкой одновре-

менного включения блоков.

Наименьшие осевые размеры коробки скоростей можно получить

по схеме б, наименьшие радиальные размеры - по схемам виг.

Управляющие органы механизма переключения могут выполнять-

ся совмещенными (рис. 5.9, а), однако конструкции такого типа более

трудоемки. Каждая рукоятка используется для управления одним

блоком или муфтой, и любая скорость - результат определенного со-

четания положения рукояток управления, что должно быть обязатель-

но отражено в специальной таблице, укрепляемой на лицевой стенке

корпуса (рис 5.9,6).

5.3 Однорычажные (однорукояточные) механизмы

переключения

Однорукояточные механизмы переключения получили большое

распространение, так как значительно экономят время переключения

и являются менее утомительными для станочника при частых пере-

ключениях скорости.

В однорукояточных механизмах широко используются дисковые

и цилиндрические кулачки, мальтийские кресты, диски и другие уст-

ройства.

На кинематической схеме однорукояточного механизма переклю-

чения коробки скоростей со структурой кинематики 16 = 4(1)-2(4)-2(8)

(рис.

5.10) два цилиндрических кулачка, связанные между собой

мальтийским крестом, управляют переключением трех групп регули-

рования: основной 4(1) (последовательно работающие блоки а и в),

1 -й

переборной (блок с) и 2-й переборной (муфта d).

151

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

Для построения разверток канавок кулачков необходимо иметь

полную картину последовательности переключения блоков для ско-

ростей

ОТ

П\

ДО

«16.

Величина смещения канавок относительно центра вращения ку-

лачка, углы наклонов кривых определяются в зависимости от длины

хода блоков, диаметра роликов и передаточного отношения рычажной

системы, соединяющей кулачки с блоками зубчатых колес.

Кулачки связаны между собой 4-пазовым мальтийским крестом,

передаточное отношение которого определяется частотой включения

соответствующих блоков. Четыре оборота нижнего кулачка с кривы-

ми для блоков а и в соответствуют одному обороту верхнего кулачка

с кривыми для блока с и муфты d.

Кинематическая схема однорукояточного механизма (рис. 5.11) с

двумя плоскими кулачками сходна с предыдущей. Плоский кулачок /

с канавками, расположенными на обеих сторонах кулачка, управляет

блоками с и d.

Плоский кулачок 2 имеет одну канавку. Ролики рычагов, переме-

щающих блоки а и в, расположены относительно друг друга со сдви-

гом на 180°.

Недостатком вышеприведенных механизмов является последова-

тельное включение всех промежуточных скоростей при достшкении

требуемой скорости, что приводит к потере времени, поскольку пере-

ключение производится при остановленном приводе станка.

Меньшие потери времени на переключение скорости обеспечива-

ют однорукояточные селективные (с избирательным переключением)

механизмы переключения, которые позволяют установить выбранную

скорость, минуя промежуточные. Такие механизмы широко исполь-

зуются в консольно-фрезерных станках (Нижненовогородской и Бот-

кинский станкозаводы) для переключения 18-скоростных коробок

скоростей и подач (рис. 5.12).

152

5.3 Однорычажные (однорукояточные) механизмы переключения

г J/i I SJ

Работают передачи

Положение блоков

га

П&

п,

П|0

"и

П|2

П|3

35/70

41/64

35/70

41/64

35/70

41/64

35/70

41/64

30/74 23/102 лев.

30/74 23/102 п

47/58 30/74 23/102 0

53/52 30/74 23/102

58/46 23/102

47/58 58/46 23/102

53/52 58/46 23/102

30/74 74/51

30/74

47/58 30/74

53/52 30/74

58/46

47/58 58/46

53/52 58/46

74/51

Развертки канавок для блоков

Рис. 5.10. Схема однорукояточного механизма управления

переключением скоростей £ цилиндрическими кулачками

153

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

г is

iff

Работают передачи

Развертки канавок для

переключения блоков

га

Рис 5.11. Схема однорукояточного механизма управления переключением

скоростей с плоскими кулачками

154

5.4 Преселективные (с предварительным выбором скорости)

механизмы переключения

•

>5 _—-^е£

Ь •—-

3 Я

L——±~—

/JfL

Л^Чх-

N^4

v\iJvvK

tl^

S^SSM

%^o

\чЧ®

-—^^^ 9

^^^~^~я

^^—^~~7o

Icr^T Tr

^~Ъ5£~-~-—'

*№/

br\\\

щ$ш

www

,]/22Х

/ передний диск

Й2Э J задний диск

Рис.

5.12.

Схема селективного механизма переключения скоростей

5.4 Преселективные (с предварительным выбором скорости)

механизмы переключения

Механизм переключения^ можно сконструировать таким образом,

чтобы поиск нужной скорости, проводился во время работы станка, а

155

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

включение ее осуществлялось после окончания работы на этом пере-

ходе простым поворотом рукоятки или нажатием кнопки. Такие сис-

темы управления переключением скоростей называются преселектив-

ньши или системами с предварительным набором.

Подобные механизмы использованы Краснодарским станкозаво-

дом имени Седина для переключения

8-скоростной коробки скоро-

стей главного привода токарно-карусельных станков.

Изменение передаточного отношения коробки скоростей произво-

дится блоками зубчатых колёс, передвижение которых осуществляют

гидроцилиндры через штанги и закреплённые на них вилки. Работой

гидроцилиндров управляют гидрозолотники с электроуправлением.

Срабатывание гидрозолотников определяется восемнадцатипозици-

онным переключателем на подвесном пульте управления станком.

Система переключения скорости главного привода позволяет предва-

рительно (во время работы станка) установить переключатель в лю-

бое из 18 положений, выбрав необходимую для следующего перехода

скорость. После остановки главного привода станка переключение

скорости производится нажатием на пульте управления кнопки, рас-

положенной рядом с переключателем.

5.5 Дистанционное управление коробками скоростей и подач

Дистанционное переключение скоростей и подач наиболее просто

осуществляется с помощью электромагнитных муфт, среди которых

широкое распространение получила серия ЭТМ (электромагнитные

муфты с магнитопроводящими дисками). Данная серия объединяет

муфты контактного исполнения ЭТМ...2, муфты бесконтактного ис-

полнения ЭТМ...4, тормозные муфты ЭТМ...6. Основные данные

фрикционных (электромагнитных, гидравлических и механических)

муфт приведены в [1,2, 9].

5.5.1 Муфты контактного исполнения

(с вращающейся катушкой)

Муфты ЭТМ...2 (рис. 5.13) состоят из вращающегося вместе с ва-

лом цельного корпуса 1, в котором размещена обмотка 2, получающая

питание от щетки через изолированное от корпуса токопроводящее

кольцо 3, пакета внутренних 9 и наружных дисков 4, якоря 5, бронзо-

вой гайки 7, общей втулки 8.

156

5.5 Дистанционное управление коробками скоростей и подач

. _ ~ ' ~~^—'—^.£Mf-A/f№^KJt лвдм^

ЛС}^

MS.4

ft» 4

JtJL

ftsi

Рис.

5.13.

Муфта контактного исполнения

(с

вращающейся катушкой)

Внутренние диски 9 имеют эвольвентные шлицы для соединения с

эвольвентными шлицами втулки 8. Наружные диски 4 имеют выступы

для соединения с поводком 6. На обоих торцах внутренних и наруж-

ных дисков имеются концентричные канавки для масла, которое по-

дается через полый вал и несколько отверстий, небольшим диаметром,

имеющихся во втулке 8 под местом расположения пакета дисков.

Диски снабжаются фасонными вырезами для уменьшения рассеи-

вания магнитного потока. Изоляция магнитного потока от вала осу-

ществляется бронзовой гайкой 7. Диски изготовляются из износо-

стойкой (по истиранию) стали, закалены, шлифованы. Соответствую-

щей термообработкой наружным дискам придается форма упругого

157

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

элемента, разжимающего диски при выключении муфты. При подаче

напряжения магнитный поток замыкается по контуру Ф, якорь 5 при-

тягивается к корпусу 1, сжимая диски 4 к 9, и вращение передается от

вала на поводок, соединенный с шестерней.

Напряжение питания постоянного тока - 24В. Щеточный токо-

подвод выдерживает окружную скорость скольжения до 20 м/сек.

5.5.2 Муфты бесконтактного исполнения ЭТМ...4

(с неподвижной катушкой)

Муфты ЭТМ...4 (рис. 5.14) отличаются от муфт ЭТМ...2 наличи-

ем вращающегося вместе с валом составного корпуса, кольца которо-

го 1 и 3 разделены немагнитным кольцом 4. Поэтому замыкание маг-

нитного потока осуществляется через пакет дисков и якорь.

Исключение элементов контактного токопровода и наличие зазо-

ров 8, уменьшающих теплопередачу от дисков к катушке, ведут к

улучшению эксплуатационных характеристик этого типа муфт.

При использовании электромуфт в неавтоматизированных станках

и устройствах управляющим органом являются кнопки, клавиши и

переключатели, располагаемые в любом удобном месте, а связь с ис-

полнительным органом осуществляется электрическими цепями.

При применении электромагнитных муфт в автоматизированных

станках и автоматах управляющим органом являются командоаппара-

ты (рис. 5.15).

Переключение электромагнитных муфт производится перестав-

ными кулачками 5 шестипазового (по числу инструментальных гнезд

револьверной головки) барабана 4, приводимого во вращение от вали-

ка 7, кинематически связанного с револьверной головкой через шес-

терни z- 25,2 = 50.

При повороте револьверной головки на 60° барабан поворачивает-

ся также на 60° и кулачками воздействует на ролики 3 рычагов 2, ка-

чающихся вокруг оси 8; регулируемые винты 9 при этом нажимают на

конечные выключатели 1.

Разными комбинациями расположения кулачков на барабане, а

следовательно, разными комбинациями включения конечных выклю-

чателей автоматически при повороте револьверной головки осущест-

вляются соответствующие (необходимые по карте технологической

обработки) величины чисел оборотов шпинделя и подачи суппортов

158

5.5 Дистанционное управление коробками скоростей и подач

в:

<о

С!)

•е-

159