2.1.3. Методы ступенчатого регулирования скорости рабочего органа станка

Для осуществления ступенчатого регулирования скоростей рабочих органов станка (РОС) могут быть использованы следующие методы:

1) применение многоскоростных электродвигателей (ЭД), например, двухскоростных (1500/3000 об/мин), трехскоростных (1000/1500/3000 об/мин), четырехскоростных (750/1000/1500/3000 об/мин);

Рис. 5. Схема регулирования

скорости РОС при помощи

ступенчатых шкивов

2) использование ступенчатых шкивов (рис. 5), у которых

,

.

Регулирование скорости РОС и передача крутящего момента в этом случае осуществляется за счет переброски клинового ремня с одной пары шкивов на другую без использования каких-либо натяжных устройств;

3) применение парносменных зубчатых колес (рис. 6). В зависимости от желаемого количества скоростей к устройству прилагается комплект сменных зубчатых колес, используя которые можно получить геометрический ряд чисел оборотов. Количество возможных скоростей рабочего органа станка в этом случае равно количеству сменных зубчатых колес.

При этом должно обеспечиваться условие

Рис. 6. Схема регулирования

скорости РОС при помощи

парносменных колес

,

а передаточное отношение равно

.

4) использование шестеренчатых коробок скоростей. По способу переключения скоростей коробки передач бывают с передвижными (скользящими) колесами (блоками); с кулачковыми, фрикционными и электромагнитными муфтами; с комбинированным переключением; со сменными гитарами колес.

а б

Рис. 7. Коробки передач с передвижными блоками колес:

а – двойным; б - тройным

Применение того или иного способа переключения в коробках передач зависит от назначения станка, от частоты переключения и продолжительности рабочих ходов. Коробки передач с передвижными блоками колес (рис. 7) могут передавать большие крутящие моменты при сравнительно небольших размерах зубчатых колес, в них используются только прямозубые зубчатые колеса.

Главным недостатком таких коробок является невозможность переключения передач на ходу.

Для коробок с кулачковыми муфтами (рис. 8) характерны малые осевые перемещения муфт при переключениях, возможность использования в передачах косозубых и шевронных колес, а также меньшие усилия для переключения. Вместе с тем кулачковые муфты не позволяют переключать передачи на ходу при большой разности частот вращения. Кроме того, им присущи потери мощности на вращение неработающей пары колес.

а б

Рис. 8. Схемы механизмов с кулачковыми муфтами:

а – односторонней; б – двухсторонней

Использование фрикционных и электромагнитных муфт в коробках передач позволяет производить быстрое и плавное переключение передач на ходу. Однако данные муфты имеют и ряд недостатков, к основным из которых следует отнести затраты мощности на вращение неработающей пары колес и необходимость частого регулирования муфт.

Для регулирования передаточного отношения в коробках подач нашел применение механизм Нортона (рис. 9). Изменение передаточного отношения в этом механизме осуществляется за счет перемещения вдоль ступенчатого конуса зубчатых колес накидной шестерни , которая сама не влияет на величину передаточного от ношения, а обеспечивает кинематическую связь колесасо ступенчатым конусом зубчатых колес.

Рис. 9. Механизм с накидной

шестерней (механизм Нортона)

.

Рис. 10. Коробка скоростей

со сменными зубчатыми

колесами

При относительно редкой наладке привода шпинделя на операцию в автоматах, полуавтоматах, специальных и операционных станках в массовом и серийном производстве используют сменные колеса (рис. 10). Частоту вращения шпинделя в этом случае изменяют путем смены колес имежду смежными валами при неизменном расстоянии между их осями. Так как расстояние между осями колес остается неизменным, то правильное сцепление зубчатых колес возможно при условии. Передаточное отношение механизма в этом случае будет равно

Сменные колеса в приводе главного движения применяют нередко в сочетании с шестеренными коробками скоростей.