2.2. Бесступенчатые приводы регулирования рабочих органов станков

Бесступенчатые приводы применяют для плавного и непре-

рывного изменения частоты вращения шпинделя или подачи. Они позволяют получать наивыгоднейшие скорости резания и подачи при обработке различных деталей.

Кроме того, они дают возможность изменять скорость главного движения или подачу во время работы станка без его остановки. В станках применяют следующие способы бесступенчатого регулирования скоростей главного движения и движения подачи.

Электрическое регулирование. Одним из способов регулирования частоты вращения электродвигателя, приводящего в движение соответствующую цепь станка, является использование системы «генератор-двигатель» (рис. 11).

Рис. 11. Система генератор - двигатель

Принцип работы данной системы заключается в том, что асинхронный электродвигатель переменного тока АД вращает генератор постоянного тока Г, с которого напряжение подается на электродвигатель постоянного тока Д. Изменяя реостатом сопротивление цепи, меняют напряжение, подводимое к якорю двигателя Д, и тем самым регулируют скорость его вращения.

Для реверсирования электродвигателя Д меняют направление тока в обмотке возбуждения генератора.

Гидравлическое регулирование. Гидравлические приводы нашли достаточно широкое применение в современных металлорежущих станках, они используются как в механизмах главного движения, так и в механизмах подач. Чаще всего гидроприводы применяются для осуществления прямолинейных движений и реже – для вращательных.

На рис. 12 приведена схема гидропривода, обеспечивающего прямолинейное движение рабочего стола станка. Из резервуара 1 через фильтр 2 масло, закачиваемое насосом 3, через дроссель 4 поступает под давлением в золотник 5. При крайнем левом положении плунжера золотника масло под давлением будет поступать в левую

Рис. 12. Гидропривод с дроссельным

регулированием

полость силового цилиндра 6, а из правой полости сливаться в резервуар.

В этом случае поршень 7 вместе со штоком и соединенным с ним столом 8 будут перемещаться вправо. При этом левый упор 9, закрепленный на столе станка, переведет рычаг 10 в крайнее правое положение, что приведет к перемещению плунжера золотника также в крайнее правое положение. При этом масло под давлением будет поступать в правую полость цилиндра, а из левой полости сливаться в резервуар. Стол получит движение в противоположном направлении. В случае излишнего количества масла или повышения давления в системе масло сливается в бак через дроссель с обратным клапаном 11. Для обеспечения более плавного движения и предотвращения подсоса воздуха в гидросистему на сливном трубопроводе устанавливается подпорный клапан 12, который пропускает масло на слив. Регулирование скоростью перемещения стола осуществляется дросселем 4.

Наряду с дроссельным регулированием применяют также системы с объемным регулированием. В таких системах применяются насосы с регулируемой производительностью и регулирование скорости рабочего органа осуществляется регулированием производительности насоса.

На рис. 13 приведена схема объемного регулирования гидропривода вращательного движения. Привод состоит из насоса 1 и гидромотора 2. Масло насосом 1 нагнетается в гидромотор 2, и вы-

Рис. 13. Схема гидропривода

вращательного движения

ходной вал гидромотора получает вращение, а отработанное масло сливается в резервуар 3. Для ограничения величины крутящего момента, создаваемого гидромотором, установлен предохранительный клапан 4.

Регулирование на основе использования механических бесступенчатых приводов (вариаторов). Механические бесступенчатые приводы относятся к числу фрикционных передач, в которых передача движения с одного звена на другое осуществляется за счет сил трения, действующих на контактируемых поверхностях.

Схемы различных видов вариаторов приведены на рис. 14.

Рис. 14. Схемы вариаторов:

а – лобового; б – сфероконического; в – торцово-конического;

г – чашечно-конического; д - тороидного; е – с раздвижными

конусами и специальным широким ремнем

Как видно из рис. 14, изменение частоты вращения ведомого вала происходит за счет изменения радиусов контакта исоответственно ведущего и ведомого элементов, учитывая, что

Механические вариаторы получили ограниченное распространение в приводах станков, что обусловлено их невысокой долговечностью и наличием проскальзывания между трущимися поверхностями. Кроме того, механические вариаторы имеют низкий КПД и небольшой диапазон регулирования, который не превышает – 6.