52. Элементы исполнительного механизма приводов

Состав исполнительного механизма. В состав исполнительного механизма электромеханического привода подачи входят соединительная муфта 1 (рис. 9.2), тяговое устройство 4, его опоры 3. В приводе может быть использован простой редуктор 2, предназначенный для повышения момента на тяговом устройстве или для реализации компоновочного решения.

Соединительные муфты. Вал электродвигателя соединяют с редуктором или тяговым механизмом с помощью упругой беззазорной муфты, примене­ние которой позволяет допустить их относительное смещение, снижает ампли­туду изменения крутящего момента при разгоне и торможении привода, предохраняет ходовой винт от нагрева теплотой, выделяемой электродвигателем, снижает колебания в приводе. Соединительные муфты оказывают сущест­венное влияние на точность и жесткость привода и к ним предъявляются по­вышенные требования в отношении крутильной жесткости, нагрузочной спо­собности, долговечности.

Муфта с взаимно перпендикулярными радиальными пазами, образующи­ми перемычки и упругие мембраны (табл. 9.1) , передает вращающий момент разжимными упругими коническими кольцами или коническими втулками.

Полужесткая муфта с гибким диском (рис. 9.3) имеет высокую крутиль­ную жесткость, позволяет компенсировать угловые и радиальные смещения валов.

Компенсирующие муфты (рис. 9.4, табл. 9.2) предназначены для безлюфтового соединения винтов с электродвигателями, когда допускается взаимное радиальное смещение их осей до 0,2 мм, угловое — до 30' . Обозначения в таб­лице: М_н - номинальный вращающий момент, передаваемый муфтой; d -диаметр посадочных отверстий; l - их длина; D - наружный диаметр муф­ты; L — ее длина; С — расстояние между торцами соединяемых валов; j_φ — крутильная (угловая) жесткость муфты; j_r - радиальная жесткость муфты; М_max — наибольший вращающий момент, передаваемый муфтой в течение ко­ротких интервалов времени (до 2 с). Муфты допускают наибольшую частоту вращения до 2500 мин^-1.

Сильфонная муфта компенсирует угловые, радиальные и осе­вые смещения валов, имеет высокую жесткость при передаче вращающего момента. На рис. 9.6 показана сильфонная муфта германской фирмы Bosch, позволяющая компенсировать значительные радиальные, угловые и осевые смещения валов. Размеры ее втулок с конусом, предназначенным для переда­чи момента с помощью трения, приведены в табл. 9.3, а параметры муфты

Соединения с коническими кольцами. Для повышения точности и жест­кости цепи привода вместо шпоночных применяют соединения с коническими кольцами (рис. 9.7) . Сближая кольца в осевом направлении с помощью гай­ки или стяжных винтов и нажимного кольца, создают беззазорное фрикцион­ное соединение, способное передавать необходимый вращающий момент.

53. Выбор регулируемого электродвигателя для привода подачи

1.1. Исходные данные. Электродвигатель для привода подачи выбирают исхо­дя из действующих нагрузок, параметров механической характеристики при­вода, особенностей его цикла работы.

Необходимо задать минимальную и максимальную скорости рабочей по­дачи стола или суппорта, скорость быстрого хода, массу стола (суппорта), приспособления, обрабатываемой детали, диаметр, шаг и длину ходового вин­та, передаточное отношение редуктора, время разгона стола (суппорта) до скорости быстрого хода, продолжительность включения электродвигателя.

Нагрузки на привод обусловливаются силами резания, трения, инерции, тяжести перемещающихся узлов. Составляющие силы резания находят для разных операций, выполняемых на станке, для разных условий обработки (наиболее тяжелых, часто встречающихся).

1.2. Определение скорости вращения ротора двигателя. Скорость движения рабочего органа станка v (мм/мин) равна скорости минутной подачи. Пере­даточное отношение редуктора » определяется как отношение частоты вра­щения его выходного вала n_в к частоте вращения n_д вала двигателя. Когда конечным звеном привода служит передача винт-гайка с шагом р, частота вра­щения вала двигателя определяется по зависимости

При применении передачи рейка-шестерня

где D — делительный диаметр зубчатого колеса, мм.

В частности, минимальной v_min и максимальной v_mах скоростям рабочей подачи стола или суппорта (мм/мин) соответствуют минимальная и макси­мальная рабочие частоты двигателя (об/мин):

а скорости их быстрого хода v_б.х, - частота вращения:

1.5. Выбор двигателя по статическому моменту привода. Исходя из статичес­ких моментов и , частот вращения вала двигателя при движении ра­бочего органа со скоростью быстрого хода v_б.х и рабочей подачи v, прове­ряют, подходит ли предварительно выбранный двигатель для спроектирован­ного привода, При этом пользуются механическими характеристиками соот­ветствующих двигателей.

При повторно-кратковременном режиме работы с продолжительностью включения ПВ двигатель выбирают по моменту

двигатель подходит для привода, если выполняются два условия: 1) его номинальный момент М_Н не меньше момента во всем диапазоне частот вращения ротора, соответствующем полному диапазону рабочих подач сто­ла или суппорта станка; 2) номинальный момент М_Н не меньше момента при установившемся движении рабочего органа на быстром ходу со ско­ростью v_б.х, при вращении вала двигателя со скоростью n≥n_б.х соот­ветствующей v_б.х.