Главная > Привод подач с шаговыми электродвигателями

Привод подач с шаговыми электродвигателями


приобрести
Шпоры по расчёту и конструированию станков
скачать (5137.4 kb.)
Доступные файлы (1):

1   2   3   4


Привод подачи. Структура приводов подач. Особенности расчёта приводов подач. шаговыми

Механизм подачи включает:


  1. Привод механизма подачи (осуществляется от отдельного электродвигателя или с вала КС)

  2. Устройство для включения механизма подач располагается в начале цепи подач (фрикционные муфты)

  3. Устройство для реверсирования подач

  4. Предохранительное устройство

  5. Одиночные передачи в цепи рабочих подач

  6. Цепь передач для ускоренных ходов суппорта или стола

  7. Коробка подач

  8. Тяговое устройство

Коробка подач (КП)

КП по сравнению с КС более тихоходные, имеется большая редукция частот вращения, для некоторых типов КП необходимо осуществление в обеспечении нарезаний резьбы- требуется обеспечить постоянный крутящий момент, значение подач должно обеспечивать требуемую чистоту поверхности, высокую стойкость инструмента, требуемую производительность станка.

При необходимости обеспечения точности передаточных отношений не изпользуют передачи с гибкой связью

КП могут быть разделены на следующие типы:


  1. КП с передвижными зубчатыми блоками

  2. КП со ступенчатым конусом зубчатых колес

-конус с накидным зубчатым колесом

-конус с вытяжной шпонкой


  1. Коробка типа Меандр

  2. Со сменными зубчатыми колесами

d:\учеба!!!\рикс7xdwi534q0q9t6t337_000.jpgd:\учеба!!!\рикс.10.jpgd:\учеба!!!\рикс.8.jpg

Ряды подач

Ряды подач - исчисляются мм/об, мм/мин принято считать как ряды частот вращения по геометрической прогрессии. Это было предложено в 1937 году проф. Кашириным.

В своих исследованиях он исходил из условий наилучшего использования режущих свойств инструмента.

Привод построенный по геометрическому ряду обладает теме же преимуществами, что и КС.

Характерн тот же набор формул для привода главного движения
Выбор знаменателя геометрического ряда аналогичен выбору для КС.

В станках где подача (переодическая), осуществляется от храпового механизма – подачи располагаются по арифметическому ряду
Шаги резьб образуют ряд близкий к арифметическому.

В связи с этим в станках для нарезания резьб изменение подач по геометрическому или арифметическому ряду происходить не может.

Поэтому цепь подач при нарезании резьбы строится в соответствии с номенклатурой резьб нарезаемых на станке, требуемые шаги резьб вписываются в определенной последовательности в таблицу и разрабатывают кинематическую схему и конструируют КП, обеспечивающую требуемую подачу.

В станках с настройкой в цепи подач с помощью сменных колес подача располагается по геометрическому ряду.


  1. Типовые механизмы приводов подач (тяговые устройства). Современные механизмы подачи, шаговые двигатели, сервоприводы.

Тяговые устройства служат для перемещения подвижных узлов станка по направляющим прямолинейного или вращательного движения. Они являются последним звеном кинематической цепи привода подач, вспомогательных движений или главного привода (карусельные, протяжные, строгальные, долбежные станки).

Требования предъявляемые к тяговым устройствам:


  1. Обеспечить заданное значение изменения скорости движения(как правило необход. Поддерживать постоянной)

  2. Высокая чувствительность (перемещение на малый путь

  3. Быстродействие всего привода. В значительной мере зависит от инерционных и упругих свойств всего привода.

  4. Жесткость тягового устройства. Влияет на статические и динамические погрешности движения исполнительного узла станка.

  5. Отсутствие зазоров

Тяговые устройства бывают:

  1. Механические - служат для преобразования вращательного движения в прямолинейное движение в узлах станка вдоль направляющих. Наибольшее распространение получили:

  • Винт-гайка

  • Кривошипно-шатунный

  • Червяк-рейка

  • Колесо рейка

  • Ленточный механизм

  1. Электромагнитные – используются редко так как не могут создать значительное тяговое усилие.

Наибольшее применение нашли:

  • Линейный электродвигатель

  • Соленойды

  • Безконтактные электромагнитные передачи

  1. Гидравлические – распространение виде поршень - цилиндр

  2. Пневматические

Выбор того или иного тягового устройства в значительной мере зависит от величины тяговой силы и необходимого перемещения подвижного узла.
Пара винт—гайка скольжения отличается:

  1. малым шагом при применении в качестве тягового устройства однозаходных ходовых винтов, что обусловливает высокую редукциюи малый крутящий момент на ходовом винте:

  2. самоторможением при одно- и двухзаходных винтах, что позволяет применять эту пару для установочных движений под нагрузкой и для вертикальных перемещений с целью более надежной фиксации подвижного узла.

Недостатком передач винт—гайка скольжения является наличие смешенного трения и связанное с ним изнашивание, а также низкий КПД одно- и двухзаходних винтов.

Материал винта: азотируемые стали 18ХГД, 40ХФА

Материал гайки: оловянистые бронзы, в случае невысоких требований точности применяют полимерные материалы.

Из соображений наименьшего трения целесообразно применять прямоугольный профиль резьбы однако в станках он применяется редко, более распространенным является трапециидальный профиль с углом профиля 30°, а в прецизионных станках применяют резьбы с меньшим углом профиля (10—20°).

Длинные ходовые винты обычно изготавливают составными, причем длина составных частей 600-1500 мм.
Передача винт—гайка качения является основным видом тягового устройства для станков с числовым управлением. Механизмы винт—гайка качения используют в приводе подач столов, суппортов, траверс почти всех станков малых и средних размеров, а также и некоторых тяжелых станках. Другой областью широкого применения механизмов является привод подач обычных станков, неоснащённых системами Числового управления, таких, как фрезерные, токарныё. расточные, сверлильные, шлифовальные, зубообрабатывающие, резьбообрабатывающие, агрегатные станки автоматических линий, копировальные и т. д. Причиной, этого является высокая Жесткость и безотказность соединения винт—гайка.
Основными преимуществами механизмов винт—гайка качения являются:


  • возможность передачи больших усилий;

  • низкие: потери на трение; КПД этих механизмов составляет 0,9— 0,95 по сравнению с 0,2—0,4 для передач винт—гайка скольжения;

  • малый крутящий момент на ходовом винте вследствие высокого КПД возможность полного устранения зазора в механизме и создания натяга, обеспечивающего высокую жесткость;

  • почти полная независимость силы трения от скорости и весьма малое трение покоя, что способствует обеспечению устойчивости (равномерности) движения;

  • высокая точность за счет создания предварительного натяга;

  • малая изнашиваемость, а следовательно, длительное сохранение точности; малое тепловыделение, снижающее температурные деформации винта и повышающие точность обработки;

Передача червяк—рейка качения представляет собой короткий шариковый винт, который в результате вращения перемещается по длинной червячной рейке, укрепленной на станине станка. Возврат шариков осуществляется через канал, расположенный в теле червяка. Передача обладает сложной технологией изготовления (шлифование резьбы секций реек длиной 200—300 мм), а также сложным монтажом (непараллельность направляющих станка оси рейки не должна превышать 5—8 мкм на всей длине хода). По этим причинам шариковые передачи червяк—рейка пока широкого распространения не получили, но по мере совершенствования область их использования будет расширяться. Достоинством передачи качения перед гидростатической передачей червяк—рейка является отсутствие системы смазывания и меньшие температурные деформации.
Шаговые двигатели (ШГ)
ШГ яв-ся двигателем постоянного тока без коллекторного узла. Обмотки у шагового двигателя яв-ся частью статора. На роторе расположены постоянные магниты.Обычно система разрабатывается таким образом, чтобы была возможность вывода положения ротора в любую фиксированную позицию. Данные двигатели работают в дискретном (шаговом) режиме. Т.е. N шагов за 1 оборот ротора.
ШГ делятся на 2 разновидности:

  1. Двигатели с постоянными магнитами

  2. Двигатели с переменными магнитным сопротивлением

Последовательная активация обмоток на статоре вызывает дискретные угловые перемещения ротора. ШГ позволяют создать сравнительно высокий момент при относительно низких скоростях вращения. При увеличении частоты вращения момент уменьшается. В машиностроении наибольшее распространение получили шаговые двигатели с дискретностью 1,8°/шаг либо 1,9°/шаг. Точность выставления шага определяется количеством max обмотки статора и ротора.
Сервопривод

Привод с управлением через обратную связь позволяющий точно управлять параметрами движения. По сути сервоприводами яв-ся любой тип механического привода, имеющий в своем составе датчик (положения, скорости, усилия и т.д.)и блок управления приводом автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике.

В состав серво привода входит:


  1. Привод (электромотор с редуктором, пневмо цилиндр и т.д.)

  2. Датчик обратной связи (энкодер)

  3. Блок питания и управления (преобразователь частоты, инвертор, серводрайв)

Для управления сервоприводами используют специальные ЧПУ контроллеры, мощности двигателей 0,05-15 кВТ, моменты от 0,15 до 50 Н/м

Сравнение сервопривода и шагового двигателя


  1. Надежность

ШГ - высокая, ресурс двигателя зависит только от ресурса подшипников

СП - надежность сравнима с ШГ


  1. Эффект потери шагов

ШГ – присуща всем, этот эффект проявляется в некотором неконтролируемом смещении траектории инструмента от необходимой. Чем больше длина траектории, тем значительно сильнее сказывается данный фактор. Эффект потери шагов возникает при неправильном управлении двигателя (выход за допустимые характеристики двигателя)

СП – эффект отсутствует, так как имеется датчик положения, который постоянно отслеживает движение ротора двигателя. Управляющая система анализирует полученные данные и при необходимости дает управляющие сигналы на двигатель <=> обратная связь.


  1. Скорость перемещения

ШГ – 150…300 мм/м

СП – на х/х до 1,5 м/с


  1. Динамическая точность – max отклонение реальной траектории перемещения инструмента от заданной.

ШГ – высокая, при хорошем исполнении мех. Передач разсоглассование не превышает 20мкм. Благодаря этому ШГ применяется в системах для сложной контурной обработки деталей.

СП – динамическая точность 1-2 мкм


  1. Стоимость

ШГ – используют дорогостоящее земельные магниты. Ротор и статор изготавливают с высокой точностью. Поэтому имеют значительную стоимость.

СП – используют датчик положения ротора, применение достаточно сложного блока управления. Стоимость выше чем у ШГ.


  1. Ремонтопригодность

ШГ – при выходе из строя обмотки статора ее замену может произвести только завод изготовитель, так как при разборе происходит разрыв магнитных цепей внутри двигателя и соответственно размагничивание магнита.

СП – дешевле купить новый.


  1. Столкновение с препятствиями

ШГ – при столкновении с препятствиями из – за которого может произойти даже остановка двигателя не вызовет у него серьезных повреждений.

СП - при столкновении с препятствиями управляющая электроника определяет, что произошло увеличение нагрузки => для ее компенсации повышает уровень тока подаваемого на двигатель. При остановке СП возможно его сгорание. Если не установлено более современная управляющая электроника.

Преимущества:

ШГ:


  1. Высокая ндежность

  2. Низкие требования к обслуживаещему персоналу

  3. Относительно низкая цена

  4. Высокая динамическая точность

СП

  1. Высокие динамические характеристики

  2. Отсутствие эффекта потери шагов

  3. Высокая перегрузочная способность

Недостатки:

ШГ:


  1. Уменьшение крутящего момента на скорости

  2. Низкая ремонтопригодность

  3. Возможность эффекта потери шагов

СП

  1. Высокая цена

  2. Сложное устройство

  3. Повышенное требование к обслуживающему персоналу

  4. Низкая ремонтопригодность

ШГ и СП не являются конкурентными у каждого из них своя ниша.

ШГ применяют в недорогих станках с ЧПУ (до 15 тыс $), для обработки на средних скоростях легких сплавом и легких металлов.

СП используют в высокопроизводительном оборудовании, где главный критерий производительность.


  1. Механизмы управления коробками скоростей и коробками подач.

Механизмы управления служат для передачи движения от органов управления к переключающим элементам (передвижные блоки зубчатых колес, муфты, тормоза, золотники)

Механизмы управления представляют собой сочетание механических, гидравлических, электрических, пневматических устройств, а также их комбинации.

При проектировании той или иной системы необходимо учитывать возможную дальнейшую автоматизацию станка.

Систему управления на основе гидравлики целесообразно применять, если в станке уже имеется гидропривод.


  1. Системы управления с предварительным набором требуемой скорости.

Затраты на переключения уменьшаются, если система спроектирована таким образом, что большая часть манипуляций необходимых для переключения производится во время другого технологического перехода.

После выполнения перехода скорость переключается одним нажатием кнопки или движением рукоятки. Такие системы управления называются селективными.

Эти системы применяются в станках где была необходима чистая схема режимов обработки.

Число конструктивных схем достаточно велико, но общим для них остается принцип разрыва цепи управления на время подготовки очередной скорости и применение переключающих кулачков барабанного или дискового типа


  1. Дистанционное управление КС и КП. Механизмы блокировки КС и КП.

Дистанционное управление КС и КП

ДУ позволяет оператору производить операции управления оставаясь на расстоянии от узлов управления станка, компоновки конструкции дистанционных систем отличается ограниченным многообразием, как правило в них используются средства электроники, гидравлики и пневматики.

Для переключения зубчатых колес удобно использовать электромагнитные и фрикционные муфты.

В крупногабаритных станках, где видимость затруднена, наблюдение за процессом обработки производится с помощью следящих установок. Где камеры перемещаются согласно желанию оператора.

Механизмы блокировки КС и КП.

При включении КС и КП в различные режимы возможно такая комбинация положения рукояток при которой возможна поломка деталей привода. Для избежания подобного рода поломок применяют специальные механизмы блокировки, которые конструктивно объединяют с механизмом управления.

Механизмы блокировки должны обеспечить:


  1. Невозможность включения в одной группе передач одновременно двух и блее передач

  2. Невозможность одновременного включения двух несовместимых движений

  3. Невозможность выполнения некоторых операций управления иначе как в определенной последовательности, иногда с определенным интервалом между ними.

Блокировка || валов

d:\учеба!!!\рикс8rd9n2r636x6v562u1 (1)_000.jpg

Блокировка перпендикулярных валов

d:\учеба!!!\рикс8rd9n2r636x6v562u1 (1)_000.jpg

Блокировка валов, оси которых не лежат на одной прямой

Валы на которых установлены органы управления имеют в своем составе взаимно блокирующиеся детали, которые выполняют виде: дисков, секторов, пальцев, рычагов и т.д. Во всех случаях одно из звеньев не может быть повернуто до тех пор пока второе не займет положение при котором управляющие или колеса окажутся выключенными. Для создания определенной последовательности операций управления с выдержкой интервалов между ними используется электрическая или гидравлическая аппаратура.

На современных станках применяется электро - гидравлическая аппаратура


  1. Конструкции составных зубчатых блоков. Требования, предъявляемые к механизмам управления.

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.

К механизмам управления предъявляются следующие требования:


  1. Безопасность управления (органы управления по мере возможности должны быть сконцентрированы в удобных зонах управления в области моторного поля) Необходимо избегать такой конструкции управления при которой возможно вращение некоторых органов управления во время работы станка. Электрические кнопки и поворотные переключатели должны быть утоплены в корпусе или защищены стенкой, исключение составляет кнопка СТОП. Для предупреждения аварий в следствии несовершенства конструкции предусматривают следующее:

  • Органы управления фиксируют в каждом из заданных положений

  • Производит блокировку механизмов управления, т.е. создают такие связи между отдельными цепями управления, которые делают невозможным одновременное включение двух несовместимых движений

  • Ставят ограничители пути установочных перемещений

  • Ставят сигнальное устройство

  1. Легкость и удобство манипулирования

При компоновке постов управления и размещений маховичков, рычажков, кнопок и других уст-в необходимо учитывать физиологические параметры оператора(моторное поле). ОЧЕНЬ ВАЖНО, чтобы органы управления с которыми станочник имеет дело во время управления станка были удобными по форме, размещены в удобной зоне для переключения и наблюдения. Усилия на органы управления для точных установочных перемещений не должны быть более 10H. Если органы управления перемещаются вместе с узлом, то такой орган управления дублируют, как правило применяют подвижные кнопочные станции.

  1. Быстрота управления

Чем чаще производятся операции, тем меньше времени должно на нее затрачиваться.

  1. Мнемоничность – т.е. согласованность движения руки с направлением перемещения части станка, а также адекватному восприятию различного рода сигнализирующих знаков. В современных станках имеется тенденция к уменьшению органов управления и выноса их за пределы станка, они сосредоточены на отдельном пульте управления.

  2. Точность в системе управления. Оно непосредственно зависит от назначения в цепи управления, от ее функций.

30. Шпиндельные узлы. Составные элементы шпиндельного узла.
Шпиндельный узел станка состоит из: шпинделя, опор, приводного элемента. В нем выделяют передний конец и межопорные участки.

На шпиндель действуют следующие нагрузки:


  1. Силы резания.

  2. Силы в приводе.

  3. Инерционные силы.

  4. Центробежные силы.

Проектирование шпиндельных узлов включает:

  • Выбор типа привода

  • Выбор опор

  • Выбор устройства для их смазывания

  • Выбор защиты от загрязнения

  • Определение диаметра шпинделя

  • Определение расстояние между опорами

  • Разгрузка конструкции всех элементов

ШУ должны удовлетворять следующим требованиям:

  1. Точность вращения, характеризуется радиальным и осевым биением переднего конца шпинделя. Оказывает сильное влияние на точность обрабатываемой детали. Допустимое значение шпинделя по ГОСТ должно соответствовать следующим параметрам (для универсальных станков):



  1. Радиальное биение центральной шейки шпинделя

  2. Радиальное биение конического отверстия в шпинделе

  3. Радиальное биение оправки, установленной в коническое отверстие

  4. Торцовое биение опорного буртика шпинделя.

Биение шпинделя специальных станков не должно превосходить 1/3 допуска на лимитирующий размер обрабатываемой на станке детали.

  1. Жёсткость ШУ, характеризуется деформациями шпинделя под действием нагрузок [Н/мкм].

Допустимая минимальная жесткость переднего конца шпинделя обычных станков составляет порядка 200 Н/мкм. Для прецизионных 400 Н/мкм.

Допустимый угол поворота шпинделя в передней опоре, сопровождающийся неравномерным распределением нагрузки между телами качения подшипников принимается равным: 0,0001…0,00015 рад.

Угол поворота шпинделя под приводным зубчатым колесом: 0,00008…0,0001 рад.

Прогиб в этом месте не должен превышать 0,01m.

Для обеспечения работоспособности шпиндельных подшипников необходимо следующее соотношение между диаметром шпинделя и межопорным расстоянием:


  1. Температурные деформации ШУ. Оказывают влияние на точность обработки и работоспособность опор.

Допустимый нагрев наружного кольца подшипника связан с классом точности: H - 70; П – 50-55;В – 40-45;А – 35-40;С – 28-30.

  1. Виброустойчивость. Существенно влияет на общую устойчивость несущей системы и всего станка. Чем массивнее, тем больше виброустойчивость. Демпфирующие свойства опор и АЧХ шпиндельного узла существенно влияют на шероховатость и волнистость обрабатываемой поверхности, а также определяет предельно допустимые режимы резания. Для повышения виброустойчивости в станок вводят виброгасители, активные и пассивные демпфирующие устройства.

  2. Долговечность ШУ.Это способность узла сохранять первоначальную точность вращения. Этот параметр напрямую зависит от долговечности опор шпинделя.

  3. Быстрое и надежное крепление инструмента, приспособления, детали. Здесь необходимо обеспечить высокую точность центрирования (конусами).

Выполнение совокупности вышеупомянутых требований предъявляемых к ШУ обеспечивается в первую очередь за счет правильного выбора конструкции и материала шпинделя, а также обоснованного выбора типа и конструкции опор.
31. Приводы шпинделей.
Для передачи крутящего момента на шпиндель применяют зубчатую или ременную передачу, а также муфту расположенную на заднем консольном конце шпинделя. Тип приводного элемента выбирают в зависимости от частоты вращения шпинделя, передаваемого на него крутящего момента, компоновки станка, требования к плавности вращения шпинделя.

Зубчатая передача способна передавать большой крутящий момент, проста по конструкции и компактна. Но погрешности передачи снижают плавность вращения шпинделя и вызывают дополнительные динамические нагрузки в шпинделе.

Зубчатую передачу применяют когда частота вращения шпинделя меньше 2000-3000 оборотов в минуту. Но при точном изготовлении передачи может применяться и при больших частотах вращения шпинделя. Положение приводного зубчатого колеса оказывает влияние на прогиб переднего конца шпинделя.

Ременная передача обеспечивает плавное вращение шпинделя. Снижает динамические нагрузки в приводе станка, на котором производится прерывистое резание. Но эта передача имеет большие габариты, т.к. для повышения точности шпиндельного узла шкив делают разгруженным.

Ременную передачу применяют при разных частотах вращения двигателя, в том числе и при высоких(6000+) когда окружная скорость достигает 60-100 м/с.

В станках также применяют мотор-шпиндели. В их состав входит асинхронный или частотно-регулируемый асинхронный двигатель, ротор которого закреплен на шпинделе между передней и задней опорами. Кроме того в состав морор-шпинделей включают систему принудительного охлаждения с блоком электро-вентилятора и фильтрами для очистки охлаждающего воздуха, узел встроенной температурной защиты, а также измерительный преобразователь углового положения шпинделя. Применение мотор-шпинделей позволяет уменьшить массу станка, потери энергии, уровни вибрации и шума.

В особо высокоточных станках применяют главный привод с отдельным от шпиндельной бабки регулируемым электродвигателем, вал которого соединен со шпинделем эластичной муфтой со встроенным теплоизолирующим элементом. В станке с нормальной точностью – электро-двигатель с шпинделем соединен жесткой муфтой.

Чтобы полностью исключит передачу возмущений от электро-двигателя к шпинделю применяют инерционный привод.Шпиндель, соединенный с источником энергии, разгоняется до рабочей скорости, затем отключается от привода. Для увеличения запаса энергии используют маховик.
32. Конструкции переднего конца.
Передний конец шпинделя служит для базирования и закрепления режущего инструмента, детали или приспособления. Передние концы выполняют по ГОСТ. Точное центрирование и жесткое сопряжение инструмента или оправки со шпинделем обеспечивается коническим соединением.

При ручной смене инструмента применяются конусы Морзе и метрические.

При автоматической смене инструмента на станках с ЧПУ применяются конусы с конусностью 7:24, в шлифовальных – 1:3.

Шпиндели малых токарных станков обычно изготавливаются с резьбовым передним концом; средних и крупных – фланцевыми под поворотную шайбу; точных – фланцевыми без поворотной шайбы.


Конструкция шпинделя

Присоединит.

размер


Применение в станках



ГОСТ 12595-85

Конус Морзе


Токраные, токарно-револьверные, токарные многорезцовые

шлифовальные




ГОСТ 12595-85

Конус метрический


Фрезерные

Сверлильные

Расточные

многоцелевые




ГОСТ 24644-81

Конус метрический


Фрезерные



ГОСТ 24644-81

Конус Морзе и метрический


Сверлильные

Расточные




ГОСТ 10681-72

Шлифовальные

33. Расчёт ШУ на жёсткость.
Расчет на жесткость ШУ производится для всех типов станков. При этом определяется упругое смещение шпинделя в сечении его переднего конца. В перемещении переднего конца шпинделя учитываются только деформации в шпинделе и в опорах. Перемещением деталей, инструмента и т.п. пренебрегают.

При расчетах определяют радиальную и осевую жесткость. При расчете радиальной жесткости все силы приводят к двум взаимно перпендикулярным плоскостям(Yи Z). Далее вычисляют радиальное перемещение в каждой из плоскостей и находят общее:

Радиальное перемещение шпинделя в заданном сечении состоит из:
перемещение вызванное изгибом тела шпинделя.

перемещение вызванное податливостью опор.

сдвиг вызванный защемляющим моментом в передней опоре.

перемещение определяемое податливостью контакта между кольцами подшипника и поверхностями шпинделя или корпуса.

Смещение переднего конца шпинделя зависит не только от размеров шпинделя жесткости опор, но и от схемы нагружения.

Выделяют 3 схемы нагружения:


  1. Приводной элемент расположен между опорами



  1. Приводной элемент за задней опорой



  1. Шпиндель ненагружен силами привода

Схема характерна для прецизионных станков. В данной схеме применяется разгрузка шкива шпинделя на корпус. Прогиб на переднем конце шпинделя ограничивается величиной равной 1/3 допуска на биение конца шпинделя.

На практике применяются следующие наиболее допустимые значения прогибов и углов поворота:

34. Мотор-шпиндели, описание, характеристики. Примеры современных ШУ.
В конспекте: Мотор-шпиндели предназначены для использования в автоматизированных станках и обрабатывающих центрах. Они позволяют производить фрезерование (в том числе и высокоскоростное), сверление, растачивание, нарезание резьбы, шлифование (в том числе и глубинное). Применяется для обработки различных материалов.

Они снабжаются системой автоматического зажима инструмента, розжим инструмента осуществляется встроенным приводом, а зажим набором тарированных пружин. Диагностика положения системы зажима осуществляется засчет встроенных датчиков. Для обеспечения надежности зажима инструмента контактные поверхности конусов мотор-шпинделей очищают сжатым воздухом при смене инструмента. Является риверсируемым. Благодаря уменьшению времени разгона и торможения вспомогательное время обработки может быть значительно сокращено. Мотор шпинедели изготавливают со встроенным ассинхронным электродвигателем, который разработан специально для достижения высоких мощностей и крутящего момента на низких и средних скоростях. Для защиты обмоток электродвигателя от перегрузок используются терморезисторы. Применяется водяное охлаждение моторной части передней опоры, что позволяет значительно сокращать габаритные размеры мотор-шпинделя. Для повышения пыле- и влагозащищенности в конструкции мотор-шпинделей предусмотрено воздушное уплотнение. В корпусе создается избыточное давление, что в значительной степени увеличивает ресурс подшипников. Мотор-шпиндели работают в широком диапазоне частот вращения, поэтому в них используются прецизионные гибридные шарико-подшипники с системой нормированного предварительного натяга обеспечивающие высокие величины жесткости и допустимых нагрузок.

Мировые производители Fisher (Швейцария), Elte (Италия), Siemens.

В шпинделях используются высокооборотные керамические или металлические подшипниники. Используется масло-воздушное смазывание.

И-нет:Шпиндели двигателя 2SP1 ECO являются стандартными компактными шпинделями двигателя, которые могут использоваться в качестве альтернативы шпинделям с ременным приводом, как для чернового резания, так и для точной обработки.

Шпиндель двигателя 2SP1 содержит все стандартные элементы шпинделя двигателя, такие как инструментальный патрон, механизм зажима и разжима инструментов, подшипники шпинделя, подходящие для поглощения усилий во время обработки, двигатели привода с водяным охлаждением, кожух шпинделя для фиксации и датчики для индексации и контроля смены инструмента.

Шпиндели с приводом бывают 2 диаметров: 200 мм (7.87 дюймов) (2SP120) и 250 мм (9.84 дюймов) (2SP125) и благодаря разной градации момента и скорости подходят для соответствующего семейства фрезерных станков. Они были спроектированы специально для использования вместе с системой преобразования SIMODRIVE 611.

Шпиндели двигателя 2SP1 ECO предлагают пользователю следующие важные преимущества перед обычными шпинделями с ременным приводом:


  • Компактный шпиндель и "все включено" в стойку шпинделя

  • Меньше компонентов и простая инсталляция

  • Экономное решение по сравнению с сегодняшними шпинделями с ременной передачей

  • Группа приводов с высокой степенью жесткости

  • Высокий момент и скорость, а, следовательно, и высокая производительность благодаря высокой эффективности резания и сокращению непроизводительного времени

  • Более высокая скорость и короткое время запуска по сравнению с традиционными шпинделями с ременным приводом

  • Экономичный механизм разжима инструмента или как опция быстродействующий гидравлический механизм разжима инструмента

  • Поставка систем по всему миру, включая механику шпинделей из одних рук – от фирмы Siemens

Основной областью использования шпинделей двигателя ECO являются использование в качестве шпинделей станка для простых фрезерных станков и обрабатывающих центров в цехах в секторе станков.

Шпиндели двигателя 2SP120 особенно подходят для использования в области обработки легких металлов при низком моменте и высокой скорости.

Шпиндели двигателя 2SP125 отличаются высоким моментом. Главной областью использования является обработка стали и литье.
35. Типы опор. Требования, предъявляемые к опорам шпинделей.
Работа шпинделя зависит от его опор. В качестве опор применяют подшипники качения и скольжения с жидкостным трением.

Опоры шпинделей должны:


  1. Обеспечивать высокую точность вращения, т.к отклонение оси вращения шпинделей влияет на точность обработки. Биение шпинделя обычных станков средних размеров: 0,01-0,03 мм. А для прецизионных всего несколько мкм. – обеспечивают подшипники скольжения и качения. При использовании подшипников скольжения при изменении нагрузки или скорости происходит и изменение положения оси вращения шпинделя, т.к. изменяется толщина масляной пленки.

  2. Быть долговечными. Подшипники имеют ограниченный срок службы. Чем выше частота вращения шпинделя, тем ниже срок службы. Для скоростных шпинделей повышение срока службы подшипников актуально.

  3. Обеспечивать виброустойчивость.

Современные прецизионные подшипники качения отвечают требованиям виброустойчивости. В подшипниках скольжения благодаря масляному слою.

  1. Работать во всем диапазоне нагрузок и скоростей. Лучше подшипники качения

  2. Ремонтопригодность.

Подшипники качения получили наибольшее применение. Для станков с постоянными режимами обработки, где требуется виброустойчивость используются подшипники скольжения (шлифовальные станки).

Точность шейки шпинделя оказывает влияние на точность вращения и жесткость.

В подшипниках качения малая жесткость внутри кольца подшипника приводит к тому, что погрешность формы шейки шпинделя перемещается на дорожку качения, поэтому допуск на форму и размеры шейки шпинделя соответствует допускам прилегающего элемента подшипника.

  1. 1   2   3   4


    Привод подачи. Структура приводов подач. Особенности расчёта приводов подач


Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Привод подач с шаговыми электродвигателями ШД можно разделить на Красивые причёски для вечеринки


Привод подач с шаговыми электродвигателями Привод подачи. Структура приводов подач. Особенности расчёта
Привод подач с шаговыми электродвигателями Шаговый двигатель в автоматизированном электроприводе
Привод подач с шаговыми электродвигателями Шаговый привод двигателей: разновидности, технические
Привод подач с шаговыми электродвигателями Электропривод станка, в поисках золотой середины
Привод подач с шаговыми электродвигателями Лекция 4 шаговые электродвигатели - Лекция
Привод подач с шаговыми электродвигателями 6.3. Электропривод с шаговыми двигателями
Привод подач с шаговыми электродвигателями Электроприводы станков с ЧПУ



Похожие новости