Электропривод станочного оборудования

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКОВ

Необходимость в периодическом ремонте и обслуживании различной автотракторной и сельскохозяйственной техники, обеспечение всевозможных производств строительными материалами обусловили создание в структуре агропромышленного комплекса соответствующих ремонтных заводов, мастерских, цехов и производственных участков, оснащенных необходимым станочным оборудованием. Электрооборудование используемых станков в основном состоит из электропривода и системы местного освещения, которыми станок комплектует изготовитель. Электропривод станков характеризуется многообразием возможных режимов работы по нагрузке от S1 до S8, необходимостью плавного или ступенчатого регулирования частоты вращения основных рабочих органов и их позиционирования. Преобладающий режим работы электроприводов главного привода станков по нагрузке — перемежающийся S6.

По основному виду обрабатываемого материала станки подразделяют на деревообрабатывающие и металлообрабатывающие. По характеру выполняемой работы различают станки сверлильные, токарные, фрезерные и пр. В мастерских сельскохозяйственного производства наибольшее распространение получили универсальные станки, позволяющие на одном станке выполнять различные виды станочных работ.

Для ряда станков по обработке материалов резанием (особенно круглопильных, ленточнопильных, фрезерных, шлифовальных) характерны высокие скорости резания: 20… 100 м/с. В связи с большими скоростями резания рабочие валы таких станков имеют повышенные частоты вращения: 3…

6 тыс. об/мин.

Сверлильные станки. Они предназначены для сверления и дальнейшей обработки отверстий. По расположению шпинделя их подразделяют на: вертикальные и горизонтальные, с постоянным положением оси шпинделя и радиальные. По числу шпинделей различают одношпиндельные и многошпиндельные станки.

Вертикально-сверлильный станок (рис. 2.63) — наиболее распространенный тип станка для деревои металлообработки. Его используют для получения и обработки отверстий. Инструмент (сверло, зенкер, развертка и др.) закрепляют в вертикальном шпинделе, Рис. 2.63. Общий вид вертикально-сверлильного станка:

/ — электродвигатель привода; 2— редуктор; 3— шпиндель; 4 — вертикально перемещаемый стол; 5— станина деталь — на столе станка. Оси обрабатываемого отверстия и инструмента совмещают перемещением детали. Для подготовки и обработки отверстий диаметром до 12 мм используют одношпиндельные настольные станки. Тяжелые и крупногабаритные детали, а также детали с отверстиями, расположенными по дуге окружности, обрабатывают на радиально-сверлильных станках. В деревообработке получили распространение однои многошпиндельные вертикальные и горизонтальные сверлильные станки и станки с поворотным шпинделем, который может располагаться вертикально и горизонтально. На деревообрабатывающих станках сверлят отверстия, делают пазы, гнезда, удаляют сучки и т. п.

Электроприводные токарные станки. Их используют для изготовления и обработки деталей резанием, представляющих собой тела вращения. Применяя специальные приспособления, на токарном станке можно фрезеровать, шлифовать, нарезать зубья и др. В составе электропривода главного движения токарного станка используют одноили многоскоростные асинхронные электродвигатели и многоступенчатые коробки скоростей или механический вариатор, либо регулируемый электропривод постоянного тока с коробкой скоростей.

Электроприводные фрезерные станки. Их применяют для изготовления и обработки резанием при помощи различных фрез плоских изделий, плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, поверхностей тел вращения, зубьев, зубчатых колес и т. п.

Оптимальная скорость резания. На станках по обработке материалов резанием изделия обрабатывают при оптимальной скорости резания, которая зависит от твердости обрабатываемого материала, геометрических размеров режущего инструмента и обрабатываемого изделия, а также от характера обработки (предварительная, грубая или чистовая). Например, на сверлильных или токарных станках соответственно с изменением диаметра сверла или диаметра обрабатываемой заготовки d, мм, при постоянной частоте вращения сверла или заготовки п, об/мин, будет изменяться и скорость резания, которую можно представить в виде, м/мин:

где я = 3,14.

Из анализа (2.109) следует, что для поддержания оптимальной скорости резания или в области оптимальной скорости резания необходимо с изменением диаметра сверла сверлильного станка, фрезы фрезерного станка или диаметра заготовки токарного станка изменять их частоту вращения плавно или по минимуму ступенчато. На многих станках до настоящего времени по экономическим соображениям применяют односкоростные асинхронные электроприводы с короткозамкнутыми двигателями. Требуемое регулирование угловой скорости рабочих органов станков осуществляют чисто механическим путем с помощью коробки перемены передач или с использованием механических вариаторов или набора шкивов перестраиваемой ременной передачи. Вместе с тем в современных станках с повышенными функциональными возможностями применяют регулируемые электроприводы с плавным либо ступенчатым регулированием частоты вращения электродвигателя, а соответственно и рабочих органов станка.

Мощность нагрузки Р_х, Вт, на валу электродвигателя главного привода станка для обработки материалов резанием определяют на основе нагрузочной диаграммы двигателя, которую рассчитывают по наиболее напряженному по нагрузке технологическому процессу для рассматриваемого станка:

где /V, —усилие резания, Н; Vp, — технологическая скорость резания, м/мин; П_п — КПД механической передачи станка, принимаемый 0,7…0,85 для станков с вращательным движением рабочих органов и 0,4…0,5 для станков с возвратно-поступательным движением.

В свою очередь, усилие резания F^, Н, рассчитывают на основании эмпирической формулы:

где Срез^— коэффициент, определяющий удельное сопротивление резанию, значение которого зависит от свойств обрабатываемого материала, Н/мм²; /— глубина резания, мм; s— подача режущего инструмента на один оборот, мм; X, У—опытные коэффициенты. Значения Срез, * У берут из справочной литературы по обработке материалов резанием.