Електропривод токарних верстатів

Для отримання прибутковою швидкості різання на токарних верстатах слід мати її конфігурації в діапазоні від 80: 1 до 100: 1. При цьому бажано мати по можливості плавне її зміна з тим, щоб у всіх випадках забезпечити більш прибуткову швидкість різання.

Спектром регулювання називається ставлення найбільшою кутової швидкості (або частоти обертання) до малої, а для верстатів з поступальним рухом відношення лінійних швидкостей найбільшою до малої.

Для верстатів токарної групи, в яких головний рух є обертальним, потрібно зазвичай сталість потужності в більшій частині діапазону зміни швидкостей і виключно в області малих швидкостей - сталість моменту, рівного більшого допустимому за умовою міцності механізму головного руху. Малі частоти обертання призначаються для специфічних видів обробки: нарізування різьблення мітчиками, обточування зварних швів і ін.

В основних приводах токарних і карусельних верстатів широкого призначення малих і середніх розмірів головним типом приводу є привід від асинхронного короткозамкнутого двигуна.

Асинхронний двигун конструктивно добре поєднується з коробкою швидкостей верстата, надійний в експлуатації і не вимагає спеціального догляду.

На токарних верстатах при незмінній частоті обертання шпинделя при конфігурацією діаметра обробки Dобр буде змінюватися швидкість різання, м / хв: vz = π х Dобр х Nшп / 1000 Отже, частота обертання шпинделя верстата визначається 2-ма факторами - поперечником do6p і швидкістю різання vz . Раціональне використання верстата вимагає зміни частоти обертання шпинделя при зміні технологічних причин.

Для більш повного використання ріжучого інструменту і верстата обробка виробів повинна виконуватися при так званої економічно прибутковою (хорошою) швидкості різання, яка при роботі верстата з відповідною подачею і глибиною різання повинна забезпечити обробку деталі з потрібною точністю і чистотою поверхні при малих наведених питомих витрат на обробку , продуктивність при цьому буде трохи нижче більшою вірогідною.

Ступеневу механічне регулювання кутової швидкості на токарних верстатах, здійснюване перемиканням шестерень коробки швидкостей, не забезпечує для різних діаметрів обробки більш прибуткову швидкість різання. Отже, верстат при зміні діаметра оброблюваної деталі не може забезпечити високу продуктивність. Крім того, коробка передач являє собою досить складну і масивну конструкцію, ціна якої зростає з підвищенням числа ступенів.

У токарних верстатах малих розмірів запуск, зупинка і зміна напрямку обертання шпинделя нерідко виконуються за допомогою фрикційних муфт. Движок при цьому залишається приєднаним до мережі і крутиться в одному напрямку.

Для головного приводу деяких токарних верстатів використовуються багатошвидкісні асинхронні двигуни. Впровадження такого приводу доцільно, якщо воно призводить до спрощення коробки швидкостей або коли потрібно перемикання швидкості шпинделя на ходу. .

Важкі токарні та токарно-карусельні верстати, зазвичай, мають електромеханічне східчасто-плавне регулювання швидкості головного приводу з упровадженням мотора незмінного струму.

Порівняно проста коробка швидкостей таких верстатів дає дві - три ступені кутової швидкості, а в інтервалі між 2-ма ступенями здійснюється в спектрі (3 - 5): 1 плавне регулювання кутової швидкості двигуна конфігурацією його магнітного потоку. Це, а саме, забезпечує можливість підтримувати сталість швидкості різання при точінні торцевих і конусних поверхонь.

Плавність регулювання визначається співвідношенням швидкостей на 2-ух примикають ділянках регулювання. Плавність регулювання в значній мірі впливає на продуктивність верстата, тому що найкраща швидкість різання залежить від твердості оброблюваного матеріалу, параметрів матеріалу і геометрії ріжучого інструменту, також від характеру обробки. На одному і тому ж верстаті можуть оброблятися деталі різних розмірів, з різних матеріалів і різними інструментами, що є причиною зміни режимів різання.

Особливість електроприводу токарно-карусельних верстатів є великий момент сил тертя спочатку запуску (до 0,8 Мном) і значимий момент інерції планшайби з деталлю, що перевершує на великих механічних швидкостях в 8 - 9 разів момент інерції ротора електродвигуна. Застосування в даному випадку електроприводу постійного струму забезпечує плавний запуск з незмінним прискоренням.

У цехах машинобудівних заводів зазвичай немає мережі постійного струму, тому для харчування двигунів важких верстатів встановлюють окремі перетворюючі пристрої: електромашинні (система Г - Д) або статичні (система ТП - Д).

Бесступеневе електронне регулювання швидкості (двозонний) використовують при автоматизації верстатів зі складним циклом роботи, що дозволяє просто переналагоджувати їх на будь-які швидкості різання (наприклад, деякі токарно-револьверні автомати).

Бесступеневе електронне регулювання швидкості головного приводу вживається також для деяких прецизійних токарних верстатів. Але у всіх цих випадках спектр регулювання швидкості при сталості потужності навантаження не перевищує (4 - 5): 1, в решті частини спектра регулювання ведеться при сталості моменту навантаження.

Привід подачі маленьких і середніх токарних верстатів в більшості випадків здійснюється від головного мотора, що забезпечує можливість нарізування різьблення. Для регулювання швидкості подачі використовуються багатоступінчасті коробки подач. Перемикання ступенів робиться вручну або за допомогою електричних фрикційних муфт (дистанційно).

У деяких сучасних важких токарних і карусельних верстатах для приводу подачі вживається окремий шірокорегуліруемий електропривод постійного струму. Кутова швидкість мотора змінюється в діапазоні до (100 - 200): 1 і більше. Привід проводиться за системою ему - Д, ПМУ - Д або ТП - Д.

Для допоміжних приводів токарних верстатів (прискорене переміщення каретки супорта, затиску вироби, насоса охолоджуючої води і ін.) Використовуються окремі короткозамкнені асинхронні двигуни.

На. сучасних токарних, токарно-гвинторізних і револьверних верстатах широко застосовується автоматизація допоміжних рухів, також дистанційне керування механізмами верстата.

Електропривод токарно-гвинторізного верстата 1К62

Привід шпинделя і робочої подачі супорта здійснений від асинхронного короткозамкнутого двигуна потужністю 10 кВт. Регулювання кутової швидкості шпинделя робиться перемиканням шестерень коробки швидкостей за допомогою рукояток, зміна поздовжньої і поперечної подач суппорта.- перемиканням шестерень коробки подач також засобом відповідних рукояток.

Для стрімких переміщень супорта служить окремий асинхронний двигун потужністю 1,0 кВт. Включення і вимикання шпинделя верстата, також його реверсування робиться за допомогою багатодискової фрикційної муфти, яка управляється 2-ма ручками. Включення механічної подачі супорта в будь-якому напрямку робиться однією ручкою.

Електропривод токарно-револьверного верстата 1П365

Особливістю токарно-револьверних верстатів є автоматичне перемикання швидкості шпинделя і подачі без зупинки верстата, яке робиться за допомогою електричних муфт, інтегрованих в коробку швидкостей і коробку подач.

Привід шпинделя токарно-револьверного верстата 1П365 здійснений від асинхронного мотора потужністю 14 кВт, 2-ий двигун потужністю 1,7 кВт приводить в обертання насос гідросистеми, також вживається для отримання швидкого поздовжнього переміщення 2-ух супортів верстата. У верстаті є також насос охолодження потужністю 0,125 кВт.

Кутова швидкість шпинделя регулюється ступінчасто від 3,4 до 150 рад / с. Пересування блоків шестерень в коробці швидкостей робиться гідроділіндрамі. У коробці швидкостей знаходиться також фрикціон, що складається з 2-ух муфт: однієї - для включення прямого (правого) обертання шпинделя, інший - для оборотного (лівого) обертання. Включення цих муфт здійснюється гідроциліндром, золотник якого відповідно перекладається за допомогою електромагнітів. Муфти з`єднують вал електродвигуна шпинделя з коробкою швидкостей.

Для швидкої зупинки шпинделя в коробці швидкостей передбачений гідравлічний гальмо, управління яким здійснюється через особливий гідрозолотнік за допомогою електромагніту.

Подача супортів здійснюється від головного приводу. Швидкість подач регулюється механічно переключенням блоків шестерень в коробці подач за допомогою гідроциліндрів. Установка відповідних швидкостей шпинделя і подач робиться за допомогою рукояток гідроперемикач, що знаходяться на фартухах супортів і впливають на гідрозолотнікі відповідних гідроциліндрів.

Всі органи управління електроприводами верстата знаходяться на пульті, вміщеному на фронтальній панелі коробки швидкостей.

Електропривод токарно-карусельного верстата моделі 1565

Планшайба верстата одержує обертання від мотора незмінного струму (Рном = 70 кВт, Uном = 440 В, nном = 500 об / хв, nmax = 1500 об / хв) через клиноременную передачу, двоступеневу коробку швидкостей з ручним перемиканням шестерень і конічну передачу.

Регулювання частоти обертання планшайби робиться в межах від 0,4 до 20,7 об / хв. Кутова швидкість електродвигуна може регулюватися зміною напруги на якорі в спектрі D = 5,7 і струмом збудження в діапазоні D = 3. Привід подачі супортів - від головного мотора через коробку подач - забезпечує 12 подач вграніцах від 0,2 до 16 мм / об.

Тиристорний електропривод токарно-карусельного верстата являє собою замкнуту систему автоматичної стабілізації швидкості з негативною зворотним зв`язком, яка реалізується за допомогою тахогенератора.

Для скорочення часу зупинки планшайби в токарно-карусельних верстаті вживається електронне гальмування головного приводу. При цьому змінюється полярність напруги управління і движок перекладається в генераторний режим роботи.