5.1.17. Приводы главного движения и подач

Приводом называется совокупность устройств, приводящих в движение исполнитель­ные органы станка. Обычно привод состоит из электродвигателя и передачи-механизма, передающего движение от двигателя к ис­полнительным органам (коробки скоростей или подач, сменных шестерен, ременной передачи и т. п.). Наряду с наиболее распро­страненными электромеханическими приводами в станках приме­няют также гидропривод, в котором роль двигателя играет гидронасос и питаемый им гидроцилиндр (гидромотор), а функции передачи выполняет рабочая жидкость. В некоторых случаях применяется пневмопривод (для вспомогательных движений, по­дачи и зажима заготовок и т. п.).

Современные станки оснащаются индивидуальными приводами, т. е. каждый станок приводится в действие либо от одного, либо от нескольких электродвигателей. В последнем случае различают привод главного движения, привод подачи, привод быстрых пере­мещений и т.. д. Электродвигатель, чаще всего асинхронный, с короткозамкнутым ротором, устанавливается на станке или в не­посредственной близости от него. В станках с ЧПУ применяются преимущественно электродвигатели постоянного и трехфазного тока (асинхронные и синхронные) с регулируемой частотой вра­щения в широких пределах.

Привод должен обеспечивать возможность изменения скорости движения испол­нительных органов станка в определенных интервалах.

Отношение пределов регулирования

R = n_max / n_min

называется диапазоном регулирования частот вращения и явля­ется важной характеристикой привода, определяющей степень универсальности станка. Для станков токарных, расточных, фрезерных R = 50…150, для сверлильных R = 15…50, для шлифовальных R = 1…3.

В приводах станков применяется ступенчатое или бесступенча­тое регулирование скоростей главного движения и подачи.

Наиболее широкое применение в станках нашли электрические, гидравлические и электрогидравлические приводы.

Интенсивное развитие электрических приводов привело к созданию регулируе­мых приводов постоянного тока, переменного тока и силовых ша­говых приводов.

Самый распространенный привод главного движения в метал­лорежущих станках (токарных, фрезерных, расточных) средних размеров — привод с механическим регулированием скорости, со­стоящий из односкоростного электродвигателя переменного тока и коробки скоростей.

В агрегатных и других станках применяют привод с односкоростным электродвигателем переменного тока и коробкой скоростей со сменными зубчатыми колесами или шкива­ми.

Привод главного движения станков с ЧПУ строится на основе регулируемого привода в сочетании с двумя, а иногда и более сту­пенчатыми переборными группами. В них применяют электродви­гатели постоянного тока с широким диапазоном регулирования частот вращения.

В приводах подач станков с ЧПУ в основном используют регу­лируемые приводы на высокомоментных двигателях или асинхронных с частотным регулированием, иногда применяют шаговые электродвигатели. Для перемещения исполнительного органа станка по каждой из координат обычно предусматривают самостоятельный привод подач.

Применение в приводах подач шаговых электродвигателей объ­ясняется простотой конструкции и надежностью в работе. Шаго­вые электродвигатели (ШД) бывают как силовые, с вращательным моментом более 100 Нм, так и маломощные, с вращательным моментом менее 1 Нм, снабженные усилителем. Применение силовых шаговых электродвигателей упрощает систему привода перемещения исполнительного узла. Однако мощные электродвигатели имеют плохую динами­ческую характеристику.

Линейные электрогидравлические приводы с шаговыми электродвигателями (ЛЭГШП) позволяют выполнять управляемое по программе перемещение рабочих органов непосредственно, без применения традиционных винтовых, зубчато-реечных и других механических передач.

Конструкции линейных электрогидравлических приводов с за­дающим электродвигателем отвечают требованиям, предъявляе­мым к станкам с ЧПУ по точности позиционирования, диапазонам рабочих скоростей, жесткости нагрузочной характеристики и весо­вым показателям.