книги из ГПНТБ / Бергер И.И. Токарное дело учебник

Фрикционные передачи позволяют создавать механизмы для бесступенчатого регулирования числа оборотов ведомого вала..Од­ на из конструкций такой передачи с раздвижными коническими шкивами изображена на рис. 160, а. Шкивы охватываются специ­ альным клиновым ремнем. При сближении одной пары шкивов одновременно раздвигается другая пара, в результате чего изме­ няются диаметры касания ремня со шкивами и, следовательно, изменяется передаточное отношение.

Рис. 160. Бесступенчатые фрикционные передачи.

Другой пример бесступенчатого вариатора скоростей системы В. А. Светозарова показан на рис. 160, б. На ведущем- / и ведо­ мом II валах неподвижно установлены фигурные диски 1 и 3, к ко­ торым плотно прижимаются ролики 2 и 4. При одновременном из­ менении угла наклона роликов изменяются диаметры касания их с фигурными поверхностями дисков, вследствие чего изменяется передаточное отношение передачи. Диски и ролики изготавливают­ ся из износостойкой легированной стали, закаливаются и шлифуют­ ся. Передача может работать при сухом трении или с применением смазки.

Вопросы и задания для повторения

1.Назовите типы передач движении токарных станков.

2.Объясните устройство и принцип действия ременной передачи.

3.Что называется передаточным отношением и как его определяют для различных передач?

4.Как определить число оборотов ведомого вала?

5.Определите число оборотов последнего ведомого вала сложной зубчатой

передачи, если ла = 1000 об/мин, 2i = 30, z2=50, 2з=60, г4 = 40.

6.Укажите особенности цепной передачи.

7.Чем отличается сложная зубчатая передача от простой?

8.Какие зубчатые колеса называются паразитными?

9.В чем состоят особенности червячной передачи и где ее используют в

токарном станке?

ІО. Объясните принцип действия бесступенчатых фрикционных передач.

§ 7. Понятие о кинематической схеме

Схема, изображающая принцип передачи движений в станке или механизме, называется к и н е м а т и ч е с к о й . Для облегче­ ния ее выполнения элементы передач показываются условными обозначениями. Наиболее употребляемые из них приведены в табл. 15.

Кинематическая схема обычно выполняется в произвольном масштабе, а для большей наглядности ее вписывают в контур стан­ ка. По такой схеме можно выяснить не только возможные вариан­ ты настройки станка на различные режимы работы, но также при­ мерно представить внутреннее устройство узлов станка, не прибе­ гая к его разборке.

Вопросы и задания для повторения

1.Что называется кинематической схемой? Каково ее назначение?

2.Изобразите условные обозначения, применяемые в кинематических

схемах.

§ 8. Типовые механизмы токарных станков

Переключение скоростей шпинделя, подач суппорта, изменение направления движения, торможение и другие действия по управле­ нию токарными станками осуществляются рядом механизмов, ко­ торые имеют типовое устройство. Наиболее характерные из них рассматриваются ниже.

1. Механизмы коробок скоростей. Для изменения чисел оборо­ тов шпинделя в коробках скоростей применяют механизмы с по­ движными блоками, со сцепными муфтами, переборы.

Механизм с подвижным блоком, приведенный иа рис. 161, а, состоит из трех зубчатых колес Z\, z 3, z 3, неподвижно закрепленных на ведущем валу /, и тройного зубчатого блока Б, установленного подвижно вдоль оси на ведомом валу II. Такой механизм позволяет получить несколько (в данном примере три) чисел оборотов ведо­ мого вала при одной скорости вращения ведущего. При каждом из трех положений блока в передачах движений участвуют зубчатые колеса с различным количеством зубьев и, следовательно, изменя­ ются передаточные отношения.

На основании формул (17) и (20) можно определить число оборотов вала II. При этом для наглядности возможные зацепле-

ния зубчатых колес — кинематические цепи механизма — целесо­ образно изображать в виде структурной формулы

Zl

и z3, неподвижно закрепленных на ведущем валу / и находящихся в постоянном зацеплении со свободно сидящими на ведомом валу II

колесами z2 и г4. Кулачковая двусторонняя муфта М установлена на валу II подвижно посредством направляющей шпонки. При осе­ вом переключении муфты передача вращения может осуществлять­ ся через зубчатые колеса z t — z2 или z3— 24, т. е. ведомый вал смо­ жет получить две скорости вращения.

Для уменьшения скорости вращения шпинделя в коробках ско­ ростей используется механизм перебора, состоящий из двух или нескольких простых передач, в которых числа зубьев ведущих колес меньше ведомых. Благодаря этому передаточное отношение пере­ бора обычно меньше единицы. В переборе, изображенном, па рис. 161, в, колеса Z\ и z4 свободно установлены на ведомом валу II и находятся в постоянном зацеплении с колесами z2 и 23, неподвиж­ но закрепленными на валу III. При включении муфты М влево вал II

получит ускоренное вращение от ведущего вала I через передачу г — z\. Остальные колеса в это время будут вращаться вхолостую. Если муфту переключить вправо, вращение на вал II будет посту­ пать по более длинной кинематической цепи z — г1— г2— г3 — г*

искорость его резко уменьшится.

2.Механизмы коробок подач. Кроме ранее рассмотренных ме­ ханизмов с подвижными блоками и сцепными муфтами, в коробках подач широкое применение получили малогабаритные механизмы с конусными блоками зубчатых колес и множительные механизмы,

позволяющие создавать большое число различных передаточных отношений.

На рис. 162, а показана простейшая коробка подач с конусным блоком зубчатых колес 1. Принцип изменения передаточных от­ ношений между ведущим валом I и ведомым II состоит в следую­ щем. Блок 1 (в данном примере состоит из десяти колес с различ­ ным числом зубьев) установлен неподвижно на валу II. С каждым колесом блока в зависимости от настройки может сцепляться на­ кидное'паразитное колесо 10, которое в свою очередь сцеплено с колесом 9. Поворотным рычагом 8 колеса 9 и 10 могут переме­ щаться вдоль вала / с длинной шпонкой и устанавливаться в необ­ ходимое положение рукояткой 7 с фиксатором, который вводится в одно из десяти отверстий корпуса коробки подач. Таким образом, сцепляя накидное колесо с различными колесами блока, можно по­ лучить десять скоростей вращения вала I. От вала II движение может передаваться ходовому валику 5 через колеса 2 и 6 или хо­ довому винту 4, когда включается кулачковая муфта перемеще­ нием колеса 2 вправо рукояткой 3.

Множительные механизмы характеризуются кратностью пере­ даточных отношений, которые чаще всего составляют ряд чисел геометрической прогрессии со знаменателем 2. Кинематическая схема одного из них приведена на рис. 162, б. Механизм имеет два двойных блока Бі й Б2, подвижно установленных на валах / и III, и три зубчатых колеса, неподвижно закрепленных на валу II. Пере­ ключением блоков получают четыре передаточных отношения:

У4, V2, 1> 2, структурную формулу которых можно записать в сле­ дующем виде:

где римские цифры обозначают номера валов.

3.Реверсивные механизмы. Изменение направления движения

втокарных станках осуществляется реверсивными механизмами

или за счет переключения направ­ ления вращения электродвига­ теля.

Как уже известно, паразитное колесо изменяет направление вра­ щения ведомого элемента зубча­ той передачи. Такой принцип используется в реверсивных меха­ низмах, изображённых на рис. 163, а и б. В первом случае (рис. 163, а) при левом положении блока Б в передаче движения меж- ѵ- ду валами I и II участвуют зубча­ тые колеса zb z2 и паразитное колесо z, благодаря чему валы вращаются в одну и ту же сторону. Когда блок переключают вправо, передача осуществляется коле­ сами z3и Zi непосредственно и ве­ домый вал II начнет вращаться в обратную сторону.

В механизме (рис. 163, б), называемом трензелем, примене­ ны два паразитных колеса г2 и г4, установленные свободно на осях поворотного рычага 2. Последний может занимать три положения, фиксируемые подпружиненной ру­ кояткой 1, зубцы которой входяг в углубления на стенке корпуса механизма.

В верхнем положении рукоят­ ки (как показано на схеме) в пе­ редаче движения между колесами Z\ и z3 участвует одно паразит­

ное колесо 22, в среднем — паразитные колеса отключаются от ве­ дущего колеса z\ — передача отсутствует, в нижнем — в передаче будут участвовать оба паразитных колеса z2 и г4. Таким образом,

в крайних положениях рукоятки 1 ведомое колесо z3 будет вра­ щаться в различных направлениях.

Трензели в настоящее время встречаются сравнительно редко, преимущественно в старых моделях токарно-винторезных станков. Они располагаются между шпинделем и сменными колесами гита­ ры для изменения направления перемещения суппорта при нареза­ нии правых и левых резьб резцами.

Вфартуке суппорта часто применяют реверсивный механизм

сконическими колесами (рис. 163, ß). Изменение направления вра­ щения ведомого колеса г3 и вала II, на котором оно закреплено.

производится свободно установленными на валу I коническими ко­ лесами Z\ и 22. При переключениях двусторонней муфты М переда­ ча вращения от вала I к валу II будет осуществляться через зуб­ чатые пары 2 і — 23 или 2г — z3. Так как колеса Z\ и г2 действуют на противоположные стороны колеса z3, то последнее будет изме­ нять направление движения.

Реверсирование электродвигателем применяется в основном на небольших токарных станках.

4. Блокировочные механизмы. Для предотвращения поломки станка в случае включения подачи суппорта от ходового валика при замкнутой маточной гайке применяются блокировочные меха­ низмы. В схеме такого механизма, приведенной на рис. 164, рукоят­ ки А для включения механической подачи и Г-маточной гайки вза­ имосвязаны специальным замком так, что одновременное их включе­ ние невозможно.

Для включения подачи рукоятку А поворачивают в одну или другую сторону. Пр.и этом гайка Б, соединенная с многозаходным винтом II, перемещается и вилкой Д передвигает зубчатое колесо

24 вдоль вала III. Для включения продольной подачи колесо 24 сцепляется с колесом 50, а поперечной — с колесом 65. При среднем положении колеса 24 обе подачи выключены. Перемещение гайки Б возможно в том случае, если из ее паза выведен зуб втулки В. При этом положении замка маточная гайка разомкнута. Чтобы ее включить, колесо 24 должно занять среднее положение, при кото­ ром зуб втулки В может при повороте рукоятки Г и валика / зайти в паз гайки Б (как показано на схеме). В этом случае замок не дает возможности переместиться гайке Б и включить какую-либо подачу от ходового валика.

5. Тормозные устройства. Для быстрой остановки станка и плавного реверсирования вращающихся деталей токарные станки оснащают тормозными устройствами. Торможение осуществляют механически фрикционными многодисковыми и конусными муф­ тами (см. рис. 153, б и в ) , ленточными тормозами или электриче­ ски — двигателем.

Ленточный тормоз (рис. 165) состоит из неподвижно закреп­ ленного на валу коробки скоростей шкива 2 и охватывающей его металлической ленты 3, к внутренней стороне которой заклепками прикреплена накладка 4 из специального материала с высоким коэффициентом трения. Концы ленты присоединены к рычагу 5 регулировочными гайками 1 и держателем 6. При повороте рычага лента натягивается, плотно прижимается к шкиву и тормозит его. Натяжение ленты по мере износа регулируется гайками 1. Для уве­

менно с выключением станка и освобождается при включении последнего.

Торможение электродвигателем применяется в станках не­ больших размеров. Оно состоит в том, что в момент отключения двигателя специальным переключателем включается обратное вра­ щение или на его статорную обмотку подается постоянный ток. При этом происходит торможение вращающихся по инерции дета­ лей двигателя и станка. В конце торможения двигатель автомати­ чески отключается от электросети.

§ 9. Электрооборудование токарных станков

Электрооборудование, предназначенное для приведения то­ карного станка в действие, состоит из источника вращательного движения — электродвигателя — и аппаратуры управления.

1. Электродвигатели. Наибольшее распространение в метал­ лорежущих станках получили асинхронные двигатели трехфазного переменного тока.

Асинхронный двигатель (рис. 166, а) состоит из корпуса 2 и двух боковых крышек 1 и 3. Внутри корпуса располагается непо­ движная рабочая часть двигателя — статор (рис. 166, б), представ-

Рас. 166. Асинхронный двигатель.

ляющий собой кольцеобразный металлический сердечник 1, в па­ зах которого уложены три самостоятельные фазные обмотки 2. Начала и концы обмоток выведены наружу и присоединены к клем­ мам щитка 4 (рис. 166, а).

Вращающейся частью двигателя является ротор (рис. 166, в), который также состоит из металлического сердечника и обмотки. Для двигателей малой и средней мощности обмотка ротора имеет форму «беличьего колеса» (рис. 166, г), в котором продольные медные стержни замкнуты накоротко двумя кольцами. Такая об­ мотка называется короткозамкнутой.

Обмотка укладывается в пазы сердечника, который неподвиж­ но закреплен на валу. Последний своими шейками установлен в подшипниках боковых крышек.

Для уменьшения вредного действия блуждающих токов сер­ дечники ротора и статора выполнены из тонких изолированных друг от друга пластин электротехнической стали.