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

Принцип действия асинхронного двигателя состоит в следую­ щем. При подключении обмоток статора к сети трехфазиого пере­ менного тока внутри статора .возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая обмотку ротора, индуктирует в ней трех­ фазный ток. Направление индуктивного тока и его магнитного поля всегда таково, что они стремятся препятствовать причине, создав­ шей. их. Поэтому ротор, увлекаясь магнитным полем статора, так­ же начинает вращаться. Когда скорости их вращения становятся равными, ротор начинает останавливаться, так как исчезают при­ чины, возбудившие его движение (прекращается пересечение об­ моток ротора магнитным полем статора). Однако после некоторо­ го замедления вновь возникает та же причина, заставляющая ротор вращаться. В процессе работы двигателя ротор, стремясь до­ гнать вращающееся поле статора, всегда отстает от него. Поэтому такие двигатели называются а с и н х р о н н ы м и в отличие от синхронных, у которых скорости вращения магнитного -поля стато­ ра и ротора одинаковы.

Для токарных станков применяют в основном односкоростные асинхронные двигатели ,с номинальным числом оборотов 1440 об/мин, которые имеют следующие особенности.

1.Двигатель имеет малый пусковой момент. Вследствие этого его нельзя включать под нагрузкой.

2.При резкой перегрузке двигатель останавливается. В таком случае его необходимо немедленно отключить во избежание пере­ горания обмотки.

3.При недогрузке двигателя по мощности получается низкий коэффициент полезного использования электроэнергии. Поэтому при назначении режима резания надо стремиться наиболее полно

«стоп», «назад». Кнопки окрашиваются в разные цвета: пусковые — в черный, кнопки «стоп» — в красный.

Устройство и принцип действия пускового кнопочного элемен­ та показаны на рис. 167, б. При нажиме на кнопку 1 стержень 2 с мостиковой контактной пластиной 3 замыкает неподвижные кон­ такты 4. При прекращении воздействия на кнопку она возвраща­

ется в исходное положение пружиной 5. Такой кнопочный элемент называется нормально открытым, так как без воздействия на кноп­ ку его контакты разомкнуты. Для отключения двигателя применя­ ются нормально закрытые кнопочные элементы.

Пакетные переключатели (рис. 167, в) используются для руч­ ного подключения двигателя к электросети, а также для реверси­ рования его переключением фаз. Переключатель состоит из отдель­ ных круглых дисков 2, выполненных из изоляционного материала. В углублениях между дисками находятся подвижные контактные

Рис. 167. Аппаратура ручного управления.

пластины 1, которые при повороте ручки 4 замыкают или размыка­ ют цепи. Диски собраны пакетом и стянуты болтами. Переключа­ тель подключается в электроцепь посредством выступающих наружу клемм 3.

Барабанный переключатель — контроллер (рис. 167, е) имеет изолированные друг от друга контактные пластины А, с которыми могут соединяться упругие пальцы Б, прикрепленные к неподвиж­ ным контактам 1, 2, 3, 4. При повороте барабана неподвижные кон­ такты будут по-разному соединяться между собой: в положении О контакты разомкнуты; в положении / контакты 1—4 и 2—3 попарно соединяются; в положении II соединяются контакты 1—2 и З —4. Благодаря этому можно включать, выключать и реверсировать дви­ гатель,

А п п а р а т у р а п р о м е ж у т о ч н о г о у п р а в л е н и я . Кнопочные станции и контроллеры обычно включаются не в рабо­ чую цепь, питающую обмотки статора двигателя, а в дополнитель­ ную— цепь управления. В таком случае двигатель включается или выключается промежуточным аппаратом — магнитным контакто­ ром (рис. 168). При пропускании электрического тока через катуш­ ку /• в ней возникает магнитное поле, которое втягивает металли­ ческий сердечник 2. При этом контактный мостик 3, прикрепленный к сердечнику, замыкает линейный провод Л.

При отключении катушки от элек­ тросети' сердечник под действием соб­ ственного веса падает до упора 4 и

Плавкие предохранители служат для отключения рабочей це­ пи при коротком замыкании обмоток двигателя или соединитель­ ных проводов. Применяются в основном два типа предох_ранителей — пробочные (рис. 169, а) и трубчатые (рис. 169, б). Принцип действия их основан на расплавлении проволоки определенного сечения, установленной в фарфоровую пробку А или трубку Б. При нормальной силе тока плавкая проволока соединяет контакты це­ пи. В случае короткого замыкания, когда сила тока резко 'увели­ чивается, проволока перегревается, плавится и размыкает цепь.

Плавкие предохранители выпускаются на различную силу то­ ка: 4, 6, 10, 15, 20 а и т. д.

Тепловые реле (рис. 169, в) предназначены для защиты элек­ тродвигателя от перегрева. В цепь рабочего тока включена спи­ раль /, которая, нагреваясь при перегрузке двигателя по мощно­ сти, нагревает биметаллическую пластину 2. Нижний слой пластины имеет больший коэффициент линейного расширения, чем верх­ ний. Вследствие этого при нагревании биметаллическая пластина изгибается вверх и освобождает рычаг 3 от упора. Последний под действием пружины поворачивается и отключает кнопку выключа­ теля 5 цепи управления, которая в свою очередь размыкает кон­

такты рабочей цепи, и спираль 1 остывает. Повторное включение реле через 1—3 минуты (время остывания биметаллической плас­ тины) производится нажатием на кнопку 4.

Реле времени устанавливаются в электроаппаратуре совре­ менных токарных станков, управление которыми осуществляется раздельно: двигателем— кнопочной станцией, станком— рукоят­ кой управления. Они предназначены для автоматического отклю­ чения двигателя от электросети по истечении некоторого времени холостой работы с целью экономии электроэнергии.

Рассмотрим принцип действия одного из таких реле маятни­ кового типа, изображенного на рис. 169, г. При остановке станка, когда рукоятка управления занимает среднее положение, специ­ альным кулачком включается переключатель, который замыкает контакты 1 цепи катушки 2 реле времени. При этом сердечник 3, втягиваясь в катушку, поворачивает рычажок 14 на оси 4, который в свою очередь, сжимая пружину 5, поворачивает рычаг 6, установ­ ленный также на оси 4, в направлении хода часовой стрелки. Косозубый сектор 8, связанный с рычагом 6, начинает двигаться и по­ средством колеса 10 и зубчатой передачи приводит во вращение анкерное колесо 12. Последнее может поворачиваться только на один зуб при каждом качании маятника И , вследствие чего ско­ рость поворота рычага 6 замедляется. Когда сектор 5 пройдет весь путь зацепления с зубчатым колесом 10, рычаг 6 быстро повернет­ ся, разомкнет нормально замкнутые контакты 13, при помощи ко­ торых отключается двигатель.

При повторном включении станка, когда рукоятка управления займет верхнее или нижнее положение, переключатель размыкает цепь катушки 2. Рычаг 6 под действием силы тяжести возвращает­ ся в исходное положение, при этом сектор 8 поворачивается вокруг оси 7, отклоняется вверх и расцепляется с системой зубчатых ко­ лес, чтобы не препятствовать быстрому возвращению рычага 6 в исходное положение.

ника, пакетного выключателя и замыкании линейных контактов ЛК магнитным контактором МК. Для управления током катушки кон­ тактора в цепь магнитного пускателя включены нормально откры­ тая кнопка «пуск» П, нормально закрытая кнопка «стоп» С, кон­ такты тепловых реле РТ и блокирующий контакт БК.

Работа магнитного пускателя состоит в следующем. При на­ жатии на кнопку П замыкается цепь управления. Катушка кон-

•тактора МК втягивает сердечник, замыкает одновременно три ли­ нейных контакта ЛК и блок-контакт БК, двигатель получает на­ пряжение и начинает вращаться. При прекращении нажима на кнопку «пуск» цепь управления продолжает быть замкнутой блокконтактом, который включен параллельно с кнопкой П.

Двигатель отключается при нажатии на кнопку «стоп» С. При этом цепь управления разрывается, сердечник контактора под дей­ ствием собственного веса падает и размыкает линейные контакты- ЛК. При перегрузке двигатель автоматически останавливается благодаря срабатыванию тепловых реле, контакты которых вклю­ чены последовательно в цепь управления и действуют аналогично кнопке «стоп».

Реверсирование двигателей осуществляют реверсивными маг­ нитными пускателями, имеющими два контактора и трехкнопочную станцию, пли барабанным переключателем.

4. Электробезопасность. Ремонт, регулировка и наблюдение за исправностью действия электрооборудования станка возлага­ ются на электромонтеров цеха. Рабочему-станочнику не разреша­ ется производить какие-либо действия, связанные с регулировкой или ремонтом электрических приборов. К электрооборудованию станка подведено высокое линейное напряжение (380 в или реже 220 в), опасное для жизни. Поэтому токарю нужно знать следую­ щие элементарные правила электробезопасности.

1. Все токоведущие и токоподводящие средства должны быть изолированы и защищены от соприкосновения с ними рабочего.

2.Пользоваться неисправными кнопочными станциями, сло­ манными рукоятками переключателей и выключателей запреща­ ется.

3.Станок и корпус двигателя должны быть заземлены. Зазем­ ляющий провод обычно подводится к зажимному болту сзади пе­ редней тумбы или основания станка. Исправность провода следует проверять ежедневно перед началом работы. При обнаружении не­ исправности его работу на станке прекратить и обратиться к де­ журному электромонтеру.

4.При появлении искр на деталях станка или ощущении тока при соприкосновении со станком необходимо прекратить работу и

принять меры для исправления электропроводки электриком.

. 5. Не разливать охлаждающую жидкость около станка, так как сырой пол более опасен, если корпус станка окажется под на­ пряжением.

6. Под ногами следует иметь сухую деревянную решетку без сквозных металлических креплений (гвоздей, шурупов)._

Вопросы и задания для повторения

1.Объясните устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

2.Какими особенностями обладают асинхронные двигатели?

3.Объясните устройство и принцип действия аппаратов ручного управле­ ния двигателем.

4.Для чего предназначен контактор и на каком принципе основано его действие?

5.Объясните назначение и принцип действия аппаратов автоматического управления-двигателем.

6. Изобразите схему дистанционного управления двигателем и объясните

еедействие.

7.Какие правила электробезопасности должен выполнять токарь?

§10. Устройство основных узлов токарно-винторезного станка

1. Станина. Все рабочие части станка монтируются на станине (рис. 171). Она обычно представляет собой массивную чугунную отливку, облегченную внутри. Для повышения жесткости ее стенки соединены между собой ребрами 3.

Наиболее ответственными поверхностями станины являются направляющие. Их две пары: крайние 1 и 5— для продольного пе­ ремещения суппорта и средние 2 и 4 — для задней бабки. Направ­ ляющие 1 и 4 имеют призматическую форму, 2 и 5— плоскую. Для повышения долговечности направляющие иногда подвергаются по­

го вращения обычно состоит из зубчатых механизмов с подвижными блоками и со сцепными муфтами (см. рис. 161, а и б), а в цепи за­ медленного движения дополнительно используется механизм пере­ бора (см. рис. 161, в).

Посредством различных сочетаний простых зубчатых передач шпиндель получает ряд ступенчато изменяющихся чисел оборотов, которые составляют ряд чисел геометрической прогрессии. Это озна­ чает, что отношение каждого последующего числа оборотов к предыдущему равно постоянному числу — знаменателю геометри­ ческой прогрессии, примятому для данного станка. В некоторых новейших моделях токарных станков (1К620, 1М620) предусмотре­ но бесступенчатое регулирование чисел оборотов шпинделя по­ средством фрикционных передач (см. рис. 160).

Различают два типа коробок скоростей: с раздельным привоводом и встроенные в корпус передней бабки.

Коробки скоростей первого типа разделены на две части. Ос­ новная часть их, с помощью которой шпинделю сообщается уско­ ренное вращение, размещается в левой тумбе станка, а перебор — в передней бабке. Такое устройство ограждает шпиндель от вред­ ного воздействия вибраций и нагревания, источником которых обычно являются вращающиеся детали коробки скоростей.

Перебор

Рис. 172. Кинематическая схема привода главного движе­ ния станка 1616.

Однако в большинстве токарных станков средних и крупных размеров используются коробки скоростей второго типа, полностью встроенные в корпус передней бабки. Этим достигается компакт­ ность размещения всего механизма привода шпинделя и концент­ рация управления им в одном месте.

В качестве примера на рис. 172 приведена кинематическая схема коробки скоростей с раздельным приводом станка 1616, ко­ торая позволяет получить 12 скоростей шпинделя: шесть высоких без перебора и шесть низких с перебором.

От вала электродвигателя / вращение передается на вал II коробки скоростей через постоянную зубчатую передачу 42—58. Затем движение поступает на вал III от тройного зубчатого блока

Б1 через передачи 31—47, 38—40 или 45—33. (Следует обратить внимание, что сумма чисел зубьев каждой пары колес, участвую­ щих в передаче движения между валами, при равном модуле оди­

можно удвоить количество чисел оборотов до шести.

От коробки скоростей движение передается на приемный шкив передней бабки D2 через клиноременную передачу D i— D2. Шкив D2 свободно установлен на шпинделе и соединен пустотелым ва­ лом V с первым зубчатым колесом перебора 27. При включении муфты М одновременно выключается перебор, так как пустотелый вал VI, связанный с муфтой, вместе с колесами 63 и 17 сдвигается влево. В этом случае вращение от шкива D2 будет непосредственно передаваться шпинделю VII. Если включить перебор, что возможно при выключенной муфте М, вращение от шкива D2 на шпиндель будет передаваться через зубчатые колеса перебора 27—63 и

17—58.

Запишем структурную формулу для определения чисел обо­ ротов шпинделя

шпинделя осуществляется переключением зубчатых блоков и муфт. Для этой цели в современных токарных станках широко ис­ пользуются механизмы одиорукояточного перемещения одновре­ менно нескольких подвижных элементов. Схема такого механизма для перемещения двух блоков Б\ и Б2 коробки скоростей станка ІА62 приведена на рис. 173.

Вращением рукоятки 2, расположенной на стенке передней бабки 1, через вал 4 и зубчатую передачу 13—8 приводится в дви­ жение кривошипный палец 9 и диск 6 с торцовым криволинейным пазом. Кривошипный палец 9 при помощи ползушки 10 перемеща­ ет по круглой направляющей 12 вилку 11, которая управляет двой­ ным зубчатым блоком Б\. При вращении диска 6 ролик 7, входя­ щий в торцовый паз, поворачивает двуплечий рычаг 5, который посредством ползушки 15 и вилки 14 перемещает тройной зубчатый блок Б2.

Каждому из шести фиксируемых положений рукоятки 2 соот­ ветствует определенное положение двойного и тройного блоков, что обеспечивает шесть различных скоростей вращения шпинделя, числа оборотов которого указываются на лимбе 3.

Более производительными являются механизмы преселектпвного (предварительного) набора чисел оборотов шпинделя, имею­ щиеся в станках 1И611П, 1624 и некоторых других. Такие меха­ низмы содержат поворотный диск, на котором указаны все имею­ щиеся на станке числа оборотов, и рукоятку включения скорости. Рабочий подготавливает механизм к переключению коробки ско­ ростей во время работы станка, вращая поворотный диск до совпа­ дения указателя с необходимым для следующего перехода числом оборотов шпинделя. Никаких изменений в работе стайка при этом не происходит. Переключение числа оборотов производится руко­

яткой включения скорости.

Рис. 173. Схема механизма однорукояточного переключения зубчатых бло­ ков станка 1А62.

яткой включения скорости.

3. Узлы станка, осуществляющие движение подачи. Ряд меха низмов и деталей, последовательно соединенных между собой для передачи движения от шпинделя к суппорту, образует кинемати­ ческую цепь движения подачи станка. Эта цепь состоит из ревер­ сивного механизма, гитары сменных колес, коробки подач, ходо­ вого винта или ходового валика и фартука.

при нарезании резьб резцами, а иногда для работы левыми рез­ цами. Эти механизмы обычно располагаются в корпусе передней бабки.

Г и т а р а с м е н н ы х к о л е с (рис. 174) соединяет вал ре­ верса I с валом коробки подач III. Ее корпус 2 Г-образной формы может свободно поворачиваться вокруг вала III и удерживаться в заданном положении болтом с гайкой 1. В радиальном пазу кор­