Приводи і механізми для безступінчастої зміни

Швидкості обертання

 

Для досягнення максимальної продуктивності верстата і зручності його обслуговування у верстатобудуванні знаходять застосування різного виду приводи і механізми для безступінчастої зміни швидкості (рис. 2.1). Останні бувають механічного (варіатори), електричного і гідравлічного типів.

Варіатор з розсувними конусами. Цей тип варіатора (поз. 1) виконується з різним видом зв'язку С. В якості зв'язку С застосовуються стандартні чи спеціальні клинові ремені, спеціальний ланцюг або сталеве кільце трапецієподібного січення. Плавна зміна швидкості вихідного шківа Ш в діапазоні 4 - 8 досягається шляхом одночасного розсовування однієї і зближення іншої пари конусів. При цьому змінюються діаметри робочої частини ведучих Ш_к1 і ведених Ш_к2 конусів.

Здвоєний торцевий варіатор. У приводах допоміжних рухів застосовуються одинарні чи здвоєні (поз. 2 ) торцеві варіатори. Рух від вала 1 через диск Д₁, рухомий ролик Р_к і диск Д₂ передається валу ІІІ. Безступінчаста зміна швидкості обертання вала ІІІ у діапазоні 20—25 і вище досягається за рахунок переміщення ролика Р_к вздовж вала ІІ.

Тороїдальний варіатор. Цей варіатор (поз. 3 ) має наступний принцип роботи. На валу вільно насаджені тороїдальні шківи — ведучий Ш_т1 і ведений Ш_т2, які зв'язані між собою сферичними дисками Д_с. Останні вільно обертаються на поворотних цапфах. При зазначеному на схемі положенні сферичних дисків обертання від ведучого тороїдального шківа на ведений передається з більшого діаметра D_max меншому діаметру D_min. При повороті цапф зі сферичними дисками Д_с у положення, зазначене на схемі штрихами, обертання буде передаватися з меншого діаметра ведучого шківа більшому діаметру веденого шківа. Безступінчаста зміна швидкості обертання шківа досягається поворотом цапф зі сферичними дисками Д_с.

Варіатор із зовнішнім і внутрішньої конічними шківами. Рух від вала І (поз. 4 ) через зовнішній конічний шків Ш_к.з. і шків Ш_к.в. внутрішньою конічною поверхнею передається валу ІІ і далі через передачу z₁ – z₂ валу ІІІ. Вал І спільно зі шківом Ш_к.з. може переміщатися вздовж твірної свого конуса, завдяки чому робочий радіус шківа Ш_к.з. змінюється від R_1max до R_2max. При цьому передаточне відношення варіатора змінюється в діапазоні 3—4.

Торцеконічний варіатор. У цьому варіаторі (поз. 5) вал І з конічним шківом Ш_к знаходиться в постійному контакті з торцевою поверхнею диска Д, який передає обертання валу ІІ і через конічну передачу z₁ – z₂ веденому валу ІІІ. Для безступінчастої зміни швидкості обертання вала ІІІ передбачена можливість переміщення вала І з конічним шківом Ш_к вздовж його твірної, що дозволяє змінювати робочий радіус конічного шківа від R_1min до R_1max.

Сфероконічний варіатор. Істотною ознакою цього варіатора (поз. 6) є застосування шківа Ш_с зі сферичною робочою поверхнею, що має контакт із конічною поверхнею шківа Ш_к. При зміні кута нахилу осі електродвигуна Д_е, зі сферичним шківом Ш_с змінюються робочі радіуси як сферичного, так і конічного шківів, що забезпечує більш широкий діапазон зміни передатного відношення варіатора в межах 9—16.

Генератор-двигун. Система генератор-двигун (поз. 7) складається з асинхронного електродвигуна Д_а, генератора Г, збудника В і робочого електродвигуна Д_п постійного струму. Збудник В представляє собою малопотужний генератор із самозбудженням, що призначений для живлення обмотки збудження ОВГ генератора Г і обмотки збудження ОВД електродвигуна Д_п. Діапазон зміни швидкості дорівнює 10—16.

Електромашинний підсилювач. У верстатобудуванні знайшли також широке застосування системи електромашинного керування. За рахунок зміни опору R₁ (поз. 8) в обмотці 1ЭМУ можна змінювати величину і напрямок струму. На обмотку 2ЭМУ подається живлення з тахогенератора Г_Т, який встановлено на валу електродвигуна Д_п. Таким чином, у ланцюзі створюється напруга, яка пропорційна різниці потоків в обмотках збудження 1ЭМУ і 2ЭМУ. Ця напруга подається на обмотку збудження ОВГ генератора. ЭМУ забезпечує можливість безступінчастої зміни швидкості руху робочих органів верстатів у широкому діапазоні (400—1000).

Гідравлічні приводи. Асинхронний електродвигун перемінного струму Д_е, (поз. 9), з'єднаний з гідравлічним насосом Н_р. Останній подає масло в гідравлічний двигун М_р, з'єднаний з робочими органами верстата. Безступінчаста зміна швидкості здійснюється як за рахунок зміни кількості масла що подається насосом, так і спожитого гідравлічним двигуном на кожен його оберт.