Тема 7.2. Регулирование скорости главных приводов металлорежущих станков.

Для наиболее полного использования режущего инструмента и станка в целом обработка изделий должна производится при оптимальной скорости резания. Эта скорость при работе станка с соответствующей подачей и глубиной резания должна обеспечить обработку деталей с необходимой точностью и чистотой поверхности при минимальных энергетических затратах. Оптимальная скорость резания зависит от твердости материала, его свойств (вязкий или хрупкий), геометрии режущего инструмента, а также от характера обработки. На одном и том же станке могут обрабатываться детали различных материалов, размеров и различными режущими инструментами, что является причиной изменения скоростного режима резания.

Регулирование скорости главного привода станков может производится в диапазоне от 3: 1 до 200: 1 и может осуществляться одним из следующих способов:

1.Механическим;

2.Электромеханическим;

3.Электрическим;

4.Комбинированным.

Механическое и электромеханическое регулирование скорости бывает только ступенчатым, а электрическое и комбинированное может быть как ступенчатым так и плавным.

Механическое регулирование осуществляется путем переключения шестерен коробки скоростей с помощью специальной рукоятки или рычага, но оно не обеспечивает для различных режимов работ наиболее выгодную скорость резания, а значит и высокую производительность.

При электромеханическом регулировании шестерни в коробках скоростей переключаются с помощью электромагнитных фрикционных муфт или с помощью гидроцилиндров (рис. 49 а и б).

На рис. 49, а показан узел изменения скорости вала путем переключения шестерен при помощи трех электромагнитных фрикционных муфт ЭМ1 ÷ ЭМ3 (YC1 ÷ YC3).

На рис. 49, б приведен узел включения и реверсирования вала при помощи механической фрикционной муфты МФ, переключаемой гидроцилиндрами 1ГЦ и 2ГЦ, реверсивный золотник Р3 которых управляется электромагнитами 1Э и 2Э.

Недостатками вышеперечисленных систем регулирования скорости является большие размеры и сложность конструкции коробки скоростей, стоимость которых резко возрастает с увеличением числа ступеней регулирования. Для упрощения кинематических схем небольших и средних станков при электрическом ступенчатом регулировании скорости применяют двух-, трех- и четырехскоростные АД с КЗР.

На рис.49, в и г дано сопоставление кинематических схем коробок скоростей для получения на шпинделе двенадцати угловых скоростей при использовании для привода односкоростного (рис.49, в) и двухскоростного (рис. 49, г) электродвигателя.

Из сопоставления видно, что при использовании двухскоростного (рис. 49, г) электродвигателя количество шестерен уменьшилось на две, количество блоков переключения - на один и количество промежуточных валов - на один.

При электрическом плавном регулировании скорости коробка скоростей заменяется более простым редуктором (2÷ 4 шестерен), а электродвигатель управляется с помощью следующих систем:

1.Генератор -ДПТ (с применением в качестве возбудителей магнитных и полупроводниковых усилителей);

2.Тиристорный управляемый выпрямитель - ДПТ;

3. Тиристорный регулятор напряжения – АД с КЗР;

4. Тиристорный преобразователь частоты - АД с КЗР.