animateMainmenucolor
activeMenucolor
Станкостроительный завод Металлообрабатывающие станки и инструмент
г. Набережные Челны
Обратная связь
Главная / ЧПУ станок / Токарный станок / Привод главного движения станка токарного типа

Привод главного движения станка токарного типа

Привод главного движения станка токарного типа - это электродвигатель установленный на станке вместе с совокупностью передач от электродвигателя к шпинделю станка. В зависимости от размера станка, конструкции привода могут быть различны, но в любом случае они должны: 1) передавать необходимые для процесса резания мощность и крутящий момент; 2) допускать включение, выключение и реверсирование вращения шпинделя; 3) обеспечивать высокую точность и плавность вращения шпинделя на всех режимах работы.

Привод главного движения станка это электродвигатель установленный на станке вместе с совокупностью передач от электродвигателя к шпинделю станка. В зависимости от назначения станка и его размера конструкции привода могут быть различны, но в любом случае они должны: 1) передавать необходимые для процесса резания мощность и крутящий момент; 2) допускать включение, выключение и реверсирование вращения шпинделя; 3) обеспечивать высокую точность и плавность вращения шпинделя на всех режимах работы.

При ступенчатом изменении чисел оборотов шпинделя привод главного движения станка токарного типа может быть выполнен в виде: 1) многоскоростного асинхронного электродвигателя; 2) сочетания одно- или многоскоростного асинхронного электродвигателя со ступенчатой механической коробкой скоростей или - редко - ступенчатыми шкивами.

Для бесступенчатого регулирования скорости вращения шпинделя используют электродвигатель постоянного тока с регулируемым числом оборотов, механический вариатор, либо сочетание регулируемого электродвигателя постоянного тока или механического вариатора со ступенчатой механической коробкой скоростей или механического вариатора с многоскоростным асинхронным электродвигателем переменного тока.

Конструкции приводов главного движения токарно-винторезных станков

Подавляющее большинство токарно винторезного оборудования средних размеров в качестве привода главного движения станка имеет одно-, реже многоскоростной асинхронный электродвигатель трехфазного тока в сочетании со ступенчатой механической коробкой скоростей.

Примером привода с коробкой скоростей, размещенной в шпиндельной бабке, может служить токарный станок 1К62, кинематическая схема которого показана на рис. 1, а развертка по валам коробки скоростей - на рис. 2. Коробка скоростей получает движение через клиноременную передачу от односкоростного электродвигателя, расположенного в левой тумбе станины. На валу I размещена двусторонняя фрикционная муфта М1 для включения и выключения прямого и обратного вращения шпинделя. Изменение направления вращения вала ІІ происходит вследствие передачи движения через блок паразитных колес (z = 24 и z = 36). Передвижением по валам II и III скользящих (передвижных) блоков Б1 и Б2, валу III сообщается шесть различных прямых скоростей и три обратных, более высоких. Управление блоками Б1 и Б2 осуществляется одной рукояткой, выведенной на лицевую сторону передней бабки.

Кинематическая схема токарного станка 1К62

Рис. 1. Кинематическая схема токарного станка 1К62

Движение от вала ІІІ может передаваться на шпиндель по двум кинематическим цепям:

  • при сдвинутом влево двойном (двухвенцовом) блоке Б3 - через повышающую передачу (65 : 43) прямо на шпиндель, что дает шесть высших ступеней скорости вращения - от 630 до 2000 об/мин;
  • при сдвинутом вправо блоке Ба движение передается шпинделю через зубчатый перебор (блок Б4 - вал IV - блок Б5 - вал V), допускающий четыре различных включения с передаточными отношениями 1:1, 1:4 и 1:16, два из которых совпадают. Через перебор шпиндель получает три более низких диапазона чисел оборотов (200 ÷ 630, 50 ÷ 160 и 12,5 ÷ 40 об/мин) по шесть ступеней в каждом. Одно число оборотов (630 об/мин) получается и при прямом включении, и через перебор; по этому привод главного движения станка дает всего 23 различные скорости вращения шпинделя. Управление блоками Б3, Б4 и Б5, осуществляется также одной рукояткой. На валу II установлен тормоз, включение и выключение которого сблокировано с механизмом включения муфты М1.
Развертка по валам коробки скоростей токарного станка 1К62

Рис. 2. Развертка по валам коробки скоростей токарного станка 1К62

В токарном станке 1А616 (рис. 3) коробка скоростей выполнена в отдельном корпусе, размещенном в левой тумбе (ножке) станины. Выходной вал коробки связан с входным валом шпиндельной бабки клиноременной передачей. Привод такого типа называется разделенным приводом главного движения станка. Он обеспечивает более плавное вращение шпинделя и применяется чаще в точных станках. Коробка скоростей получает движение через клиноременную передачу от отдельного двигателя, установленного на кронштейне с задней стороны левой тумбы станины. Натяжение ремней регулируется перемещением двигателя по плите, на которой он установлен.

Общий вид токарно-винторезного станка 1А616

Рис. 3. Общий вид токарно-винторезного станка 1А616

В результате переключений четырех блоков (рис. 4) Б1, Б2, Б3 и Б, с помощью двух рукояток 1 (рис. 3) выходной вал IV получает 12 различных скоростей вращения. Через клиноременную передачу движение передается на разгруженный шкив шпиндельной бабки, в которую встроен зубчатый перебор с передаточным отношением i = 1:8. Натяжение ремней производится перемещением в вертикальном направлении коробки скоростей.

Кинематическая схема токарного станка 1А616

Рис. 4. Кинематическая схема токарного станка 1А616

Движение на шпиндель может передаваться по двум кинематическим цепям:

  • по короткой, непосредственно с вала у шкива при включенной муфте М1 и выключенном переборе Б5, шпиндель получает 12 высоких ступеней скорости вращения (от 90 до 2240 об/мин);
  • через перебор Б5 при выключенной муфте М1, шпиндель получает 12 нижних ступеней скорости вращения (от 11,2 до 280 об/мин).

Три скорости при включенном и выключенном переборе совпадают, поэтому привод главного движения станка дает только 21 (вместо 24) ступень скорости вращения шпинделя. Управление перебором Б, и муфтой м, сблокировано и осуществляется одной рукояткой 2 (рис. 3). В приводе отсутствует главная, выключающая станок, фрикционная муфта, и включение, реверсирование и торможение шпинделя производятся электродвигателем.

Для бесступенчатого изменения чисел оборотов шпинделя в токарно винторезных станках средних и малых размеров находят применение фрикционные вариаторы. В приводе главного движения токарно-винторезного станка мод. 1М620 (рис. 5) использован вариатор конструкции центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения в сочетании со ступенчатой коробкой скоростей, размещенной в шпиндельной бабке.

Кинематическая схема токарного станка 1М620

Рис. 5. Кинематическая схема токарного станка 1М620

Такая конструкция привода главного движения токарного станка позволяет бесступенчато изменять числа оборотов шпинделя в пределах 12 ÷ 3000 об/мин. С помощью этого вариатора можно плавно, в пределах 750 ... 3000 об/мин, изменять скорость вращения его выходного вала, а за счет переключений блоков Б1, Б, и Б3 получить четыре бесступенчатых диапазона чисел оборотов шпинделя: 12 ... 47, 47 ... 190, 190 ... 750 и 750 ... 3000 об/мин. Вспомогательный двигатель N = 1 кВт служит для управления вариатором. Муфтой М1, и скользящими шестернями Б4 и Б5, производится реверсирование шпинделя.

В станках меньших размеров бесступенчатый привод может состоять из одного вариатора без переборной ступенчатой коробки скоростей. Тяжелые токарно-винторезные станки изготовляются, как правило, с бесступенчатым приводом скоростей шпинделя, что способствует повышению их производительности. Однако в тяжелых станках применяются не механические вариаторы, а электрические системы бесступенчатого изменения числа оборотов приводного электродвигателя в сочетании со ступенчатой механической коробкой скоростей станка.

Наиболее распространенной электрической системой бесступенчатого изменения чисел оборотов в тяжелых станках является система генератор - двигатель (Г-Д), называемая иногда также системой Леонарда (рис. 6). Она состоит из четырех электрических машин: асинхронного двигателя АД, который приводит во вращение генератор постоянного тока Г и маломощный генератор постоянного тока В и электродвигателя постоянного тока для привода главного движения станка. Скорость электродвигателя Д регулируется изменением сопротивлений Rг и Rд в цепях обмоток возбуждения ОВГ - генератора и ОВД - двигателя, питаемых постоянным током от возбудителя В. Диапазон регулирования такой системы может достигать 10 - 15. Следует иметь в виду, что машины АД и Г должны иметь мощность не меньшую, чем мощность приводного двигателя Д, поэтому затраты на систему Г-Д превышают затраты на один асинхронный двигатель переменного тока в 7-8 раз.

Система генератор-двигатель

Рис. 6. Система генератор-двигатель для бесступенчатого изменения чисел оборотов шпинделя токарного станка

Основные характеристики приводов главного движения отечественных токарно-винторезных станков приведены в другой статье (см. Как устроен токарный станок 1а62, таблица 1)