Электрооборудование токарных станков

Электропривод.

Для получения выгодной скорости резания следует иметь плавные ее изменения в диапазоне от 80:1 до 100:1.

Малые скорости применяются для нарезания резьбы метчиками, обточ­ки сварных швов и др.

Рекомендуется применять

Для главного привода

• Асинхронные двигатели с КЗ-ротором:

- для токарных и карусельных станков малых и средних размеров ши­рокого применения,

- для токарных станков малых размеров в сочетании с фрикционными муфтами.

• Многоскоростные асинхронные двигатели с КЗ-ротором применять целесообразно, когда требуется переключение скорости шпинделя на ходу и упрощается коробка скоростей.

• Двигатели постоянного тока:

- для тяжелых токарных и карусельных станков со ступенчато-плав­ным регулированием скорости.

Примечание — В этом случае коробка скоростей простая, имеет до трех зон регулирования скорости в диапазоне от 3: 1 до 5: 1 изменением магнитного потока двигателя. Обеспечивается плавный пуск с постоянным ускоре­нием для изделий с большой массой. При отсутствии сети постоянного тока на объекте ус­танавливаются отдельные машинные («Г-Д») или статические («ТП-Д») преобразователи. - для автоматизации станков со сложным циклом работы и бесступен­чатым плавным регулированием скорости (токарно-револьверные автоматы, прецизионные и др.) Для привода подач

• Двигатели постоянного тока для современных тяжелых токарных и ка­русельных станков, включенные по системе ЭМУ-Д, ПМУ-Д или ТП-Д. Это широко регулируемый привод с изменением скорости дви­гателя в диапазоне от 100: 1 до 200: 1 и более.

Примечание — Во всех остальных случаях отбор мощности для подачи от главного привода через многоступенчатую коробку подач. Переключение скоростей вручную или дистанционно с помощью электромагнитных фрикционных муфт. Для вспомогательного привода

• Асинхронные двигатели с КЗ-ротором (например, для ускоренного пе­ремещения каретки суппорта, зажима изделия, насоса охлаждения).

Для получения выгодной скорости резания на токарных станках следует иметь ее изменения в диапазоне от 80:1 до 100:1. При этом желательно иметь по возможности плавное ее изменение с тем, чтобы во всех случаях обеспечить наиболее выгодную скорость резания.

Малые частоты вращения предназначаются для специфических видов обработки: нарезания резьбы метчиками, обточки сварных швов и др.

В главных приводах токарных и карусельных станков широкого назначения малых и средних размеров основным типом привода является привод от асинхронного короткозамкнутого двигателя.

Асинхронный двигатель конструктивно хорошо сочетается с коробкой скоростей станка, надежен в эксплуатации и не требует специального ухода.

На токарных станках при постоянной частоте вращения шпинделя при изменением диаметра обработки dобр будет изменяться скорость резания, м/мин: vz = π х dобр х nшп/1000 Следовательно, частота вращения шпинделя станка определяется двумя факторами - диаметром do6p и скоростью резания vz. Рациональное использование станка требует изменения частоты вращения шпинделя при изменении технологических факторов.

Для наиболее полного использования режущего инструмента и станка обработка изделий должна производиться при так называемой экономически выгодной (оптимальной) скорости резания, которая при работе станка с соответствующей подачей и глубиной резания должна обеспечить обработку детали с необходимой точностью и чистотой поверхности при минимальных приведенных удельных затратах на обработку, производительность при этом будет несколько ниже наибольшей возможной.

Ступенчатое механическое регулирование угловой скорости на токарных станках, осуществляемое переключением шестерен коробки скоростей, не обеспечивает для разных диаметров обработки наиболее выгодную скорость резания. Следовательно, станок при изменении диаметра обрабатываемой детали не может обеспечить высокую производительность. Кроме того, коробка скоростей представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, стоимость которой возрастает с увеличением числа ступеней.

В токарных станках малых размеров пуск, остановка и изменение направления вращения шпинделя часто производятся с помощью фрикционных муфт. Двигатель при этом остается подключенным к сети и вращается в одном направлении.

Для главного привода некоторых токарных станков применяются многоскоростные асинхронные двигатели. Использование такого привода целесообразно, если оно приводит к упрощению коробки скоростей или когда требуется переключение скорости шпинделя на ходу.

Тяжелые токарные и токарно-карусельные станки, как правило, имеют электромеханическое ступенчато-плавное регулирование скорости главного привода с использованием двигателя постоянного тока.

Сравнительно простая коробка скоростей таких станков дает две - три ступени угловой скорости, а в интервале между двумя ступенями осуществляется в диапазоне (3 - 5): 1 плавное регулирование угловой скорости двигателя изменением его магнитного потока.

Это, в частности, обеспечивает возможность поддерживать постоянство скорости резания при точении торцевых и конусных поверхностей.

Особенность электропривода токарно-карусельных станков является большой момент сил трения в начале пуска (до 0,8 Мном) и значительный момент инерции планшайбы с деталью, превышающий на высоких механических скоростях в 8 - 9 раз момент инерции ротора электродвигателя. Применение в этом случае электропривода постоянного тока обеспечивает плавный пуск с постоянным ускорением. Для этого используют отдельные преобразовательные устройства: электромашинные (система Г - Д) или статические (система ТП - Д).

Бесступенчатое электрическое регулирование скорости (двухзонное) применяют при автоматизации станков со сложным циклом работы, что позволяет легко переналаживать их на любые скорости резания (например, некоторые токарно-револьверные автоматы).

Бесступенчатое электрическое регулирование скорости главного привода используется также для некоторых прецизионных токарных станков. Но во всех этих случаях диапазон регулирования скорости при постоянстве мощности нагрузки не превышает (4 - 5): 1, в остальной части диапазона регулирование ведется при постоянстве момента нагрузки.

Привод подачи небольших и средних токарных станков чаще всего осуществляется от главного двигателя, что обеспечивает возможность нарезания резьбы. Для регулирования скорости подачи применяются многоступенчатые коробки подач. Переключение ступеней производится вручную или с помощью электромагнитных фрикционных муфт (дистанционно).

В некоторых современных тяжелых токарных и карусельных станках для привода подачи используется отдельный широкорегулируемый электропривод постоянного тока. Угловая скорость двигателя изменяется в диапазоне до (100 - 200): 1 и более. Привод выполняется по системе ЭМУ - Д, ПМУ - Д или ТП - Д.

Для вспомогательных приводов токарных станков (ускоренное перемещение каретки суппорта, зажима изделия, насоса охлаждающей жидкости и др.) применяются отдельные короткозамкнутые асинхронные двигатели.

На современных токарных, токарно-винторезных и револьверных станках широко применяется автоматизация вспомогательных движений, а также дистанционное управление механизмами станка.