Тема 7.1. Назначение, классификация и основные требования к электроприводу металлорежущих станков.

МОДУЛЬ 7. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Тема 7.1. Назначение, классификация и основные требования к электроприводу металлорежущих станков.

Металлорежущие станки предназначены для механической обработки заготовок из металла путем резания - снятия стружки с помощью режущего инструмента.

В качестве режущих инструментов используются резцы, фрезы, сверла, развертки, шлифовальные круги, ножовочные полотна и др.

В зависимости от характера производимых работ, вида применяемых инструментов и формы образуемой поверхности деталей все металлорежущие станки делятся на 9 групп:

1.Строгальные

2.Фрезерные

3.Токарные

4.Сверлильные и расточные

5.Шлифовальные

6.Отрезные

7. Резьбо- и зубообрабатывающие

8.Долбежные

9.Комбинированные

По массе и размерам различают станки нормальные (до 10 тонн), крупные (от 10 до 30 тонн), тяжелые (от 30 до 100 тонн), уникальные свыше 100 тонн.

При обработке заготовки необходимые перемещения ее относительно режущего инструмента осуществляются главным движением и движением подачи. Например, в токарно – винторезном станке главным движением является вращение шпинделя с зажатой в нем заготовкой, а движением подачи – продольное и поперечное передвижение суппорта с зажатым в нем резцом.

Особенности электропривода металлорежущих станков.

Главные приводы токарных, расточных, шлифовальных и фрезерных станков работают в продолжительном режиме с практически постоянной нагрузкой на валу двигателя. Главные приводы строгальных и отрезных станков работают в продолжительном режиме, но с резкопеременной нагрузкой. В повторно-кратковременном режиме работают главные приводы сверлильных и заточных станков и приводы подач практически всех станков. В кратковременном режиме работают приводы быстрых перемещений суппортов, а также приводы зажимных устройств и подобных механизмов.

Кроме основных, вышеперечисленных приводов, в ЭП станков применяются вспомогательные механизмы, работающие как правило, в продолжительном режиме: насосы охлаждающей жидкости, смазочных систем и гидравлических систем, приводы вентиляторов и т.д.

Одним из важнейших вопросов автоматизации металлорежущих станков является выбор типа ЭП главного движения и движения подачи. При выборе учитывается ряд факторов, которые обусловлены особенностями технологического процесса:

1.Диапазон и плавность регулирования скорости двигателя.

2.Характер нагрузки (постоянная или переменная).

3.Режим работы (продолжительный, повторно-кратковременный, кратковременный).

4.Наличие реверса.

5.Наличие электрического и электромеханического торможения.

6.Жесткость механических характеристик.

7.Мощность, КПД, cos двигателя.

8.Надежность, простота обслуживания и наладки.

Для главных приводов токарных, фрезерных, расточных и др. станков с редкими включениями и небольшим диапазоном регулирования скорости при постоянной нагрузке на валу двигателя применяются трехфазные АД с КЗР.

На продольно-строгальных, кругло - и плоскошлифовальных и др. станках, работающих с высоким диапазоном регулирования скорости или в режиме частых реверсов, применяют системы «Генератор-двигатель» с магнитным усилителем в качестве возбудителя (на постоянном токе) или системы «Тиристорный преобразователь – двигатель» (на переменном токе).

Приводные двигатели станков должны быть надежно защищены от вредного влияния окружающей среды (попадания в них машинного масла, эмульсии, металлической и абразивной пыли). Поэтому в большинстве случаев следует выбирать закрытые двигатели с наружным обдувом или с естественным охлаждением. Двигатели переменного тока выбирают из серии 4А (АД с КЗР одно- и многоскоростные), а также серии 4АВ и 4АП – встраиваемые и повышенной точности. Двигатели постоянного тока выбирают из серии 2П, ПС, ПСТ, ПБСТ – специальные закрытые двигатели с естественным охлаждением: ПС- без встроенного тахогенератора, ПСТ и ПБСТ со встроенным тахогенератором. АД с ФР применяются в главных приводах редко из-за высокой стоимости и низкого КПД.

Для электроприводов подачи небольших станков применяются АД с КЗР с повышенным пусковым моментом серии ОАП и АС, а регулирование скорости подачи в этом случае производится изменением передаточного числа коробки подачи или изменением числа пар полюсов двигате÷ ля. В тех случаях, когда требуется плавное изменение скорости подачи (в тяжелых карусельных, фрезерных и шлифовальных станках) применяются двигатели постоянного тока, управляемые по системе ПМУ-Д, Г-Д илиТП-Д.

Для главных приводов металлорежущих станков перепад угловой скорости при изменении нагрузки на валу двигателя от холостого хода до номинального значения не должен превышать ±5 ÷ 10%.