2. Приводы с бесступенчатым регулированием скорости

Они достаточно широко применяются в металлорежущих станках как в цепях главного движения, так и в цепях подач.

Основными достоинствами таких приводов являются:

1. Возможность бесступенчатого регулирования чисел оборотов, чисел двойных ходов и подачи для получения наивыгоднейших режимов резания.

2. Возможность регулирования скорости на ходу станка и под нагрузкой, что позволяет автоматизировать управление и поддерживать постоянной скорость резания при обработке поверхностей переменного радиуса (отрезка круглого материала, торцовое обтачивание, точение конуса и др.), сокращая тем самым машинное и вспомогательное время. Изменяя режимы резания в процессе обработки, можно устранить вибрации.

3. Возможность плавного пуска и торможения шпинделя, что особенно важно для тяжелых и быстроходных станков.

К приводам с бесступенчатым регулированием относятся:

1. Регулируемый электродвигатель постоянного тока.

2. Бесступенчатая передача (вариатор) с одно- или многоскоростным электродвигателем переменного тока. Могут быть применены одновременно два вариатора.

3. Односкоростной электродвигатель переменного тока, бесступенчатая передача (вариатор) и шестеренная коробка скоростей.

4. Гидравлический привод.

Регулируемые электродвигатели постоянного тока являются основным вариантом для тяжелых станков с мощностью главного привода N > 50 кВт (токарные с диаметром обработки 1600 мм и более, расточные с диаметром шпинделя свыше 160 мм, карусельные с диаметром обработки 3000 .мм и более, продольно-строгальные и долбежные станки) и дополнительным вариантом для станков меньшей мощности (специализированные станки с автоматическим регулированием скорости вращения шпинделя - токарные, расточные, шлифовальные и др.), а также прецизионные станки с небольшой мощностью привода (координатно-расточные, резьбошлифовальные). Применение бесступенчатого привода в этих станках целесообразно при условии существенного повышения производительности, упрощения кинематики и обслуживания станка и при особых требованиях к шероховатости поверхности, что объясняется высокой стоимостью, весом и габаритными размерами электрооборудования, а также необходимостью иметь сеть постоянного тока или специальный агрегат для питания электродвигателя постоянного тока.

Следует иметь в виду, что стоимость электрических машин систем бесступенчатого регулирования в несколько раз выше стоимости асинхронного двигателя переменного тока.

В металлорежущих станках для бесступенчатого регулирования скоростей главного движения и подач находят применение бесступенчатые передачи гибкой связью (ременные, клиноременпые, цепные) и бесступенчатые фрикционные передачи (вариаторы), конструкции которых весьма разнообразны.. Механические вариаторы имеют, как правило, небольшой диапазон регулирования (4—8, редко 16) и рассчитаны на передачу мощности N = 2,5- 10 кВт, а иногда до 25 кВт. Им свойственно непостоянство передаточного отношения при изменении нагрузки.

При выборе типа вариатора для конкретного случая необходимо учитывать диапазон регулирования, передаваемую мощность, величину скольжения, удобство управления, возможность изоляции от смазки (или передач, работающих всухую), быстроту изменения скорости ведомого вала при равномерном перемещении регулирующего скорость элемента, технологичность конструктивного решения.

Достоинствами применения гидроприводов являются:

а) значительный диапазон регулирования скорости (R_п = 50 - 60 и выше);

б) получение больших тяговых сил и мощностей при малых размерах и малом весе механизмов;

в) возможность управления режимами резания во время движения и осуществление автоматического изменения режимов резания по заданной программе;

г) плавность движений, способствующая увеличению стойкости режущих инструментов и в некоторых случаях повышению режимов резания;

д) применение в гидравлических системах стандартных и нормализованных узлов и механизмов;

е) автоматическое предохранение механизмов станка от перегрузок;

ж) простота автоматизации рабочего цикла и осуществления дистанционного управления;

з) самосмазываемость механизмов гидропривода;

и) плавное реверсирование с высокой частотой и торможение.

К недостаткам гидропривода следует отнести:

а) потери на трение в трубопроводах и в местах изменения скорости и направления течения жидкости, которые ограничивают скорости потока в гидросистемах до 9—10 м/сек;

б) внутренние и наружные утечки рабочей жидкости, снижаю­щие к.п.д. и ухудшающие характеристики работы гидросистем;

в) изменение температуры и вязкости рабочей жидкости, а также сжимаемость жидкости вызывают изменения скорости движения механизмов;

г) проникновение воздуха в гидросистему вызывает неравномерное, скачкообразное движение рабочих механизмов.

Бесступенчатое регулирование не имеет больших преимуществ перед ступенчатым при φ≤l,26. Это объясняется возможными разбросами при определении скорости резания, незначительным влиянием ее отклонений на стоимость обработки, колебаниями числа оборотов шпинделя на ±5% вследствие изменения частоты и напряжения в сети переменного тока и скольжения в электродвигателе и вариаторе при изменении нагрузки.

В цепях подач могут применяться те же типы приводов, что и в цепи главного движения. Последним звеном цепи подач является ходовой винт и гайка, зубчатое колесо и рейка, кулачковый механизм, поршень - цилиндр.

.