31 Двигатели следящих приводов подач.
Сегодня в основном используются двигатели постоянного тока, т.к. ими легче управлять. Они управляются напряжением на якоре. В связи с высокими требованиями к динамике следящих приводов были разработаны специальные двигатели постоянного тока, которые отличаются меньшей инерционностью якоря.
Используются двигатели либо с независимой обмоткой возбуждения, либо с постоянными магнитами.
Для смены направления вращения (реверсирования) двигателя изменяется полярность напряжения либо на якоре, либо на обмотке возбуждения.
Двигатели постоянного тока имеют щетки, коллектор. В момент запуска пусковой ток многократно превышает номинальное значение, что может привести к выходу из стоя двигателя.
Обычно обмотки якоря укладываются в пазы.
Более лучшие результаты с точки зрения динамики дает способ укладки обмотки непосредственно на гладкую поверхность полого цилиндрического якоря.
Этот способ позволяет уменьшить инерцию якоря и увеличить перегрузочную способность при переходных процессах до 7-8 раз.
Еще большую перегрузочную способность можно получить при использовании постоянных магнитов, особенно самарий-кобальтовых (ферриты). В этом случае перегрузочная способность возрастает до 14 раз. Появляется возможность создания низко - оборотных двигателей с частотой вращения до 1000 об/мин. Такие двигатели во многих случаях позволяют отказаться от применения сложного, дорогостоящего беззазорного редуктора и непосредственно соединить вал двигателя с ходовым винтом станка.
Некоторое применение получили асинхронные двигатели переменного тока с управлением частотой питающего напряжения.
Недостатки:
1. сложная и дорогая система управления;
2. умеренные динамические характеристики двигателя.
Важнейшим направлением является создание и широкое применение бесконтактных двигателей постоянного тока, представляющих собой синхронные двигатели, электрическое переключение обмоток которых осуществляется по сигналам с датчика положения ротора. Величина напряжения на этих обмотках - это есть управляющий сигнал.
Двигатели имеют очень низкую инерцию, а управление ими лишь не намного сложнее, чем управление обыкновенными двигателями постоянного тока. Синхронные двигатели не имеют коллекторов и поэтому они являются более надёжными и износостойкими.
32 Механические передачи станков с чпу.
К ним предъявляются особые требования:
1. точность, особенно если эти передачи не охвачены обратной связью;
2. износостойкость, т.к. для ремонта или регулировки приходится останавливать дорогостоящие станки с ЧПУ;
3. высокий КПД, т.к. в противном случае кроме пустой траты энергии приходится увеличивать мощность двигателя, что приводит к увеличению стоимости станка, увеличению габаритов, увеличении инерционности, а значит к снижению производительности;
4. в большинстве случаев требуется позаботиться об обеспечении беззазорности механических передач.
Существуют следующие способы обеспечения беззазорности.
1. Нагрузка передач внешней силой. Например, либо с помощью подвешенного груза, либо с использованием пневмогидроцилиндра, либо пружины.
Способ позволяет полностью избавиться от влияния зазоров, однако нагружающая сила должна быть на 20-30 % больше, чем действующие против нее силовые нагрузки. Это приводит к преждевременному износу механических передач.
2. Использование в одной передаче 2-х элементов, смещаемых для регулирования зазора друг относительно друга в осевом направлении с последующим жестким закреплением.
В винтовых передачах часто используется поворот одной из гайки.
Полугайки 1 и 2 фиксируются в угловом направлении с помощью зубьев z1 и z2.
При повороте полугайки 1 на величину зуба, величина зазора уменьшается на величину:
При повороте гайки 2 в том же направлении величина зазора увеличивается на величину:
Итоговое изменение зазора:
Таким образом, используя дифференцированный принцип, суммирование двух достаточно грубых движений достигается достаточно точная регулировка зазора.
Рассмотренные последние два способа регулировки возможны лишь в случае равномерного износа ходового винта. В противном случае требуется его перешлифовка.
3. Создание внутренних сил в передаче.
Для этого первая из полугаек делается неподвижной, вторая отжимается от нее с помощью постоянной силы, чаще всего пружиной.
Точно также необходимо позаботиться о беззазорности всех остальных передач в частности о беззазорности муфт, обладающих достаточной жесткостью кручения. Весьма перспективными являются сильфонные муфты.
