Автоматической коробки скоростей для станка

Коробки скоростей станка особенности, разновидности

На металлорежущих станках есть необходимость изменять скорость вращения шпинделя, при этом меняя усилие его крутящего момента. В зависимости от различных операций обработки металла требуются свои скорости вращения и усилия. Для настройки необходимого вращения в станках применяются специальные устройства, состоящие из наборов валов с зубчатыми колесами. Такие устройства называются коробками скоростей и коробками подач.

Коробки скоростей можно разделить по типу переключения. Существуют различные типы переключения, но наиболее распространены только два типа.

— Первый тип переключается при помощи скольжения валов с зубчатыми шестеренками.

— Второй тип переключается за счет муфт кулачкового или фрикционного типа.

Коробки, переключающиеся валами с шестеренками


Такого типа коробка скоростей станка наиболее распространена в современном станочном оборудовании. В этой коробке изменении скорости происходит при помощи блоков. Обычно несколько зубчатых колес соединяются в один блок, который скользит по валу. Как правило, используется три зубчатых колеса в одном блоке, иногда может использоваться четыре зубчатых колеса. При скольжении по валу происходит зацеплении е разных зубчатых колес с разными передаточными числами. Благодаря изменению передаточных чисел, изменяется скорость вращения шпинделя.

Коробки, переключающиеся кулачковыми муфтами

В такого типа коробках, также используются наборы валов с разного диметра шестернями. Но в отличии от скользящих блоков, шестерни тут расположены на валах неподвижно. Кроме того шестерни находятся в постоянном сцеплении с другими, а для переключения передаточных режимов используется подключение вращения вала. Разные валы вращаются с разной передаточной скоростью, поэтому подключив тот или иной вал, меняется и скорость шпинделя. Валы подключаются при помощи механизма кулачковой муфты. Муфта с кулачками может совершать скользяще-поступательные движения, при этом при движении направо подключается правый вал, а при движении налево, левый вал. Кулачки это прочная конструкция. Они могут передавать значительные усилия. Но есть одна особенность производить переключение скорости кулачковой муфтой можно только на выключенном вращении, иначе кулачки могут выйти из строя.

Коробки, переключающиеся муфтами фрикционного типа

В отличии от жесткого сцепления кулачковых муфт, при помощи фрикционных муфт сцепление можно передать более мягко. В фрикционных муфтах используются специальные диски, которые прижимаются к друг другу с помощью мощных пружин. При сжатии между дисками создается значительное трение, которое может передавать большие усилия. При этом во время включения не происходит резких толчков, т.к. диски проскальзывают и смягчают усилие. Благодаря этому коробку с фрикционными муфтами можно переключать при работающем вращении станка. Особенно часто в станках фрикционные муфты применяются для переключения типов вращения шпинделя с прямого на обратное, и наоборот. При сильном проскальзывании дисков, муфта подлежит регулировке и подтяжке.

Источник

Коробки скоростей станков

Современные металлорежущие станки устроены таким образом, что вращательное движение их электродвигателей требуется передавать шпинделю, причем делать это таким образом, чтобы была возможность изменять транслируемую мощность, крутящий момент и число оборотов в определенных пределах. Для этого используется механизм, называемый коробкой скоростей.

Эти конструкции достаточно сложны, обходятся весьма недешево в производстве, однако в металлорежущих станках используются практически повсеместно. Основными их элементами являются зубчатые колеса и валы. Следует заметить, что коробки скоростей современного станочного оборудования весьма компактны, просты в управлении и эксплуатации.

Вращательный момент на их входе поступает со шкива постоянной скорости, приводимым в движение электродвигателем, связанным с ним зубчатой, цепной, ременной или клиноременной передачей.

Для того чтобы изменять количество оборотов шпинделя, в конструкции коробок скоростей станков предусмотрено несколько рукояток (в некоторых моделях оборудования она всего одна). Разгрузка шпинделей этого оборудования в случае наличия коробки скоростей является существенным преимуществом. В отличие от ременных, зубчатые передачи обеспечивают действительно жесткую кинематическую цепь движения, которая исключает проскальзывания. Это обстоятельство очень важно при проведении на станках многих операций (например, нарезания резьбы резцами).

Конструкции коробок скоростей и коробок подач современного станочного оборудования весьма разнообразны, однако в общем и целом они представляют собой ни что иное, как сочетание целого ряда достаточно типовых и несложных деталей, механизмов и узлов. Они скомпонованы и взаимодействуют между собой таким образом, чтобы обеспечивать изменение количества оборотов ведомых валов (шпинделей, ходовых валов и винтов).

Во всех современных металлорежущих станках коробка скоростей представляет собой одну из важнейших их частей. С ее помощью изменяется количество оборотов шпинделя.

Все детали и узлы, из которых состоит коробка скоростей, располагаются в специально разработанном и изготовленном корпусе. Он отливается из чугуна, а перед сборкой коробки проходит соответствующую обработку.

Основными функциональными деталями коробок скоростей являются блоки шестерен, зубчатые колеса, рейки, валы, зубчатые муфты, рукоятки и пр.

Сама процедура переключения скоростей состоит в том, что при помощи рукояток производится смена кинематических условий, в которых находятся зубчатые колеса. В результате этого осуществляется изменение передаточного числа и, соответственно, частоты вращения шпинделя.

Для обеспечения возможности переключения скоростей вращения шпинделей станочного оборудования, рукоятки размещаются непосредственно на внешней стороне коробки, что обеспечивает к ним легкий и удобный доступ. Эти элементы управления с помощью рычагов и других конструктивных элементов связаны с зубчатыми муфтами и блоками шестерен, которые и меняют непосредственно конфигурацию передач.

Одной из важнейших частей коробок скоростей является шпиндель. Именно на нем закрепляется различный инструмент или специальная оснастка (например, патроны, в которые зажимаются обрабатываемые заготовки или детали). Шпиндель представляет собой конечный элемент конструкции коробки скоростей.

С точки зрения структурной схемы станочного оборудования, коробки скоростей – это элементы приводов, обеспечивающих ступенчатое регулирование главного движения. К ним предъявляется целый ряд требований, среди которых основными являются обеспечение постоянства скоростей, передача усилий, удобство управления, быстродействие и габаритные размеры.

Источник

АКП 309-16 Автоматическая коробка передач (скоростей) для токарно-винторезного станка
схемы, описание, характеристики

Сведения о производителе автоматической коробки передач АКП 309-16

Производители АКП 309-16 — Псковский завод зубчатых колес и Покровский Завод Станочного Оборудования.

Псковский завод зубчатых колес выпускал, также, автоматическую коробку скоростей АКС 309-16-51 — полный аналог АКП 309-16, но имеющий корус другой конструкции.

АКП 309-16 Автоматическая коробка передач (скоростей). Назначение, область применения

Унифицированные автоматические коробки передач серии АКП 309-16 (АКС 309-16) климатического исполнения О, категории размещения 4.1 по ГОСТ 15150-69 применяются в главном приводе станков токарной, сверлильной и фрезерной групп. Коробки можно использовать в универсальных станках, автоматах и полуавтоматах, в станках с программным управлением.

АКП позволяет сосредоточить в механической передаче все операции управления главным приводом.

  • пуск
  • торможение шпинделя;
  • ступенчатое регулирование скорости (частоты вращения) шпинделя

Кроме того, АКП обеспечивает высокую скорость переходных процессов, защиту деталей главного привода от перегрузок и удобство работы.

АКП обеспечивает ступенчатое регулирование скорости (частоты вращения) шпинделя на холостом ходу или в процессе резания в широком диапазоне с постоянной мощностью.

Привод АКП осуществляется от нерегулируемого или регулируемого электродвигателя.

Принцип работы и особенности конструкции АКП

Автоматическая коробка передач (скоростей) АКП 309-16 применяется в разделенном приводе главного движения токарно-винторезных станков серии 16д20 и 16д25.

Вращение шпинделя осуществляется от электродвигателя через АКП и переборную коробку в шпиндельной бабке соединенными поликлиновыми ременными передачами.

Автоматическая коробка скоростей АКП 309-16 предназначена для переключения частот вращения шпинделя на холостом ходу и в процессе резания, имеет 6 электромагнитных муфт, включение которых в определенной последовательности позволяет получить 9 ступеней скорости и тормозить шпиндель станка.

Согласно паспортным данным АКП 309-16 выходная скорость вращения должна находится в диапазоне 125..2000 об/мин, при номинальной частоте на входном валу 1000 об/мин. Вращение с выходного вала передается на входной вал переборной коробки в шпиндельной бабке.

Коробка передач АКП 309-16 выполнена в виде самостоятельного узла и состоит из корпуса, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда с расточками для валов, расположенными в одной плоскости, который крепится на задней стенке тумбы левой тумбы станка узкой боковой поверхностью.

Внутри коробки смонтированы 2 параллельных вала с электромагнитными муфтами и паразитный вал. Путем переключения муфт в различных сочетаниях достигаюются 9 скоростей вращения выходного вала.

В коробке использованы электромагнитные фрикционные муфты с магнитопроводящими дисками и бесконтактным токопроводом:

  • ЭТМ 114-1А8 (1) — муфта переключения скоростей — 2,10 А
  • ЭТМ 114-2А8 (2,3,4,5) — муфта переключения скоростей — 2,10 А
  • ЭТМ 124-2А8 (6) — тормозная муфта — 2,84 А

Устройство АКП 309-16

В АКП использованы нормализованные электромагнитные муфты с магнитопроводящими дисками и бесконтактным токоподводом типа ЭТМ , , 4. Эти муфты не требуют специального обслуживания, им необходима лишь смазка. Компенсация износа дисков в муфтах происходит автоматически.

Муфты должны включиться в цепь постоянного тока на напряжение не ниже 24 В. Схемы соединений муфт представлены на рис. 8, 9.

В схему управления коробкой для муфт, установленных парами (М2—М3, М4—M5) следует вводить размагничивающие резисторы. Цель введения резисторов — размагничивание выключенной муфты. Например, размагничивание М2 при включенной М3 и наоборот.

Величина сопротивления размагничивающего резистора — 4,5RM,

где RM — сопротивление катушки муфты, Ом.

Для уменьшении пикового значения э. д. с. самоиндукции при отключении муфты следует шунтировать катушку сопротивлением равным (5—8) RM последовательно с диодом или применять другие «искрогасительные» элементы (шунтировании цепочкой RC, стабилитроном и т.д.).

Управление АКП осуществляется от контактной (релейной) пли бесконтактной схемы, управляющие сигналы на которую поступают от ручного пульта, командоаппарата или программного устройства.

Если переключение ступеней скорости шпинделя в процессе резания осуществляется на станках с подачей, зависящей от угловой скорости шпинделя, то переключение муфт может производиться при номинальном напряжений.

В станках с независимой подачей при переключении ступеней скорости шпинделя в процессе резания необходимо форсированное включение муфт.

Параметры форсирования, приблизительное трехкратное форсирование по напряжению, продолжительность импульса 100 — 300 мс. Величина паузы между командами на отключение муфт предыдущей ступени скорости должна находиться в пределах 50..100 мс. Большая пауза для более тяжелых станков.

Работа АКП 309-16

После нажатия кнопки «Пуск» на станке включается главный двигатель. Включаются двигатели маслостанций качающих масло на шпиндель и АКП. Шпиндель не вращается и не застопорен.

Переключателем, имеющим 1..9 позиций, выставляем желаемую скорость.

Рукоятку «включения шпинделя» переводим в положение «передний ход». При этом замыкается 2 муфты, одна из которых всегда на первичном валу АКС, а другая на вторичном валу, муфты замыкаются в соответствии с тем, что выбрано переключателем. Шпиндель начинает вращаться.

При переводе рукоятки «включения шпинделя» в положение «стоп», происходит следующее: Две муфты которые были замкнуты — размыкаются, в следующее мнгновение после размыкания этих муфт, замыкаются муфты №4 и №6 обе находящиеся на вторичном валу АКС, на время продолжительностью 3 секунды, что обеспечивает торможение шпинделя. По истечении 3 секунд, обсолютно все муфты размыкаются и шпиндель, который уже полностью остановился, можно вращать рукой. При всём этом главный двигатель продолжает вращаться.

Система смазки

Для охлаждения и смазки электромагнитных муфт, подшипников и зубчатых колес в коробке имеется встроенный маслонасос автоматически подающий масло.

Для смазки АКП следует применять масло марки Т22 или ИГП18. Тонкость очистки масла должна быть не более 25 мкм.

АКП с индивидуальной системой смазки имеют реверсивные встроенные насосы шиберного типа, представленные в табл. 5.

Периодичность полной замены масла при двухсменной работе должна быть 1 раз в шесть месяцев.

Коробки передач автоматические АКП 109-6,3 и АКП 309-16 имеют встроенные масляные насосы. Перед первым пуском коробок передач насосы должны быть налиты маслом через специальные отверстия в корпусе насосов.

Технические характеристики Автоматической коробки скоростей АКП 309-16

  • Номинальный нагрузочный момент на выходном валу — 400 Н.м
  • Пределы частот вращения выходного вала — 125..2000 об/мин
  • Номинальная частота вращения входного вала — 1000 об/мин
  • Количество прямых передач — 9
  • Количество обратных передач — нет
  • Направление вращения входного вала — любое
  • Коэффициент ряда частот вращения выходного вала — 1,41
  • Мощность приводного электродвигателя — 15 кВт
  • Время разгона — 2,5 с
  • Время торможения 2,0 с
  • Напряжение цепей питания электромуфт — 24 В
  • Рекомендуемые марки масел для смазки — Т22 ГОСТ 32-74, ВНИИ НП-403 ГОСТ 16728-78, И-20А ГОСТ 20799-75, ИГП18
  • Рекомендуемая емкость резервуара для масла — 25 л
  • Тип насоса смазки — С12-44, пластинчатый реверсивный нерегулируемый, подача 10 л/мин, рабочий объем 8,2 см 3 , номинальное давление на выходе 0,25 МПа
  • Масса — 260 кг

Станки с автоматической коробкой скоростей АКП 309-16

Привод токарно-винторезного станка с АКП 309-16

Фото автоматической коробки передач (скоростей) АКП 309-16

Автоматическая коробка скоростей АКП 309-16

Габаритные и присоединительные размеры АКП 309-16

Автоматическая коробка скоростей АКП 309-16

Кинематическая схема АКП 309-16

Порядок включения муфт в АКП 309-16

Схема соединений АКП 309-16

Параметры электромагнитных муфт АКП 309-16

АКП 309-16 Автоматическая коробка передач (скоростей). Видеоролик.

Связанные ссылки. Дополнительная информация

Источник

Читайте также:  Фрезерный станок закрытого типа
Оцените статью