Модернизация агрегатных станков с числовым программным управлением

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Патентно-информационный поиск и обзор конструкций современных горизонтальных многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ и их узлов

1.1 Анализ конструкций станков аналогов

2. Описание конструкции спроектированного станка

2.1 Выбор типа компоновки станка

2.2 Система ЧПУ и контроля станка

2.3 Предварительный расчет режимов резания

3. Расчеты

3.1 Определение мощности привода и выбор двигателя

3.2 Кинематический расчет

4. Описание разработанной гидравлической схемы

5. Описание монтажа и регулировки шпиндельного узла и всего привода главного движения. Обеспечение точности шпинделя (порядок сборки, регулировки и натяг подшипников, выбор и описание системы смазки подшипников и остальных деталей, требование точности, измерение, взаимодействие привода с УЧПУ, датчики обратной связи, эксплуатационное обслуживание привода главного дыижения)

5.1 Обзор требований, выбор материала и термообработки для изготовления шпинделя

5.2 Обоснование диаметра передней шейки шпинделя, межопорного расстояния

5.3 Выбор типа подшипников для опор шпинделя

5.4 Выбор способа создания и регулирования предварительного натяга подшипников

5.5 Обоснование метода и системы смазывания шпиндельных опор

5.6 Описание уплотнений шпиндельных опор

5.7 Обоснование допускаемых отклонений размеров поверхностей сопряженных с подшипниками опор шпинделя

5.8 Определение усилия зажима инструмента в шпинделе

5.9 Разработка устройства зажима-разжима инструмента

5.10 Особенности монтажа кареток и шин направляющих

5.11 Обоснование технических требований

6. Охрана труда

6.1 Общие требования к конструкции станка

6.2 Защитные устройства (ограждения)

6.3 Предохранительные и блокирующие устройства

6.4 Узлы включения и тормозные устройства

6.5 Органы управления

6.6 Системы сигнализации

6.7 Электробезопасность

6.8 Системы смазки, охлаждения, гидросистемы

6.9 Рабочие площадки, лестницы

6.10 Допустимые уровни шума и вибрации

6.11 Местное освещение станка

6.12 Окраска оборудования

6.13 Взрывопожаробезопасность оборудования

6.14 Требования к размещению оборудования и организации рабочего места

6.15 Параметры микроклимата, запыленность, загазованность на рабочем месте, способы и средства их нормализации

7. Экология

7.1 Обеспечение требований эргономики

7.1.1 Удовлетворение требований к органам управления, пультам системы управления, к оградительным устройствам

7.1.2 Удовлетворение требований к компоновке рабочего места

7.1.3 Выбор типа панелей информации и средств ее отображения

7.2 Обеспечение требований экологии

7.2.1 Действующие и потенциальные опасности и вредности для окружающей среды при эксплуатации станка

7.2.2 Средства и способы устранения опасностей и вредностей

8. Экономическое обоснование проекта

8.1 Основные показатели экономического обоснования

8.2 Подготовительные расчеты

8.3 Расчет полезного эффекта

8.4 Расчет верхнего предела отпускной цены

8.5 Расчет нижнего предела отпускной цены

8.6 Коэффициент наукоемкости

9. Экономическое обоснование проекта

9.1 Основные показатели экономического обоснования

9.2 Подготовительные расчеты

9.3 Расчет полезного эффекта

9.4 Расчет верхнего предела отпускной цены

9.5 Расчет нижнего предела отпускной цены

9.6 Коэффициент наукоемкости

Литература



Введение

Изготовление большинства деталей машин, работающих в любой отрасли промышленности невозможно без применения металлообрабатывающих станков.

Перед конструкторами-станкостроителями стоят серьезные задачи, вновь создаваемые станки должны быть общественно-целесообразными, технически и эстетически совершенными, экономичными. Известно, что один и тот же станок, отвечающий всем этим требованиям, может иметь различную кинематику, конструкцию, компоновку, форму. В свою очередь какой-то станок определенного конструктивного решения может изготовляться при разном уровне организации производства, различными технологическими приемами и может иметь различное качество исполнения. Только оптимальное сочетание удачного конструктивного решения, современных прогрессивных технологических процессов, совершенных форм организации производства (обеспечивающих повышение производительности, снижение трудоемкости, максимальный экономический эффект и рентабельность) и высокого качества изготовления может обеспечить создание станка, отвечающего требованиям эксплуатации, экономичного и обладающего высоким эстетическим качеством. Очень важным является требование патентоспособности и патентной чистоты. Все эти задачи с успехом могут быть решены только при правильной организации труда коллектива конструкторского бюро , повседневном повышении знаний конструкторов, при учете в процессе проектирования современных требований, предъявляемым к станкам, и современных направлений развития станкостроения.

Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции. Огромное влияние на повышение производительности оказывает оборудование, на котором выполняются технологический процесс. Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию более совершенных машин и снижению их себестоимости. Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемирного внедрения методов технико-экономического анализа.

Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно высокую точность обработанных деталей. Ответственные поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с ЧПУ с погрешностью в доли микрометров, а шероховатость поверхности при работе алмазным инструментом не превышает сотых долей микрометра.

Требования к точности в машиностроении постоянно растут, и это, в свою очередь, ставит новые задачи перед станкостроением.

Особое развитие в последние годы получило числовое программное управление. ЧПУ превращают станок в станочный модуль, сочетающий гибкость и универсальность с высоким уровнем автоматизации. Станочный модуль способен обеспечить обработку заготовок широкой номенклатуры в автономном режиме на основе малолюдной технологии.

Совершенствование современных станков должно обеспечивать повышение скоростей рабочих и вспомогательных движений при соответствующем повышении мощности привода главного движения. Исключительное значение приобретает повышение надежности станков за счет насыщения их средствами контроля и измерения, а также введения в станки систем диагностирования.

Повышение скоростей рабочих и вспомогательных движений связано с дальнейшим совершенствованием привода станков, шпиндельных узлов, тяговых устройств и направляющих прямолинейного движения. Дальнейшее повышение скоростей потребует поиска новых конструкций, использующих иные физические принципы. Примерами таких конструкций могут послужить широко применяемые за рубежом и внедряемые в отечественном станкостроении «мотор-шпиндели» и линейные двигатели.

В настоящее время повысился спрос на многооперационные станки, в связи с этим увеличилось число заводов-изготовителей, создающих такие станки часто на базе универсальных станков.

В настоящее время и в обозримом будущем потребуется создание новых моделей станков, станочных модулей, гибких производственных систем, поэтому будущие специалисты-станкостроители должны владеть основами конструирования станков и их важнейших узлов. Для успешного применения вычислительной техники при конструировании необходимо хорошо знать содержание процесса проектирования всех видов станочного оборудования, владеть методами его моделирования и оптимизации.

Современный станок органически соединил технологическую машину для размерной обработки с управляющей вычислительной машиной на основе микропроцессора. Поэтому специалист-станкостроитель должен хорошо понимать принципы числового программного управления станками владеть навыками подготовки и контроля управляющих программ. Он должен знать устройство и возможности микропроцессорных средств управления, основные их характеристики и возможности применительно к станочному оборудованию.



1. Патентно-информационный поиск и обзор конструкций современных горизонтальных многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ и их узлов

1.1 Анализ конструкций станков аналогов

Так как проектируемый станок будет выполняться на базе токарного станка с использованием силовых столов, то обзор конструкций необходим как тех, так и других. И по возможности, так как проектируемый станок специальный, то и специальных станков.

По компоновке привод главного движения станков с ЧПУ не отличается от привода универсальных станков с ручным управлением. Разделённый привод чаще всего применяется в небольших и средних станках, особенно при использовании унифицированных коробок скоростей, а также сменных (модульной конструкции) шпиндельных узлов с различными типами опор. Чтобы исключить поступление теплоты от коробки скоростей на шпиндельный узел высокоскоростного станка (nmax = 5000 об/мин) их корпуса разделяют (рис. 1.1). При выборе приводного элемента следует учитывать, что привод с мотор-шпинделем отличается компактностью и простотой конструкции, особенно при вертикальном расположении оси шпинделя или при его перемещении по координате Z. В этом случае приходится решать вопросы, связанные с отводом теплоты и с увеличением габарита шпиндельной бабки, определяемого размерами элементов двигателя. Привод главного движения с мотор-шпинделем имеют, например, станки моделей Partner L-100V фирмы Mori Seiku (Япония) и Multiplex 620 фирмы Yamazaki (Япония).

Ременная передача (чаще всего поликлиновая) обеспечивает плавное вращение и отсутствие шума, предохраняет от перегрузки, но создает существенные радиальные нагрузки на консольной части шпинделя и имеет ограничения по передаваемому моменту. Она обычно применяется в высокоскоростных небольших и средних станках, особенно при регулировании частоты вращения напрямую. Так, например, станок мод. BNC 500-фирмы Voest-Alpine (Австрия) (nmax =6000 об/мин, максимальный крутящий момент Mmax= 800 Hм) имеет ременный привод на шпиндель, а станок мод. BNC 700 (nmax=3150 об/мин, Mmax =7000 Нм) -- привод с зубчатым перебором и косозубыми колесами высокой точности.

В некоторых станках (особенно с унифицированной коробкой скоростей в виде отдельного узла) применяются устройства для уменьшения натяжения ремня при чистовых режимах обработки, требующих передачи меньшего крутящего момента. Станки с коробкой скоростей, встроенной в шпиндельную бабку обеспечивают благоприятное (с точки зрения деформации шпинделя) расположение приводного элемента близи передней опоры.

Рисунок 1.1 Коробка скоростей высокоскоростного станка.

Для объединения преимуществ зубчатой и ременной передач иногда применяется комбинированный привод (рис. 1.2), в котором высокие частоты вращения при меньшем крутящем моменте передаются ременной передачей, а низкие - зубчатой передачей.

Рисунок 1.2 Коробка скоростей с комбинированным приводом.

В соответствии с развивающейся тенденцией по созданию блочномодульных конструкций, в приводах главного движения токарных станков широко используются унифицированные коробки скоростей (редукторы), кинематические и силовые характеристики которых соответствуют применяемым регулируемые двигателям. Такие соосные с двигателями компактные двухступенчатые планетарные коробки с косозубыми колесами (обеспечивающие imax=1, imin=3,17 или 4, nmax=9000 об/мин, Pmax= 42 кВт, Mmax=1600 Н*м) выпускает фирма Zahnradfabrik Friedrichshafen (ФРГ). Такую коробку имеет привод главного движения (рис. 1.3) станка мод. ВNС 700. Коробка 2 соединена непосредственно с двигателем 1. Ее выход может быть выполнен в виде вала под шкив ременной передачи либо в виде зубчатого перебора с косозубыми колесами 3 и 4 передающими вращение на шпиндель 5 станка.



Рисунок 1.3 Привод главного движения станка мод. ВNС 700

Фирма Barufaldi (Италия) выпускает двухступенчатую унифицированную зубчатую коробку (рис. 1.4) Вращение от вала 1 двигателя передается на выходной вал 5 напрямую либо через зубчатые колеса, расположенные на промежуточном валу 2. Диапазоны переключают с помощью вилки 3 и зубчатой муфты 4, которая перемещается посредством отдельного электромеханического привода. При фиксированном нейтральном положении муфты привод главного движения отключается, а вращение шпинделем осуществляется от автономного привода подачи по координате С.

Рисунок 1.4 Унифицированная зубчатая коробка.

Технологические возможности токарных станков с ЧПУ расширяются при применении двух револьверных головок (рис. 1.5). При этом револьверная головка 2 кроме обработки заготовки, закрепленной в патроне рабочего шпинделя 4, выполняет роль второго рабочего шпинделя при обработке со стороны отрезки. Револьверная головка 3 не перемещается.

Токарные станки с ЧПУ с компоновками револьверных головок, показанными на рис. 1.5 и 1.6, выпускают фирмы Gildemeister (Германия), Ebosa (Швейцария), Monforts (Германия), Traub (Германия), Biglia (Италия), Boley (Германия) и др.

Фронтальные одно- и двухшпиндельные токарные станки с ЧПУ выпускают фирмы Pittler, Weisser и Emag (Германия), Minganti (Италия), Heyligenstaedl (Германия) и др.

Рисунок 1.5 Расположение двух шпинделей и двух револьверных головок на токарном станке с ЧПУ мод. GT50 фирмы Gildemeister.

Рисунок 1.6 Расположение двух шпинделей и двух револьверных головок на токарном станке с ЧПУ мод. BNE-42S фирмы Miyano.

Рисунок 1.7 Компоновка токарного станка с ЧПУ с наклонным расположением суппортов и двумя револьверными головкам: 1- приводной электродвигатель, 2- узел шпинделя, 3- верхний суппорт, 4- верхняя револьверная головка, 5- задняя бабка, 6- нижняя револьверная головка, 7- нижний суппорт.

Применение токарных станков с несколькими шпиндельными головками и суппортами позволило значительно сократить время, затрачиваемое на обработку заготовок и расширить технологические возможности токарных станков. Примеры выполняемых операций показаны на рис. 1.7.

Рисунок 1.8 Возможности обработки при использовании двух револьверных головок и двух соосных шпинделей

На станках с одной револьверной головкой 1 применяют традиционную компоновку токарно-револьверных автоматов (рис. 1.8.а). При применении двух револьверных головок 1 и 2 используют компоновку, показанную на рис. 1.8.б. Токарные станки с ЧПУ такой компоновки выпускают фирмы Index, Traub, Gildemeister (Германия) и др.

А) б)

Рисунок 1.9 Расположение револьверных головок при их вертикальной компоновке: а- с одной револьверной головкой, б- с двумя револьверными головками.

С целью расширения технологических возможностей и, в частности, для обработки заготовки с двух сторон выпускают токарные станки с ЧПУ с двумя револьверными головками и двумя соосными шпинделями.

Рисунок 1.10 Компоновка вертикальных одно- и двухшпиндельных токарных станков с ЧПУ: а, б- одношпиндельные с одним и двумя суппортами; в, г, д, е- двухшпиндельные с одним, двумя и тремя суппортами; ж, з- одношпиндельные с одним и двумя суппортами; и- двухшпиндельный.

Станок многоцелевой токарно-револьверный патронно-прутковый с ЧПУ мод. 1П420ПФ40

Станок предназначен для токарной и доделочной сверлильно-фрезерной обработки деталей типа тел вращения из стали, чугуна и цветных сплавов из прутка диаметром до 50 мм в автоматическом цикле, а также штучных заготовок диаметром до 200 мм в полуавтоматическом цикле в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Рисунок 1.11 Станок многоцелевой токарно-револьверный патронно-прутковый с ЧПУ мод. 1П420ПФ40

Особенности конструкции

полная токарная обработка, включая криволинейные поверхности,

обработка внецентровых отверстий с нарезанием резьбы на торце и по периферии детали, фрезерование прямолинейных и криволинейных пазов, а также лысок и кулачков;

осевые и ортогональные сверлильно - фрезерные головки для вращающегося инструмента в любой из 12 позиций револьверной головки;

станок имеет автоматический гидрофицированный механизм зажима заготовок (диаметром до 200 мм) в трехкулачковом патроне

привод вращения шпинделя - двигатель постоянного тока мощностью 22 КВт;

привода подач - высокомоментные электродвигатели;

возможность токарной обработки с большими усилиями резанья и на высоких скоростях;

применение высокоточных подшипников в опорах шпинделя, накладок из наполненного фторопласта в направляющих суппорта, системы измерения детали с автоматической коррекцией положения инструмента позволяет достичь высокой точности обработки;

наклонные направляющие станины и встроенный транспортер обеспечивают свободный сход стружки и ее автоматическое удаление.

Технические характеристики:
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	400
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм штучной заготовки	200
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм штучной из прутка	50
Конец шпинделя	2-6Ц
Наибольшее сечение резцов, мм	25*25
Наибольшие размеры вращающегося инструмента, мм:
- диаметр сверла	12
- ширина дисковой фрезы	6
- диаметр концевой фрезы	20
- метчиков	М12
Наибольшие перемещения суппорта, мм в продольном направлении	630
- в поперечном направлении	240
Точность позиционирования, мкм:
- суппорта в продольном направлении	25
- суппорта в поперечном направлении	10
- шпинделя (круговая координата С)	2'
Скорость быстрых перемещений суппорта, м/мин:
- в продольном направлении	15
- в поперечном направлении	10
Величины рабочих подач суппорта, мм/мин:
- в продольном направлении	3-6000
- в поперечном направлении	2-3000
Скорость быстрых круговых перемещений шпинделя, мин-1	20
Наибольший допустимый крутящий момент, Н*м:
- на главном шпинделе	500
- на инструментальном шпинделе	30
Частота вращения, об/мин:
- главного шпинделя	20-4000
- инструментального шпинделя	20-2500
Установленная мощность, КВт	35
Габаритные размеры, мм (длина * ширина * высота)	4130 *2260*2300
Общая площадь станка в плане (с приставным оборудованием) , м2	15



Устройство станка

Станок смонтирован на трубчатой литой чугунной станине с наклонными закаленными прямоугольными направляющими. Крестовый суппорт имеет механизм уравновешивания револьверной головки. На всех направляющих наклеены накладки из наполненного фторопласта для уменьшения сил трения при перемещении и улучшения характеристик разгона-торможения. Прецизионный шпиндель смонтирован на высокоточных радиально-упорных шариковых подшипниках в жестком чугунном корпусе шпиндельной бабки. Все это позволяет добиться высокой точности обработки. В станке предусмотрена встройка системы измерения детали и автоматической коррекции положения инструмента. Двенадцатипозиционная револьверная головка, с возможностью установки в любую позицию осевого и радиального инструмента, обеспечивает высокие технологические возможности станка. Жесткость и точность положения инструмента обеспечивается зажимом револьверной головки на высокоточные зубчатые полумуфты. Мощный привод главного движения, состоящий из двигателя постоянного тока и поликлиновой передачи на шкив шпинделя, позволяет вести высокоэффективную обработку на современных режимах. Применение в приводах подачи высокомоментных двигателей постоянного тока и шариковых винтовых пар в комплекте с фотоимпульсными датчиками обратной связи обеспечивает высокую точность перемещения суппорта и обработки детали. Значительное расширение технологических возможностей станка стало возможным благодаря наличию отдельного привода круговой подачи шпинделя в шпиндельной бабке и привода вращения инструмента в револьверной головке. Это позволяет производить обработку крепежных и резьбовых отверстий, различных пазов, плоскостей как на торце, так и на цилиндрической поверхности деталей. Применяемая оперативная система управления значительно упрощает процесс программирования благодаря наличию большого количества вспомогательных функций (циклы многопроходной токарной обработки, нарезания резьб резцом и метчиком, глубокого сверления и зенкерования осевым центровым и внецентровым, радиальным инструментом, фрезерования пазов и плоскостей, измерения детали и другие). Для выгрузки из рабочей зоны готовых деталей из пруткового материала установлено разгрузочное устройство. Станок комплектуется транспортером для уборки стружки.

Система управления

Станок оснащен устройством ЧПУ типа "Электроника МС 2101.05":

разработчик - НПО "ЭНИМС" г. Москва; - изготовитель - ПО "Счетмаш" г. Курск;

програмоноситель - память 32 Кб, кассета внешней памяти 16 Кб, оперативная память 16 Кб;

режим программирования - в ручном режиме с клавиатуры, возможна загрузка программы с перфоленты;

просмотр программы - дисплей;

выполняемые функции - команды M, S, T, циклы токарной обработки, резьбонарезания, глубокого сверления, фрезерования, измерения и др;

Высокопроизводительный токарный станок серии TNS 65

Исходя из основных типов, станки серии TNS 65 из системы агрегатирования могут применяться для производства малых серий на односуппортных станках до средних и крупных серий в двухсуппортном режиме, с контролем за процессом, с автоматическим потоком материала. На этих станках также могут выполняться все известные в настоящее время случаи и виды обработки: обработка в патроне, с прутка и валов, причем можно производить не только обточку, но также и комплексную обработку до готовой детали, которая включает все операции обточки, сверления и фрезерования.

На станках серии TNS 65 обрабатываются изделия комплексно, одним проходом. Концепция этого станка (для бесперебойной загрузки и разгрузки изделий отводится, например, третья револьверная головка из рабочей зоны после обработки изделия с заднего торца) и модулей автоматизации, согласованных для этого - в сочетании с высокопроизводительным управлением TRAUB ТХ 8 D - предлагают все условия для автоматизации по мере потребности. Особенно совмещение манипуляции + комплексной обработки открывают часто непредвиденные резервы автоматизации.

Компоновка станка

Наклонная станина, отличающаяся высокой жесткостью на скручивание и на изгиб, выполнена под углом 40°. На ней устанавливается тэрмосимметричная шпиндельная бабка и отдельные направляющие для продольного суппорта и задней бабки. Направляющие суппорта выполнены плоскими, по мере надобности на одну плоскость методом специальной запивки промежуточных полостей под давлением наносится антифрикционное покрытие. Hanpaвляющие надежно защищены от стружки и грязи.

Шпиндель станка

Шпиндель станка отличается высокой жесткостью, опирается на радиально-упорные высокопрецизионные подшипники, установленные с преднатягом без зазора. Смазка в подшипники залита на весь срок службы. Станок оснащается зажимной цангой и кулачковым патроном. Зажимные цилиндры выполнены с таким расчетом, чтобы свести нагрев до минимума.

Главный привод

Привод шпинделя станка осуществляется непосредственно от двигателя трехфазного тока с бесступенчатым регулированием через поликлиновые ремни. Двигатель трехфазного тока не требует ухода, а большой диапазон регулирования постоянной мощности этих современных приводов при обработке изделий в патроне двумя инструментами позволяет выполнять тяжелые черновые проходы и без механического перебора.

Механизированные зажимные устройства

Могут применяться все ходовые силовые зажимные устройства, а также и специальные зажимные средства, с полными и полыми зажимными цилиндрами.

Крестовой суппорт и револьверная головка

Суппорты приводятся в действие от серводвигателей через шариковую винтовую пару, установленную с преднатягом без зазора. Все три револьверные головки вставляются в идентичные резцедержатели. Индексация револьверных головок производится гидравлически, причем логика направления выбирает кратчайший путь индексации головки.

Схема привода

Серводвигатели с бесступенчатым программированием приводят в движение инструмент в трех револьверных головках. Приводимый инструмент в верхней револьверной головке приводится в движение точно синхронно со шпинделем станка с помощью электронной передачи. Положение и скорость вращения шпинделя управляются с помощью оси. С числового управления. Движение вращения может интерполироваться с движениями суппортов.

Рисунок 1.16 Схема привода

Методом «АТС» фирмы ТРАУБ автоматически высчитываются и записываются в память размеры инструмента после нажима на кнопку - за счет этого исключаются ошибки переноса данных. Быстрый и точный замер всех режущих кромок одного инструмента на станке способствует повышению гибкости в цехе. При применении приборов для настройки с ЧПУ можно автоматически переносить их данные замеров.

Технические характеристики



Токарный станок высокой точности ШАУБЛИН 130 CNC

Токарный станок высокой точности ШАУБЛИН 130-CNC является станком модульной конструкции. От станка с двумя осями вплоть до сложнейших агрегатных станков -- он дает пользователю возможность выбора наиболее подходящей для его нужд модели.

- вариант с 2 осями (X/Z), с головкой на 12 позиций для неподвижно закрепленных инструментов;

- вариант с 2 осями (X/Z), с позиционированием шпинделя и головкой на 12 позиций для неподвижных и поворотных инструментов (вплоть до 12 поворотных инструментов);

- вариант с 3 осями (X/Z/C) с головкой на 12 позиций для неподвижных и поворотных инструментов. Управление осью С обеспечивается двигателем постоянного тока;

- вариант с осями 2*2 (X/Z/U/V), с позиционированием шпинделя и двумя головками: одна - на 12 позиций для поворотных и неподвижных инструментов, другая на 12 позиций для неподвижных инструментов;

- вариант с 5осями (X/Z/U/V/C). С двумя головками: одна на 12 позиции для поворотных и неподвижных инструментов, другая на 12 позиций для неподвижных инструментов.

На головки, предназначенные для поворотных инструментов, инструменты можно устанавливать без ограничения по количеству (вплоть до 12) или по местоположению. Они монтируются в радиальном или фронтальном положении. Приводится в действие только рабочий поворотный инструмент. Все остальные остаются без движения.

Имеются различные возможности автоматизации за счёт добавления целого ряда вспомогательных приспособлений. Все варианты токарного станка могут быть установлены цехах с большой гибкостью применения.

Очень высокая точность обеспечивается за счёт высокой жёсткости, а также за счёт использования новейших методов обработки частей.

Высокая производительность обеспечивается приводом от двигателей постоянного тока, высокими скоростями шпинделей и подачи благодаря достаточной размерности компонентов, обильной подачей охлаждающей жидкости на рабочий участок, а также быстрым удалением стружки благодаря сильному наклону стола.

Облегчены пуско-наладочные работы благодаря легкому доступу к шпинделю и к инструментам, эргономичному размещению пульта программирования и управления, а также целому ряду неизменных циклов (персональные циклы ШАУБПИН) предусмотренных для непосредственного программирования текущих операций.

Большая гибкость в использовании и широкая область применения благодаря возможности выбора наиболее подходящего варианта, гибкости управления, приспособляющегося к конкретным проблемам пользователя, а также благодаря целому ряду вспомогательных приспособлений.

Возможности автоматизации посредством добавления вспомогательного оборудования, такого как приспособление для подачи пруткового материала, отделитель деталей, выталкиватель стружки и т. д.

Безопасность применения обеспечивается большим цельным защитным приспособлением, блокировкой смотровой дверцы во время работы станка, контролем за зажимом детали, контролями за давлением воздуха и масла, пред охранительными муфтами на всея осях и т.д.

Токарные прецизионные станки серии ТС

Токарные прецизионные станки серии ТС производства фирмы Spinnеr (ФРГ) предназначены для высокоточной обработки деталей с наибольшим размером 46, 67 и 82 мм (плоские заготовки) и наибольшим диаметром 160; 210; 250 и 315 мм (круглые заготовки).

Наибольшая длина обрабатываемой круглой заготовки - 1000 мм. Станки оснащены устройствами ЧПУ (УЧПУ) типа CNC производства фирм Siemens (ФРГ) или Fanuс (Япония), а также револьверной головкой с 12 инструментами.

Станки типа TC-Compact наиболее экономичные токарные станки с двумя управляемыми координатами, предназначенные для работы без использования приспособлений. Универсальные станки моделей ТС46, ТС67 и ТС82 и их модификации представляют собой базовые станки для эффективного использования в мелкосерийном производстве; они могут оснащаться трехкоординатными УЧПУ. Для этих станков характерны большая (до 1000 мм) длина обработки, мощные электроприводы, высокий передаваемый крутящий момент, что позволяет производить токарные операции на тяжелых (форсированных) режимах резания.

Токарный станок модели VDF 180 с ЧПУ

Токарный станок фирмы Boehringer (Великобритания) предназначен для эффективной механической обработки (с использованием стандартных токарных приспособлений) деталей типа валов при тяжелых режимах резания. Станок оснащен специальной инструментальной головкой, которая имеет боковой паз для крепления традиционных резцов с хвостовиком квадратного и прямоугольного сечения, а также специальные позиции (гнезда), предназначенные и пригнанные для установки современных моноблочных конструкций.

Токарный станок модели 1Н65

Производства Рязанского станкостроительного завода (Россия) предназначен для обработки массивных деталей в условиях мелкосерийного производства и выпускается в семи модификациях.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наибольший диаметр обработки, мм:

над станиной1000

над поперечным суппортом650

Длина обработки, мм1000 -- 12 000

Наружный диаметр шпинделя, мм128

Частот вращения шпинделя, об/мин5--500

Токарный станок мод, SP 30 с ЧПУ фирмы Monforts (ФРГ)

Предназначен для особо точной обработки прецизионных деталей. Станок оснащен гидростатическими направляющими для перемещений по оси Z, а также УЧПУ мод CNC Siemens 840 С.

ТEXНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наибольшие размеры (диаметр х длина) обработки, мм120х600

Точность обработки, мм0,001

Дискретность перемещении по оси Z, мм0,0005

Мощность главного привода, кВт24,5

Перемещение по оси Y, мм±50

Наибольшая частота вращения шпиндели, об/мин5000

Токарный станок мод. SLZ 500/570 с ЧПУ фирмы Seiger (ФРГ)

Предназначен для эффективной обработки деталей массой 500-- 1600 кг в условиях мелкосерийного производства. Станок оснащен УЧПУ типа CNC фирмы Siemens.

ТEXНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наибольший диаметр обработки, мм;

в патроне190; 570

в центрах280; 340

Расстояние между центрами, мм1000; 1500; 2000

Частота вращения шпинделя, об/мин625--2500

Мощность главного привода, кВт12, 16

Крутящий момент на шпинделе, H*м1600

Габарит (длина х ширима х высота)станка, мм1800х1850х2500

Наибольшая масса обрабатываемой детали, кг:

при установке в патроне500

то же в центрах1000

npи использовании одного люнета1250

-двух1600

Патентно - информационный поиск

Для того чтобы учесть при проектировании станка последние разработки и новшества был проведен патентный поиск.

Шпиндельная бабка для станка (патент 5988959).

Рисунок 1.24 -Конструкция станка

Рисунок 1.25 - Конструкция шпиндельной бабки

Шпиндельная бабка (рисунок 1.25) для станка, горизонтально расположенного шпинделя, который должен совершать перемещение в вертикальной плоскости.

Корпус бабки имеет коробчатую конструкцию, выполненную из трубчатых элементов, что обеспечивает ему высокую жесткость.

Устройство для защиты направляющих станка (авторское свидетельство №1495062).

Формула изобретения:

Устройство для защиты направляющих станка (рисунок 1.26) , содержащее телескопически связанные между собой и установленные с возможностью относительного перемещения секции коробчатой формы со стирателями и зацепами , при этом крайние секции закреплены соответственно на подвижном и неподвижном узлах станка, отличающееся тем , что, с целью повышения надежности защиты, устройство снабжено установленными на боковых стенках каждой секции и телескопически связанными между собой открытыми сверху желобами со стирателями, а также устройствами перемещения стружки выполненными в виде имеющих возможность поворота пластин с вертикальными рычагами, Предназначенными для взаимодействия с веденными в устройство упорами, установленными ниже оси поворота пластин на секции, закрепленной на неподвижном узле станка.

Рисунок 1.26- Защитное устройство

Охлаждаемый шарикоподшипниковый узел (патент №2085776 РФ).

Формула изобретения:

Охлаждаемый шарикоподшипниковый узел(рисунок 1.27), содержащий корпус, шарикоподшипники, установленные в нем с образованием со стороны их торцов полостей, охватывающую шарикоподшипники рубашку охлаждения, вал с осевым каналом и отверстиями и закрепленное на валу распылительное средство, форсунки которого сообщены с осевым каналом, отличающийся тем, что распылительное устройство установлено между шарикоподшипниками и выполнено в виде форсуночного кольца, при этом осевой канал вала и рубашка охлаждения сообщены между собой через отверстия вала, форсунки, полости шарикоподшипников и полости, образованные последним и корпусом.

Рисунок 1.27- Шарикоподшипниковый узел

Узел крепления корпуса гайки ходового винта (авторское свидетельство №1424980 СССР).

Формула изобретения:

Узел крепления корпуса гайки ходового винта (рисунок 1.28) металлорежущего станка, содержащий корпус с установленными в нем двумя полугайками , размещенный в отверстии салазок станка с возможностью взаимодействия с корпусом посредством наклонной базовой поверхности фиксирующий палец, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости при одновременном уменьшении габаритов и упрощении монтажа и регулировки, узел снабжен дополнительным фиксирующим пальцем с гранью, размещенных в салазках с возможностью взаимодействия с торцом корпуса посредством упомянутой грани.

Рисунок 1.28- Узел крепления корпуса гайки ходового винта

Устройство для защиты направляющих станков с быстрым движением подвижных узлов ( авторское свидетельство №1154073 СССР).

Цель изобретения_ обеспечение надежности в работе устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты направляющих, содержащее телескопически соединенные щитки, связанные между собой пантографным механизмом, и опорные ролики, взаимодействующие с направляющей, снабжено поперечными планками, установленными на осях средних шарниров пантографного механизма, и упругими элементами, при этом щитки соединены с планками через упругие элементы, аупорные ролики установлены на планках.

Рисунок 1.29- Устройство защиты направляющих

Патент № RU 2 274 780

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения. Упругая муфта содержит две концентрично расположенные полумуфты: одна с меньшим, а другая с большим диаметром, резиновый упругий элемент, привулканизованный к двум металлическим кольцам, закрепленным на этих полумуфтах и выполненный в виде кольцевого диска, толщина которого уменьшается от внутреннего металлического кольца к внешнему металлическому кольцу и определяется по формуле:

где h - толщина диска; Мкр - номинальный крутящий момент; R - расстояние от оси вращения диска; К - коэффициент учета действия интенсивности напряжений, обусловленных воздействием крутящего момента, усилий от радиального, осевого и углового смещений валов и центробежных сил; [] ср - допускаемое касательное напряжение для резины; Rmin - минимальный радиус диска упругого элемента. На расстоянии в пределах 0,2-0,3 h от внутреннего и внешнего металлического кольца твердость резины диска выше твердости основного объема резины на 5-10 ед. по Шору.

Рисунок 1.30

Патент № RU 2 274 779

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для передачи крутящих моментов. Гибкая муфта включает два фланца, попеременно скрепленных рядом упругих пластин через стяжные шайбы, болты и гайки по окружности фланцев, один из фланцев выполнен за одно целое со ступицей, отверстие в которой имеет форму конуса. Фланец, выполненный за одно целое со ступицей, смещен относительно места перехода его в ступицу в направлении вдоль оси вращения муфты и образует со ступицей упругий кольцевой пояс, причем ширина В кольцевого пояса и его радиальная толщина (R-r) в месте перехода в ступицу связаны соотношением: В=(0,75...1,75)(R-r), где =3,14; R, r - наибольший и наименьший радиусы кольцевого пояса в месте перехода фланца в ступицу.

Рисунок 1.31

Патент № RU 2 272 191

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в периодически включаемых кинематических цепях различных машин, в частности может устанавливаться на валах отбора мощности в двигателях автотракторной, судовой и т.п. техники. Муфта-шкив содержит центральную ось, корпус с кольцевой расточкой, установленный на центральной оси с возможностью вращения, магнитопровод с катушкой возбуждения магнитного поля, размещенный в кольцевой расточке якоря и смонтированный с возможностью вращения относительно него, якорь, жестко закрепленный на центральной оси посредством плоской кольцевой пружины, и кинематический элемент, выполненный на периферии корпуса. Магнитопровод с катушкой возбуждения магнитного поля установлен соосно с корпусом на центральной оси с возможностью вращения относительно оси и корпуса. Кинематический элемент на корпусе выполнен из немагнитного или маломагнитного материала.

Рисунок 1.32



2. Описание конструкции спроектированного станка

2.1 Выбор типа компоновки станка

В приводах главного движения станков с ЧПУ применяют регулируемые двигатели постоянного тока, что обеспечивает бесступенчатое регулирование частот вращения шпинделя, а это позволяет повысить производительность станков благодаря точной настройке оптимальной скорости резания и ее регулированию в процессе выполнения цикла обработки.

Типовые структуры главного привода токарных станков с ЧПУ приведены на рисунке 2.1.

Привод по схеме “a” включает регулируемый электродвигатель постоянного тока М, двухступенчатую переключаемую ременную передачу и шпиндельный узел Ш. В приводы по схемам “б” и “в” входит коробка скоростей КС с автоматическим переключением частоты вращения. Схема “г” включает шпиндельную бабку ШБ с встроенной коробкой скоростей. Приводы по схемам “а - г” с ременной передачей, способной передавать относительно небольшой крутящий момент, целесообразно применять в токарных станках небольших и средних размеров (наибольший диаметр обрабатываемого изделия 200.. .400 мм).

Рисунок 2.1 - Типовые структуры главных приводов станков с ЧПУ

Приводы по схеме “д” с двигателем постоянного тока, автоматическим переключаемым редуктором и постоянными передачами на планшайбу рекомендуются для карусельных станков (наибольший диаметр обрабатываемого изделия 1000.. .4000 мм).

Типовые структуры главного привода станков сверлильно-расточной и фрезерной групп, а также сверлильно-фрезерно-расточных обрабатывающих центров приведены на схемах “е, ж”.

В данном курсовом проекте применяется схема “г”, по принципу которой построен шпиндельный узел.

2.2 Система ЧПУ и контроля станка

Система ЧПУ, работающая с многоцелевым станком имеют ряд особенностей :большой обьем программы,большое число управляемых по программе координат ,обеспечение высокой точности перемещений рабочих органов (точность позиционирования в пределах 0,005) широкий диапазон регулирования скоростей главного движения и подач , возможность работы станка в различных режимах ,высокие требования к надежности .Система может работать как в автономном режиме , так и от ЭВМ верхнего уровня. Система обеспечивает направление и величину рабочих перемещений выдает команды на выполнение вспомогательных функций : автоматический поиск инструмента и его смену после обработки ,установку шпинделя в определенное положение при смене инструмента, изменение режимов обработки, реверс шпинделя при выполнении резьбонарезных операций ,фиксацию механизмов после их позиционирования ,осуществление автоматических циклов обработки; включение выключение и индексирование поворотного стола т. д.Станок работает с контурной замкнутой системой ЧПУ ( имеющей датчик обратной связи ).

В станке используются открытая системы линейных измерений, которые работают без механического контакта между измерительной головкой и шкалой.



2.3 Предварительный расчет режимов резания

Рассчитаем режимы резания для одинаковых заготовок из разных материалов, диаметр обработки 320 мм, длина - 100мм:

Сталь 10, В=450 МПа

1. Глубина резания t=2мм [ 8, стр.265],

2. Подача S = 0,6 мм/об., [8, стр.268],

3. Скорость резания

где Сv = 340; y = 0,45; m = 0,2; x = 0,15 [8, стр.269];

Т - период стойкости, Т = 60 мин., [8,стр.279];

Kv - поправочный коэффициент.

Kv = Kмv•Kпv•Kиv,

где Kмv - коэффициент на обрабатываемый материал, Kмv = 1,7 [8,стр.262];

Kuv - коэффициент на инструментальный материал, Kuv = 0,65 [8,стр.263];

Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Klv = 0,8 [8,стр.263];

Kv = 1,7•0,68•0,8 = 0,88,

Частота вращения

по паспорту станка принимаем n=125мин-1,

4. Сила резания:

где Сp =339; x = 1; y = 0,5, n = - 0,4 [8,стр.273];

Кр = 0,35 [8,стр.271];

5. Мощность резания:

6. Машинное время:

где А - число проходов, А = 1;

Lp.x - длина рабочего хода, Lр.х. = Lрез. + y + Lдоп.,

где Lрез. - длина обработки, Lрез. = 100мм;

у - длина подвода, перебега, врезания инструмента, у = 5 мм, [5,стр.303];

Lдоп. =0;

Lp.x. = 100 + 5 + 0 = 105 мм;

Сталь 40Х, В=600 МПа

1. Глубина резания t=2мм [ 8, стр.265],

2. Подача S = 0,6 мм/об., [8, стр.268],

3. Скорость резания

где Сv = 340; y = 0,45; m = 0,2; x = 0,15 [8, стр.269];

Т - период стойкости, Т = 60 мин., [8,стр.279];

Kv - поправочный коэффициент.

Kv = Kмv•Kпv•Kиv,

где Kмv - коэффициент на обрабатываемый материал, Kмv = 1,0 [8,стр.262];

Kuv - коэффициент на инструментальный материал, Kuv = 0,65 [8,стр.263];

Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Klv = 0,8 [8,стр.263];

Kv = 1,0•0,68•0,8 = 0,52,

Частота вращения

по паспорту станка принимаем n=80мин-1,

4. Сила резания:

где Сp =339; x = 1; y = 0,5, n = - 0,4 [8,стр.273];

Кр = 0,35 [8,стр.271];

5. Мощность резания:



6. Машинное время:

где А - число проходов, А = 1;

Lp.x - длина рабочего хода, Lр.х. = Lрез. + y + Lдоп.,

где Lрез. - длина обработки, Lрез. = 100мм;

у - длина подвода, перебега, врезания инструмента, у = 5 мм, [5,стр.303];

Lдоп. =0;

Lp.x. = 100 + 5 + 0 = 105 мм;

Р6М5К5, В=850 МПа

1. Глубина резания t=2мм [ 8, стр.265],

2. Подача S = 0,6 мм/об., [8, стр.268],

3. Скорость резания

где Сv = 340; y = 0,45; m = 0,2; x = 0,15 [8, стр.269];

Т - период стойкости, Т = 60 мин., [8,стр.279];

Kv - поправочный коэффициент.

Kv = Kмv•Kпv•Kиv,



где Kмv - коэффициент на обрабатываемый материал, Kмv = 0,62 [8,стр.262];

Kuv - коэффициент на инструментальный материал, Kuv = 0,65 [8,стр.263];

Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Klv = 0,8 [8,стр.263];

Kv = 0,62•0,68•0,8 = 0,322,

Частота вращения

по паспорту станка принимаем n=50мин-1,

4. Сила резания:

где Сp =339; x = 1; y = 0,5, n = - 0,4 [8,стр.273];

Кр = 0,35 [8,стр.271];



5. Мощность резания:

6. Машинное время:

где А - число проходов, А = 1;

Lp.x - длина рабочего хода, Lр.х. = Lрез. + y + Lдоп.,

где Lрез. - длина обработки, Lрез. = 100мм;

у - длина подвода, перебега, врезания инструмента, у = 5 мм, [5,стр.303];

Lдоп. =0;

Lp.x. = 100 + 5 + 0 = 105 мм;

Чугун СЧ24-44, В=240 МПа

1. Глубина резания t=2мм [ 8, стр.265],

2. Подача S = 0,7 мм/об., [8, стр.268],

3. Скорость резания

где Сv = 243; y = 0,4; m = 0,2; x = 0,15 [8, стр.269];

Т - период стойкости, Т = 60 мин., [8,стр.279];

Kv - поправочный коэффициент.

Kv = Kмv•Kпv•Kиv,

где Kмv - коэффициент на обрабатываемый материал, Kмv = 0,75 [8,стр.262];

Kuv - коэффициент на инструментальный материал, Kuv = 1 [8,стр.263];

Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Klv = 0,8 [8,стр.263];

Kv = 0,75•1•0,8 = 0,6,

Частота вращения

по паспорту станка принимаем n=63мин-1,

4. Сила резания:



где Сp =46; x = 1; y = 0,4, n = 0 [8,стр.273];

Кр = 0,35 [8,стр.271];

5. Мощность резания:

6. Машинное время:

где А - число проходов, А = 1;

Lp.x - длина рабочего хода,

Lр.х. = Lрез. + y + Lдоп.,

где Lрез. - длина обработки, Lрез. = 100мм;

у - длина подвода, перебега, врезания инструмента, у = 5 мм, [5,стр.303];

Lдоп. =0;

Lp.x. = 100 + 5 + 0 = 105 мм;

Чугун Кч50-5, В=500 МПа

1. Глубина резания t=2мм [ 8, стр.265],

2. Подача S = 0,7 мм/об., [8, стр.268],

3. Скорость резания

где Сv = 215; y = 0,45; m = 0,2; x = 0,15 [8, стр.269];

Т - период стойкости, Т = 60 мин., [8,стр.279];

Kv - поправочный коэффициент.

Kv = Kмv•Kпv•Kиv,

где Kмv - коэффициент на обрабатываемый материал, Kмv = 0,22 [8,стр.262];

Kuv - коэффициент на инструментальный материал, Kuv = 0,83 [8,стр.263];

Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Klv = 0,8 [8,стр.263];

Kv = 0,22•0,83•0,8 = 0,146,

Частота вращения

по паспорту станка принимаем n=16мин-1,

4. Сила резания:

где Сp =40; x = 1,2; y = 0,65, n = 0 [8,стр.273];

Кр = 0,35 [8,стр.271];

5. Мощность резания:

6. Машинное время:

где А - число проходов, А = 1;

Lp.x - длина рабочего хода,

Lр.х. = Lрез. + y + Lдоп.,

где Lрез. - длина обработки, Lрез. = 100мм;

у - длина подвода, перебега, врезания инструмента, у = 5 мм, [5,стр.303];

Lдоп. =0;

Lp.x. = 100 + 5 + 0 = 105 мм;

Дюралюминий, В=450 МПа

1. Глубина резания t=2мм [ 8, стр.265],

2. Подача S = 0,3 мм/об., [8, стр.268],

3. Скорость резания

где Сv = 328; y = 0,5; m = 0,28; x = 0,12 [8, стр.269];

Т - период стойкости, Т = 60 мин., [8,стр.279];

Kv - поправочный коэффициент.

Kv = Kмv•Kпv•Kиv,

где Kмv - коэффициент на обрабатываемый материал, Kмv = 1,2 [8,стр.262];

Kuv - коэффициент на инструментальный материал, Kuv = 1 [8,стр.263];

Klv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, Klv = 1 [8,стр.263];

Kv = 1,2•1•1 = 1,2,



Частота вращения

по паспорту станка принимаем n=200мин-1,

4. Сила резания:

где Сp =40; x = 1; y = 0,75, n = 0 [8,стр.273];

Кр = 0,35 [8,стр.271];

5. Мощность резания:



6. Машинное время:

где А - число проходов, А = 1;

Lp.x - длина рабочего хода,

Lр.х. = Lрез. + y + Lдоп.,

где Lрез. - длина обработки, Lрез. = 100мм;

у - длина подвода, перебега, врезания инструмента, у = 5 мм, [5,стр.303];

Lдоп. =0;

Lp.x. = 100 + 5 + 0 = 105 мм;

Сводная таблица режимов резания

Таблица 2.1

Материал обрабатывающего инструмента	Материал обрабатываемой детали	t, мм	S, мм/об	, м/мин	n, об/мин	Р, Н	Nе, кВт	То, мин
Т15К10	Сталь 10	2	0,6	125,6	125	256,1	0,525	0,175
Т15К10	Сталь 40Х	2	0,6	80,4	80	317,9	0,418	0,278
Т15К10	Р6М5К5	2	0,6	50,24	50	383,3	0,315	0,438
ВК6	СЧ24-44	2	0,7	63,3	63	419	0,433	0,3
ВК8	КЧ50-5	2	0,7	16,08	16	255,1	0,067	1,5
Р6М5	Дюралюминий	2	0,3	209	200	113,5	0,373	0,28



3. Расчеты

3.1 Определение мощности привода и выбор двигателя

Мощности привода определяется по формуле:

,

где Nv - эффективная мощность резания, кВт, Nv =8кВт;

-- КПД привода, з=0,7?0,85,

кВт;

кВт.

Выбираем электродвигатель постоянного тока 4ПФ132М мощностью Nэ=11кВт, со следующими характеристиками:

nэн=1000об/мин;

nэmax=4500об/мин.

3.2. Кинематический расчёт

Расчет диапазона регулирования частот вращения шпинделя.

Диапазон регулирования частот вращения шпинделя определяется по формуле:



;

где Rn - диапазон регулирования;

- максимальная частота вращения, об/мин;

=3550 об/мин;

- минимальная частота вращения, об/мин;

=12,5 об/мин.

.

Определение расчетной частоты вращения.

Расчетная частота вращения определяется из условия:

Округление расчетной частоты до стандартного значения.

;

np=nст=180 об/мин.

Определение диапазона регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности.

Диапазон регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности определяется по формуле:



Определение диапазона регулирования частот вращения электродвигателя при постоянной мощности.

Диапазон регулирования частот вращения электродвигателя при постоянной мощности определяется по формуле:

;

где nэmax - максимальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

nэн - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

Определение диапазона регулирования частот вращения шпинделя коробки скоростей.

Диапазон регулирования частот вращения шпинделя коробки скоростей определяется по формуле:

где RnN - диапазон регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности;

RЭN - диапазон регулирования частот вращения электродвигателя при постоянной мощности;



Определение знаменателя геометрического ряда частот вращения переключаемых коробкой скоростей.

Знаменатель геометрического ряда частот вращения переключаемых коробкой скоростей определяется по формуле:

;

;

где z - число диапазонов регулирования частот, z=4.

Округление знаменателя ряда до стандартного значения с учетом предельных допустимых значений.

ц м= ц ст=1,6.

Определение фактического диапазона регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности.

Фактический диапазон регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности определяется по формуле:

;

где RЭN - диапазон регулирования частот вращения электродвигателя при постоянной мощности;



Определение диапазона регулирования частот вращения электродвигателя при постоянном моменте.

Диапазон регулирования частот вращения электродвигателя при постоянном моменте определяется по формуле:

где Rn - диапазон регулирования;

- фактический диапазон регулирования частот вращения шпинделя при постоянной;

Определение минимальной частоты вращения электродвигателя.

Минимальная частота вращения электродвигателя определяется по формуле:

где nэн - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

об/мин.

Определение минимальной фактической частоты вращения шпинделя.

Минимальная фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле:

;

где - максимальная частота вращения шпинделя, об/мин;

- фактический диапазона регулирования частот вращения шпинделя определяется по формуле:

;

;

;

об/мин.

Определение числа делений изображающих минимальную частоту вращения двигателя.

Число делений изображающих минимальную частоту вращения двигателя определяется по формуле:



;

где nэmin - минимальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

nфmin - минимальная фактическая частота вращения шпинделя, об/мин;

ц - знаменатель геометрического ряда частот;

.

Определение числа делений изображающих номинальную и максимальную частоту вращения электродвигателя и максимальную частоту вращения шпинделя.

Число делений изображающих номинальную и максимальную частоту вращения электродвигателя и максимальную частоту вращения шпинделя определятся по формуле:

;

где nэн - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

nфmin - минимальная фактическая частота вращения шпинделя, об/мин;

ц - знаменатель геометрического ряда частот;

;



где nэmax - максимальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

;;

где nэmax - максимальная частота вращения шпинделя, об/мин;

.

Определение числа делений изображающих знаменатель геометрического ряда цМ и RЭN - диапазон регулирования при постоянной мощности.