где PПР – суммарная сила отдачи всех пружин, Н; P – окружная
сила на кулачках, Н; α – угол наклона рабочей поверхности кулачков или касательной в точке контакта шариков к оси, α = 45°; φ – угол трения, φ = 5…6°; D – наружный диаметр кулачков или диаметр окружности точек контакта шариков, мм; d – средний диаметр контакта подвижной полумуфты в шлицевом соединении, мм; f – приведенный коэффициент трения в шлицевом соединении, f = 0,15…0,17. Для шариковых муфт d = D.
При контактешарика сконусными отверстиями или пазами
α = arcsin dш − h , dш
где dш – диаметр шариков, мм; h – высота, на которую шарики выступают из гнезда, мм, h = (0,2…0,4) dш .
На рис. 38 показаны конструкции фрикционных предохранительных муфт. Основными элементами у них являются фрикционные поверхности в виде конусов или дисков. Конусная муфта соединяет валы 4 и 6. Постоянное прижатие конусов осуществляется пружиной 3, регулируемой гайками 5. При перегрузке конусы 1 и 2 пробуксовывают.
Многодисковая предохранительная муфта монтируется на втулке 2, установленной на шлицевом валу 1.
Корпусом для наружных дисков 4 служит колесо 5. Внутренние диски 3 посажены на шлицах втулки 2. Пакет дисков с помощью пружины 10 зажимается между колесом 5 и нажимным диском 6. Усилие сжатия пружин регулируется с помощью гайки 7, диска 8 и группы шариков 9. Предельный крутящий момент, передаваемый конусной муфтой, Н · м:
M К = Pпр B a , 2sin α
64
Рис. 38. Предохранительные фрикционные муфты: а – конусная; б – дисковая
передаваемый дисковой муфтой, Н·м:
M К =0,5Pпр D f z ,
где Pпр – осевая сила, создаваемая пружинами, Н; D – средний
диаметр окружности контакта фрикционных поверхностей, мм; f – коэффициент трения на фрикционных поверхностях; α – половина угла при вершине конуса, град; z – количество дисков.
В качестве предохранительного иногда применяют механизм падающего червяка (рис. 39).
65
Рис. 39. Механизм падающего червяка
При перегрузках червячное колесо останавливается, а червяк ввинчивается в него как в гайку, сжимая пружину. При этом рычажный механизм поворачивается, лишая вал правой опоры. Благодаря шарниру червяк расцепляется с колесом.
Блокировочные устройства
Блокировочные устройства предотвращают ошибочное включение в работу каких-либо механизмов, если оно представляет угрозу для работоспособности станка, например одновременное включение движения суппорта токарно-винторезного станка по двум цепям: от ходового винта и от ходового вала. Чтобы исключить неправильные включения, в механизмы станков вводят блокировочные устройства, которые не допускают включения одного из механизмов, если другой уже включен.
66
Рис. 40. Схемы блокировки параллельных валов
Рассмотрим некоторые механические устройства. На рис. 40 показана блокировка двух параллельных валов, расположенных на близком расстоянии. На валах 1 и 4 закреплены диски с вырезами, очерченными по дуге окружности. Положение рукояток 2 и 5 с дисками 3 и 4, показанное на рис. 40, а, – нейтральное. Из этого положения можно повернуть любую рукоятку. Если повернуть вниз рукоятку 2, включая какое-либо движение в станке, то диск 3, войдя в вырез диска 4 (рис. 40, б), заблокирует рукоятку 5. Ее нельзя повернуть до возвращения рукоятки 2 в нейтральное положение.
Аналогично этому осуществлена блокировка рукояток, показанная на рис. 40, в. При повороте одного из дисков стержень 7 входит в углубление другого, блокируя его рукоятку.
Блокировка, примененная на выходном валу коробки подач токарно-винторезного станка, не позволяет одновременно включить ходовой винт и ходовой вал (рис. 41).
67
Рис. 41. Блокировка двух валов
При выключенной кулачковой муфте работает ходовой вал, при включенной – ходовой винт. Фактически здесь даже нет специального механизма.
Механизмы обгона
Механизмы обгона применяют в случаях, когда требуется сообщить валу, имеющему рабочее вращение, быстрое вращение (холостой ход). Для этих целей применяют муфты обгона или храповые механизмы.
Рис. 42. Муфта обгона:
1 – втулка; 2 – диск; 3 – ролик; 4 – вал
68
Схема роликовой муфты обгона показана на рис. 42. На валу 4 закреплен диск 2, имеющий вырезы, в которых размещены ролики 3, поджимаемые пружинами. Если сообщить колесу 1 вращение по стрелке, то ролики 3, заклиниваясь между поверхностями диска 2 и колеса 1, будут вращать диск 2 и вал 1. Если сообщить валу более быстрое вращение в том же направлении от другой кинематической цепи, то диск 2 будет обгонять колесо 1, не произойдет заклинивание роликов и будет осуществляться холостой ход. После отключения быстрого вращения вала восстанавливается рабочий ход.
Механизмы управления
Позволяют выбирать нужные скорости и подачи, включать, реверсировать и выключать движения. Они должны удовлетворять следующим требованиям:
–кратковременностьдействия, малыеусилияпереключения;
–необходимость совпадения направления включения с направлением движения исполнительного органа;
–удобство управления;
–механизмы должны быть безопасными как для работника, так и для станка.
Для выполнения этих требований необходимы удобная конструкция органов управления, их рациональное расположение на станке. Коробки скоростей и подач управляются механизмами, элементы которых показаны на рис. 43. Эти механизмы являются частями систем управления: однорукояточной, селективной и преселективной. Отдельные механизмы для переключения передвижных элементов коробок скоростей и подач также показаны на рис. 43.
69
Рис. 43. Механизмы переключения передвижных элементов: а – рычаг с сухарем; б – подвижная вилка; в – вилка с захватом за колесо; г – рычаг с приводом от плоского кулачка
В однорукояточной системе используются кулачки барабанного (рис. 44) или торцового типа, имеющие ручьи для каждого рычага или вилки. Недостаток системы в том, что при выборе нужной ступени необходимо выполнять все промежуточные переключения.
Рис. 44. Однорукояточная система управления коробкой скоростей (подач): 1 – кулачок барабанного (или торцового) типа;
2 – вилки переключения блоков; 3 – рукоятка
70
Рис. 45. Фрагмент селективной системы управления: 1 – перфорированные диски; 2 – штырь
В селективной системе (рис. 45) выбор и переключение скоростей разъединены. Выбор производится вращением перфорированных дисков, а переключение – штырями. Для переключения каждого блока служит пара штырей, соединенных реечным колесом. При выборе нужной ступени диски отводят от штырей и поворачивают. Для включения выбранной ступени диски перемещают в исходное положение. При этом они воздействуют на штыри, переключая блоки и фиксируя их положение. Переключение скоростей производится при выключенном станке.
Преселективная система управления аналогична селективной, но фиксация положения блоков выполняется не дисками, а иными средствами. Поэтому выбор необходимой скорости или подачи можно производить во время выполнения текущего перехода, а переключение – после его завершения.
71
Лекция 6. СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Разделяются на следующие основные типы:
1.Собственно токарные станки. Они не имеют ходового винта и служат для выполнения всех видов токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом.
2.Токарно-винторезные станки. Предназначены для об-
работки точением поверхностей вращения. На них обрабатывают наружные цилиндрические, конические, фасонные и торцевые поверхности, растачивают цилиндрические, конические отверстия и канавки, производят отрезку, нарезают резцами наружные и внутренние резьбы различных типов. Инструментами, закрепленными в задней бабке, можно сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия. В токарно-винторезных станках вращение заготовки является главным движением, имеющим высокую скорость (частоту вращения) и мощность. Сравнительно медленные поступательные движения инструментов являются движениями подачи. Обладая высокой универсальностью, токарно-винторезные станки особенно эффективны в условиях единичного и мелкосерийного производства.
3.Токарно-револьверные станки. Имеют продольный суп-
порт, несущий револьверную головку. Они применяются в серийном производстве для обработки деталей из прутков или штучных заготовок, требующих последовательного применения различных инструментов. На них выполняется точение, сверление, зенкерование, нарезание резьбы метчиками и плашками, растачивание и отрезка.
Применяют три типа револьверных головок:
– головка с вертикальной осью поворота (рис. 46);
– головка с горизонтальной осью поворота, перпендикулярной оси шпинделя (рис. 47);
– головка с горизонтальной осью поворота, параллельной оси шпинделя (рис. 48).
72