Продольно-строгальный станок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Строгальные станки предназначены для обработки резцами плоскостей и фасонных линейчатых поверхностей. Они делятся на поперечно-строгальные, продольно - строгальные и долбежные. Первые применяются при изготовлении мелких и средних по размерам деталей, вторые сравнительно крупных или для одновременного строгания нескольких деталей среднего размерам.

Долбежные станки используют для обработки шпоночных пазов, канавок фасонных поверхностей небольшой длины. Станки имеют рабочий ход, во время которого происходит резание, и обратный ход, когда инструмент возвращается в исходное положение.

Размерной характеристикой продольно-строгальных станков являются наибольшие размеры обрабатываемых деталей (ширина, длина, высота). Промышленность Советского Союза выпускает, станки от 630Ч2000Ч550 до 5000Ч125000Ч1250 мм включительно выпускаются в одностоечном исполнении.

У продольно-строгальных станков подвижной частью является стол с закрепленной на нем заготовкой. В зависимости от устройства поперчены, различают одностоечные и двустоечные станки. Первые применяют для обработки крупных деталей, ширина которых выходит за пределы расстояния между колоннами станков двустоечного исполнения.

На рис. 1 показан продольно-строгальный станок 7212. На нем можно строгать детали с наибольшими размерами 1250Ч4000Ч1120 мм. На направляющих 1 станины 2 размещен стол 3, на котором закрепляются обрабатываемые детали. Он получает возвратно-поступательное движение. На двух порталах (стойках) 4 и 5 установлена траверса, несущая два вертикальных суппорта 8. В направляющих правого портала может иметь вертикальные перемещения боковой суппорт. В коробке 10 расположен привод главного движения, в коробках 7 и 9 - приводы вертикальных и боковых суппортов.

Рис. 1. Продольно-строгальный станок 7212

1 -- станина; 2 -- стол; з -- траверса (поперечина); 4 -- вертикальные суппорты; б -- подвеска пульта управления; в -- портал; 7 -- короб-ка подач вертикальных и боковых суппортов; 8 -- привод стола; 9 -- боковой суппорт

Главное движение осуществляется от регулируемого электродвигателя переменного тока. Рабочий ход передается через двухступенчатую коробку скоростей на передачу червяка - рейка по следующему циклу: медленное перемещение стола при врезании резца в заготовку, разгон стола до рабочей скорости перед выходом резца из заготовки, возврат стола в исходное положение. Для изменения скоростей имеется специальный механизм, смонтированный на коробке скоростей. Реверсирование осуществляется электродвигателем.

Движение подачи осуществляется реверсивным электродвигателем, от которого вращение передачи червячной парой на вал коробки подач. На этом валу на шпонке смонтирован диск, на котором установлен фрикцион, связанный пальцем с диском, несущем собачку храпового механизма. Собачка вращает храповое колесо и связанное с ним колесо. От него вращение передается на раздаточный вал и далее через зубчатые колеса на колеса, связанные с полумуфтами. Верхний и нижний валы служат для горизонтального перемещения суппортов, а средние валы для вертикального перемещения.

Периодическая подача суппортов осуществляется следующим образом. В момент реверсирования стола с обратного хода на рабочий подается команда электродвигателя. Вращение его происходит до тех пор, пока разжимная планка фрикциона не упрется в неподвижный упор и не разожмет фрикцион. При нажатии кулачка наконечник реверса стола в начале рабочего хода электродвигатель отключается. Механизм подачи бокового суппорта устроен аналогичным образом. Установка подачи осуществляется храповым колесом. При его вращении приводится в движение подвижный упор. При этом изменяется угол между подвижным и не подвижным упорами тем самым величина подачи.

Установочные перемещения заимствуют движение от электродвигателя, который вращается в направлении рабочей подачи. Одновременно включается электромагнит, который сцепляет червячное колесо с храповым колесом при помощи кулачковой муфты. Далее движение следует по предыдущему. Кнопка установочного перемещения находится на подвесной станции, на которой располагаются и другие кнопки управления. Кроме кнопок управления, на станке имеются средства ручного управления и наладочного перемещения суппортов.

Описание технологического процесса цеха и последовательность выполнения технологических операций

Металлорежущие станки являются весьма распространенной, многочисленной группой машин и орудий, предназначенных для механической обработки изделий из металла при помощи одного или нескольких инструментов.

Продольно-строгальные станки применяются в основном для обработки резцами плоских горизонтальных и вертикальных поверхностей у крупных деталей большой длины. На станках можно производить прорезание продольно-прямоугольных канавок различного профиля, Т-образных пазов и множество других операций.

Главное движение - это перемещение стола, за счет которого инструмент производит резание металла и движение подачи, которое обуславливает перемещение инструмента для снятия нового слоя металла.

Основными величинами, характеризующими размеры и технологические возможности различных продольно-строгальных станков, являются: длина строгания, ход стола (1,5 - 12 м), ширина обработки (0,7 - 4 м), наибольшее тяговое усилие (30 - 150 кН).

Процесс обработки изделия на продольно-строгальном станке состоит из последовательно повторяющихся циклов. Каждый из них включает в себя прямой, то есть рабочий ход и обратный, когда стол возвращается в исходное положение и осуществляется подача резцов во время реверса стола с обратного хода на прямой.

Нормативная скорость прямого хода, скорость резания определяется твердостью обрабатываемого материала, свойствами режущего инструмента и видом обработки (черновое, чистовое).

Поскольку при строгании резец испытывает ударную нагрузку, то значение максимальных скоростей строгания не превосходит 75 - 120 м/мин. При этом скорость вхождения резца в металл, в сравнении со скоростью резания ограничивается до 40% и меньше, в зависимости от обрабатываемого материала, чтобы избежать крошки.

Указанные обстоятельства ограничивают производительность и для ее повышения необходимо сократить непроизводительное время движения. Обратный ход осуществляется на повышенной скорости, а пуско-тормозные режимы при реверсе принимают допустимо минимальной продолжительности.

Привод должен быть управляемым по скорости, поскольку для различных материалов используются различные оптимальные и максимально допустимые скорости строгания; кроме того, движение характеризуется различными скоростями на разных интервалах времени рабочего цикла, высокой частотой реверсирования с большим пуско-тормозным моментом.

Характеристика и кинематическая схема проектируемого механизма

Рис 2. Кинематическая схема

К основным узлам станка относится стол, на котором закрепляется обрабатываемая заготовка и который перемещается возвратно-поступательно относительно неподвижных резцов, закрепленных в суппортах. Движение стола -- главное движение резания; обратный ход стола вспомогательный, осуществляемый с большой скоростью, причем во время обратного хода резцы поднимаются.

Станина, стойка и соединительная балка наверху образует замкнутый контур несущей системы. Один суппорт на стойке и два на поперечине совершают те же вертикальные и горизонтальные движения и являются установочными или служат для периодической подачи резцов, а также их углубления. Суппорт может быть повернут на угол 60°. Привод стола смонтирован рядом со станиной.

Главное движение -- движение резания, т. е. движение стола с обрабатываемой заготовкой сообщается от двигателя постоянного тока через двухступенчатую коробку скоростей с зубчатой муфтой и косозубую реечную передачу. Максимальная скорость перемещения стола.

Таблица 1 - Паспортные данные двигателя

Расположение органов управления продольно-строгального станка

Рис.3 Расположение органов управления

Прибор для контроля загрузки привода стола

Кнопка установочных перемещений суппортов поперечины

Кнопка установочных перемещении бокового суппорта

Кнопка установочного перемещения стола в направлении рабочего хода

Кнопка установочного перемещения стола в направлении обратного хода

Кнопка выключения движения стола

Кнопка выключения двухмашинного агрегата. Только в станках мод. 7210, 7110, 7212, 7112

Кнопка включения двухмашинного агрегата. Только в станках мод. 7210, 7110, 7212, 7112

Лампа, сигнализирующая о включении двухмашинного агрегата

Рукоятка установки величины скорости обратного хода стола

Переключатель подъема резцедержателей суппортов поперечины

Переключатель подъема резцедержателя бокового суппорта

Рукоятка установки величины скорости рабочего хода стола

Лампа, сигнализирующая о включении трехмашинного агрегата

Кнопка выключения трехмашинного агрегата. Только в станках мод. 7210, 7110, 7212, 7112

Кнопка включения трехмашинного агрегата. Только в станках мод. 7210, 7110, 7212, 7112

Рукоятки установки длины хода стола

Кнопка включения автоматического цикла движения стола в направлении обратного хода

Кнопка включения автоматического цикла движения стола в направлении рабочего хода

Кнопка перемещения поперечины вниз

Кнопка перемещения поперечины вверх

Переключатель освещения станка

Кнопка включения прибора, контролирующего загрузку привода стола

Лампа, сигнализирующая о подключении станка к сети

Рукоятка переключателя для подключения станка к сети

Маховики перемещения ползунов суппорта вручную

Шестигранники для рукоятки поворота суппортов вручную

Винты крепления резцов

Рукоятки включения устройства для возврата резцедержателей суппортов

Муфта горизонтального перемещения левого суппорта поперечины вручную

Муфта перемещения ползуна левого суппорта поперечины вручную

Муфта перемещения ползуна правого суппорта поперечины вручную

Муфта горизонтального перемещения правого суппорта поперечины вручную

Гайки прижимной планки резцедержателя суппортов

Гайки зажима ползунов суппортов

Гайки зажима поворотной части суппортов

Винты зажима кареток

Рукоятка выбора направления перемещения бокового суппорта

Муфта перемещения ползуна бокового суппорта вручную

Маховик установки величины подачи бокового суппорта

Муфта вертикального перемещения бокового суппорта вручную

Рукоятка переключения диапазона скоростей движения стола

Рукоятка выбора направления перемещения левого суппорта поперечины

Рукоятка выбора направления перемещения правого суппорта поперечины

Маховик установки величины подачи суппортов поперечины

Кнопка включения двухмашинного и трехмашинного агрегатов

Кнопка выключения двухмашинного и трехмашинного агрегатов. Только в станках мод. 7216, 7116

Лампа, сигнализирующая об отсутствии смазки на направляющих станины. Только в станках мод. 7216, 7116

Лампа, сигнализирующая о незажатом состоянии поперечины

Таблица 2 - Характеристика станка

Требования к электроприводу продольно-строгального станка

Для механизма перемещения стола продольно-строгального станка выбрать тип электропривода, выполнить выбор электродвигателя и его проверку по нагреву и перегрузке, выбрать силовой преобразовательный агрегат, силовой трансформатор и реакторы, выполнить расчет элементов системы автоматического управления электроприводом, выполнить компьютерное моделирование системы автоматизированного электропривода в типовых режимах.

Требования к электроприводу:

Обеспечение работы механизма по следующему циклу:

* подход детали к резцу с пониженной скоростью;

* врезание на пониженной скорости;

* разгон до рабочей скорости прямого хода;

* резание на скорости прямого хода;

* замедление до пониженной скорости перед выходом резца;

* выход резца из детали;

* замедление до остановки;

* разгон в обратном направлении до рабочей скорости обратного хода;

* возврат стола на холостом ходу со скоростью обратного хода;

* замедление до остановки (стол возвращается в исходное положение). Пониженную скорость принять 40% от скорости прямого хода.

Обеспечение рекуперации энергии в тормозных режимах.

Разгоны и замедления должны проходить с постоянством ускорения. Обеспечение максимально возможных ускорений в переходных режимах.

Статическая ошибка по скорости при резании не должна превышать 10%.

Ограничение момента электропривода при механических перегрузках.

Существующая система электропривода продольно-строгального станка

В данном типе электропривода, прежде всего, учитывается условие работы производственного механизма. Высокая производительность и качество выпускаемой продукции могут быть обеспечены лишь при правильном учёте статических и динамических характеристик привода и рабочей машины. Кинематика, и даже конструкция рабочей машины в значительной степени определяются типом применяемого ЭП, и, наоборот, в зависимости от конструктивных особенностей исполнительного механизма привод претерпевает значительные изменения.

В ЭП должны быть учтены: характер статического момента, необходимые пределы регулирования скорости, плавности регулирования, требуемых механических характеристик, условий пуска и торможения, числа включений в час, качества окружающей среды и т.п.

Первоначально решается вопрос о выборе регулируемого или нерегулируемого типа ЭП. В последнем случае задача значительно упрощается. Все сводится к выбору двигателя переменного тока (асинхронные двигатели). В случае с регулированием по скорости решается вопрос о выборе рода тока привода.

Применение постоянного тока может быть оправдано лишь в тех случаях, когда привод должен обеспечивать повышенные требования к плавности регулирования скорости. Приводы постоянного тока используются в механизмах, работающих в повторно-кратковременном режиме: краны, подъёмные механизмы, вспомогательные механизмы металлургической промышленности (шлепперы, рольганги, нажимные устройства).

В случае приводов повторно-кратковременного режима тип двигателя определяется из условий получения минимальной деятельности переходного процесса, минимальных динамических моментов. С этой целью либо используют специальные двигатели с минимальным моментом инерции, либо переходят к двухдвигательному приводу (суммарный момент инерции двух двигателей той же мощности, что и однодвигательный привод меньше на 20 - 40%).

Для электропривода продольно-строгального станка возможно использование следующих ЭП:

«ТПЧ - АД» (тиристорный или транзисторный преобразователь частоты - асинхронный двигатель);

«Г - Д» (генератор - двигатель);

«ТП - Д» (тиристорный преобразователь - двигатель).

Система «ТПЧ - АД» в принципе, позволяет получить характеристики, аналогичные «ТП - Д», но стоимость частотного преобразователя гораздо выше управляемого выпрямителя.

К недостаткам системы «Г - Д» относят:

необходимость в двукратном преобразовании энергии, что приводит к значительному снижению КПД;

наличие двух машин в преобразовательном агрегате;

значительные габариты установки;

высокие эксплуатационные расходы.

Для электропривода главного движения продольно-строгального станка принимаем систему «ПЧ - АД».

строгальный станок электропривод технологический

Требования, предъявляемые к системе управления электроприводом установки

Система однозонного регулирования предполагает изменение скорости до номинального значения. Составной её частью является система регулирования, замкнутая по скорости и воздействующая на напряжение статора двигателя. Система регулирования базируется на преобразователе частоты Altivar 71 производства фирмы Schneider Electric, в конструктиве которого имеется программируемый логический контроллер (ПЛК). В котором заложен закон, по которому должен работать двигатель, соответственно он выдает задание на скорость посредством получаемого сигнала.

В преобразователе частоты с помощью параметрирования реализуется система регулирования. Структурно она содержит два контура: внутренний - регулирования тока статора и внешний - регулирования скорости вращения двигателя. Контур регулирования тока статора содержит датчик (измеритель) тока ДТ, регулятор тока РТ, управляющий преобразователем ПЧ, и статорную цепь электродвигателя. Составными частями контура регулирования скорости являются датчик скорости ДС типа ЛИР - 158Д и регулятор скорости РС. Так же в структуре можно выделить блок токоограничения и блок поддержания

Размещено на Allbest.ru