Источниками движения в этом приводе могут быть асинхронные электродвигатели, в том числе и высокоскоростные, электродвигатели постоянного тока, гидродвигатели в виде обратимых гидронасосов для вращательного и в виде гидроцилиндров для поступательного движения. Настроечный орган привода, позволяющий регулировать параметры главного движения, может состоять из различных элементов, обеспечивающих ступенчатое и бесступенчатое регулирование, т.е. регулирование, при котором дополнительное звено получает несколько различных значений частот вращения или чисел двойных ходов в заданных пределах, например n1, n2, n3 … nz, или любое значение в пределах n1… nz.
Наиболее распространенные элементы привода для ступенчатого регулирования показаны на рис. 2.12-2.14. Регулирование может осуществляться сменными зубчатыми колесами (рис. 2.12), как во многих моделях зубообрабатывающих станков. Основным достоинством такого привода является простота. Однако его применение целесообразно лишь в том случае, когда не требуется частых переключений, так как время, потребное на настройку, сравнительно велико.
рис. 2.12. Регулирование с помощью сменных зубчатых колес
Ступенчатое регулирование можно осуществлять при помощи муфт и зубчатых колес, находящихся в постоянном зацеплении (рис. 2.13).
рис. 2.13. Регулирование с помощью зубчатых колес и муфт
При включении муфты МФ1 влево крутящий момент на шпиндель передается через пару z1/z2, а при включении вправо — через пару z2/z4. Здесь могут применяться как кулачковые, так и фрикционные муфты, управляемые вручную, от электромагнита или от гидравлики. Такой способ переключения позволяет его автоматизировать. На основе переключения муфтами созданы автоматические коробки скоростей (АКС), применяемые в станках с ЧПУ.
В приводах главного движения станков широко применяется регулирование при помощи передвижных блоков зубчатых колес (рис. 2.14). Блок колес z1; z3 и z5 может перемещаться на скользящей шпонке или по шлицам вдоль оси вала I и обеспечить поочередное зацепление z1/z2, z2/z4 , z2/z4. Переключение подвижными блоками колес применяется в коробках скоростей токарных, сверлильных, фрезерных и других станков. В ряде случаев в приводе главного движения применяется сочетание из перечисленных устройств.
рис. 2.14. Регулирование с помощью передвижных блоков зубчатых колес
рис. 2.15. Торовый вариатор
При бесступенчатом регулировании частоты вращения в приводе главного движения применяют электродвигатели постоянного тока, обладающие, однако, тем недостатком, что при небольшом диапазоне регулирования, определяемом как отношение D=nmax/nmin требуют устройств для преобразования переменного тока в постоянный, которым снабжаются промышленные предприятия. Для бесступенчатого регулирования в станках широко применяют вариаторы.
Наиболее широко в приводах главного движения используются торовые вариаторы (рис. 2.15) и клиноременные с раздвижными шкивами (рис. 2.16).
Диапазоны регулирования у вариаторов небольшие: Двар= 4 … 12, поэтому в приводах станков вариаторы применяются в сочетании со ступенчатой коробкой скоростей, что позволяет обеспечить заданный диапазон регулирования. Структура такого привода представлена на рис. 2.17.
При включении понижающей передачи в коробке скоростей при помощи вариатора можно изменить бесступенчато частоту вращения шпинделя от n1 до n2 = n1 Dвар.
При включении на другую, например, повышенную, передачу в коробке скоростей, можно получить бесступенчатое регулирование в пределах от n2 до nz = n2 Dвар, обеспечив, таким образом все значения частот вращения в пределах от n1 до nz бесступенчато и общий диапазон регулирования D = Dвар.
рис. 2.16. Клиноременный вариатор
рис. 2.17. Структура привода с вариатором (В) и коробкой скоростей (КС)
В ряде случаев бесступенчатое регулирование в приводе главного движения обеспечивается при помощи гидропривода.
На рис. 2.18 показана схема работы силового цилиндра, который может быть использован в протяжных и строгальных станках.
Масло от насоса по трубопроводам через распределитель 4 поступает в левую полость цилиндра 1, создавая давление, перемещает поршень 2 со штоком вправо. Масло из правой полости сливается в бак. При изменении положения распределителя перемещением влево (положение изображено штрихами) масло от насоса начинает поступать в правую полость цилиндра, а из левой полости — сливаться в бак. Изменяя объем жидкости, поступающей в рабочую полость цилиндра в единицу времени, можно бесступенчато регулировать скорость движения поршня П1.
рис. 2.18. Регулирование с помощью гидропривода
Управление переключением в приводе главного движения осуществляется либо вручную, либо автоматически. Для ручного переключения каждый переключаемый элемент — передвижной блок, муфта, распределитель или др. соединяется с рукояткой управления, изменение положения которой ведет к перемещению переключаемого элемента в нужную позицию.
При автоматическом управлении переключение осуществляется при помощи пружин, электромагнитов или гидравлики, включаемых в работу по заданной программе.
рис. 2.19. Управление фрикционными муфтами с помощью кулачка
На рис. 2.19 показана схема переключения фрикционной муфты от кулачка. При вращении кулачок 1 воздействует на нижний конец рычага 2 и, сжимая пружину 3, перемещает его влево. При дальнейшем вращении кулачка пружина 3 сначала вернет рычаг в исходное положение, обеспечивая включение муфты МФ1 то вправо, то влево.
