Стандартные ряды частот вращения и подач.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 10Следующая ⇒

Привод считается регулируемым ступенчато, если при изменении частоты вращения может быть установлена не любая частота в пределах от n_min до n_max, а лишь ряд некоторых фиксированных значений. В подавляющем большинстве случаев ряды частот вращения или подач строят по законам геометрической прогрессии. Это означает, что частоты вращения в указанных пределах будут составлять ряд

n_1;n_2;n_{3; ……}n_i;n_{i+1; …….}n_z-1;n_z,

причем величина называется знаменателем геометрического ряда.

Широкое применение геометрического ряда связано с тем, что конструкция коробок скоростей и подач, обеспечивающих такой ряд, получается наиболее простой (так называемое “конструктивное преимущество геометрического ряда”).

Кроме того, еще в 1876 году академик Гадолин показал, что возможная “потеря производительности” при использовании геометрического ряда есть величина постоянная и зависит только от величины знаменателя ряда .

В самом деле, рассчитанное технологом по формулам оптимальное значение частоты вращения n практически никогда не совпадает со значениями применяемого на станке ряда и поэтому не может быть установлено точно. Величина n оказывается в промежутке между двумя какими-либо соседними значениями n_i и n_i₊₁. Очевидно, что, даже если значение n будет весьма близко к n_i₊₁ , придется установить на станке ближайшее меньшее значение n_i , поскольку стойкость инструмента обратно пропорциональна скорости резания в пятой степени, и незначительное увеличение скорости резания против оптимальной приведет к катастрофическому уменьшению стойкости. Производительность прямо пропорциональна скорости, поэтому наибольшая возможная относительная потеря производительности в пределе будет равна:

Таким образом, заказывая станок с коробкой скоростей, обеспечивающей геометрический ряд с тем или иным значением знаменателя , технолог заранее знает возможные значения относительной потери производительности.

В станкостроении применяются геометрические ряды, регламентируемые стандартом ГОСТ 8032-56 “Ряды предпочтительных чисел”. Принятые в стандарте значения знаменателей ряда и значения чисел в рядах от 1 до 1000, приведены в таблице 2.1.

В стандарте использовано семь геометрических рядов со следующими знаменателями:

= 1, 06; 1, 12: 1, 26; 1, 41; 1, 58; 1, 78; 2, 0

Каждый стандартный знаменатель ряда является целой четной степенью наименьшего знаменателя = 1, 06:

1, 12=1, 06²; 1, 26=1, 06⁴; 1, 41=1, 06⁶; 1, 58=1, 06⁸; 1, 78=1, 06¹⁰; 2=1, 06¹²

Следовательно, ряд с любым знаменателем может быть образован из основного ряда ( =1, 06 ) путем отбрасывания отдельных его членов через один, три, пять и т.д., что хорошо видно в таблице 2.1.

В очень редких случаях в некоторых механизмах станков используют не геометрический ряд, а другой закономерный ряд, например – арифметический.

Так поступают при конструировании коробок подач токарно-винторезных станков для того, чтобы обеспечить нарезание стандартных резьб, у которых шаги также образуют арифметический ряд. Однако в подавляющем большинстве случаев, если проектируется ступенчато регулируемый привод, то ряд частот вращения или подач строится по законам геометрической прогрессии.

Выбор знаменателя ряда.

Выбор знаменателя ряда при проектировании привода производится на основе требований технологических служб, осуществляющих заказ станка, а также с учетом существующего опыта конструирования. Кроме того следует учитывать ряд других соображений.

Во-первых, число ступеней Z ряда при заданной величине диапазона регулирования R_n, быстро растет с уменьшением величины знаменателя ряда . Поэтому чем меньше , тем сложнее механизмы коробки скоростей или подач, тем дороже станок и его эксплуатация. В настоящее время с учетом развития современных электроприводов можно считать, что, если по технологическим требованиям нужен привод со знаменателем =1, 06 или =1, 12, то экономичнее будет проектировать привод с бесступенчатым регулированием.

Во-вторых, следует учитывать, что, если обрабатываются детали малого диаметра (или при работе инструментом небольшого диаметра), хорошие технологические возможности могут быть обеспечены при использовании геометрического ряда с достаточно большим знаменателем.

Например, в таблице 2.2 приведены величины диаметров заготовок и частоты вращения, при которых обработка ведется со скоростью резания v =63м/мин. Частоты вращения взяты из стандартного геометрического ряда с =1, 41.

Таблица 2.2

Обрабатываемый диаметр, мм
Частота вращения, об/мин

Хорошо видно, что при обработке любого из этих диаметров достаточно снять припуск за один проход, и можно переключать частоту вращения, чтобы продолжать обработку с оптимальной скоростью резания.

Ниже приведена таблица 2.3, в которой указаны частоты вращения из ряда с =1, 26, но при обработке с той же скоростью (около 63 м/мин) заготовок больших диаметров.

Таблица 2.3

Обрабатываемый диаметр, мм
Частота вращения, об/мин

В этом случае для того, чтобы можно было переключить привод на более высокие обороты и продолжать работу с оптимальной скоростью резания придется снимать припуск за несколько проходов, теряя при этом производительность. При обработке деталей еще б о льших диаметров эта ситуация усугубляется.

Поэтому в станках малых размеров можно встретить ступенчатые коробки со знаменателем ряда =1, 41 и иногда более. Крупные станки, в частности, карусельные, в настоящее время снабжают исключительно бесступенчато регулируемым приводом.

В-третьих, если орган настройки в станке выполнен в виде гитары сменных колес (например, в станке-автомате, используемом в массовом производстве), то знаменатель ряда может иметь и самое малое значение, поскольку сложность привода от этого не увеличится, а только возрастет набор сменных колес, хранящихся на стеллаже возле станка.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒