Подача режущего инструмента на станках может быть постоянной (на токарных, расточных, и др.) и периодической (на продольно-строгальных, плоскошлифовальных). Подача производится либо от главного привода, либо от отдельного двигателя. Она может осуществляться как в процессе резания (в токарных и расточных станках), так и во время холостого хода станка (в продольно-строгальных).
Подача от главного привода выполняется в станках, в которых необходимо сохранение постоянства подачи на один оборот изделия (в токарно-винторезных, расточных). Однако применение подачи от главного привода ограничивается усложнением механических связей. Поэтому в крупных станках привод подачи осуществляется от самостоятельного электродвигателя.
Усилие, передаваемое в направлении подачи при линейном перемещении движущегося органа станка определяется по формуле:
При определении мощности привода подачи необходимо учитывать два возможных случая его работы:
а) трогание с места, когда ещё отсутствует рабочая подача;
б) рабочая подача.
При трогании с места учитываются усилие от веса перемещающихся деталей станка, связанных с подачей, а также сила прилипания, возникающая в процессе трогания. Коэффициент трения при трогании значительно выше, чем при рабочих скоростях подачи. Примерный характер изменения коэффициента трения в функции скорости приведён на рис.10.12.
Рис.10.12. Зависимость коэффициента трения от скорости
При рабочей подаче не учитывается сила прилипания. Значение коэффициента трения в выражении (10.47) принимается соответствующим рабочим скоростям.
На рис. 10.13 показана кинематическая схема привода постоянной подачи.
1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – ходовой винт подачи
Рис. 10.13. Кинематическая схема привода подачи
Определение мощности электропривода выполняется в следующей последовательности.
Задаются следующие параметры:
— шаг нарезки ходового винта lш, мм;
— средний диаметр ходового винта dср, мм;
— коэффициент трения μ;
— угол трения ходового винта φ.
Затем рассчитываются угол наклона резьбы, вращающий момент на валу ходового винта и момент на валу двигателя.
Угол наклона резьбы α определяется из формулы:
где ηп – КПД передач от ходового винта к двигателю;
i – передаточное отношение.
Мощность двигателя подачи должна выбираться по моменту на валу двигателя Мд с учётомпредполагаемой номинальной скорости двигателя.
Если для привода подачи используется регулируемый двигатель постоянного тока (например, по системе генератор – двигатель), то необходимо произвести его проверку по следующим характеристикам:
— по статическому моменту на валу двигателя при минимальной скорости подачи с учётом необходимого снижения момента (или тока) двигателя из-за ухудшения охлаждения;
— по моменту при максимальной скорости двигателя в случае ослабления магнитного потока.
После выбора мощности электродвигателя постоянного тока по наибольшему значению, полученному из двух упомянутых случаев, необходимо его также проверить по пусковому моменту, при преодолении момента трогания.
В случае периодической подачи необходимо определять мощность электропривода не только с учётом максимального статического момента, но и с учётом его режима работы (кратковременный или повторно-кратковременный).