обработка древесины. Курс лекций для студентов iii курса направления подготовки
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
Лекция 7. «Приводы деревообрабатывающих станков» Приводы сообщают движение рабочим органам, механизмам подачи, вспомогательным элементам станка, съемным и загрузочным механизмам, зажимным устройствам, а также позволяют перемещать элементы станка при его настройке. Привод состоит из двигателя и системы подачи. 1. Электропривод. Благодаря простоте устройства и управления электроприводы широко применяются в деревообрабатывающих станках. Они имею высокий КПД. Недостаток электропривода – относительно большая масса и значительные размеры. Кроме того, при их использовании затруднено бесступенчатое изменение скоростей органов станков и частое реверсирование. Для снижения частоты вращения валов электродвигателей во многих случаях (например, для механизмов подачи) приходится вводить в систему привода громоздкие передачи; во время пуска инерционность (способность сохранять состояние движения или покоя) электродвигателя вызывает появление тока, значительно превышающего расчетный, в результате чего возможен перегрев двигателя. В случае этого для привода механизма подачи в станках с позиционной обработкой вместо электродвигателя устанавливают гидродвигатели. Электропривод с редуктором применяют в том случае, когда требуется при относительно большой частоте вращения двигателя получить небольшую скорость движения подающих устройств. 1 – станок; 2 – цепная или ременная передача; 3 – редуктор; 4 – муфта; 5 – электродвигатель. Вращение от электродвигателя через редуктор и муфту передается органам подачи. Рабочие органы деревообрабатывающих станков должны сообщать инструменту большую скорость. Чтобы повысить частоту вращения рабочих валов и шпинделей, нередко используют ременную передачу. Наиболее компактны встроены электродвигатели, на валу которых непосредственно закрепляют режущий инструмент. При необходимости получить большую частоту вращения шпинделей применяют электродвигатели, питаемые током высокой частоты. В этом случае ток вначале подается в преобразователь частоты и уже оттуда поступает в электродвигатель привода станка. На продольно-фрезерных станках устанавливают электродвигатели, работающие на токе 100 Гц (u = 5500 – 5800 об/мин), на копировально-фрезерных до 400 Гц (u = 21000 – 22000 об/мин). 1 – станок; 2 – электродвигатель; 3 – преобразователь частоты Часто в цепь привода для бесступенчатого изменения скорости подачи устанавливают после электродвигателя перед редуктором с постоянным передаточным числом, вариатор, соединяя его цепной передачей с механизмом подачи станка. В приводах станков применяют фрикционные конусные вариаторы. Привод с электромагнитной муфтой скольжения состоит из асинхронного электродвигателя, редуктора и центробежного регулятора. Центробежный регулятор замыкает и размыкает цепь питания якоря до 40 раз в секунду, поддерживая при этом установленную частоту вращения якоря, а следовательно и постоянную скорость подачи. 2. Объемные гидроприводы В деревообрабатывающих станках объемный гидропривод в основном служит для привода механизмов и зажимов. Однако имеются станки, где от гидропривода осуществляется также и главное движение. Они сообщают поступательное и вращательное движение органам станка. Гидропривод дает возможность в больших пределах изменять скорость движения органов станка, отличается быстротой действия, обеспечивает плавное движение. Сравнительно небольшой по размерам гидродвигатель создает значительное усилие, а также допускает часто реверсирование движений органов станка и обеспечивает возможность дистанционного и автоматического управления. Прямолинейное и вращательное движение органов станка совершается непосредственно от гидродвигателя или простейших преобразующих механизмов (рейка – шестерня, кривошипно-шатунный механизм). Органы станка, приводимые в движение гидродвигателем, не испытывают перегрузки, что увеличивает срок их эксплуатации. К недостаткам гидроприводов относятся: сравнительно низкий КПД из-за трения рабочей жидкости и потери ее предохранительные устройства, огнеопасность и нестабильность работы при резких изменениях температуры рабочей жидкости. Лекция 8. «Органы управления» 1. Общие сведения. Для управления полуавтоматическими и автоматическими деревообрабатывающими станками и станочными линиями применяют системы, которые состоят из электрической, а часто электрической, гидравлической и пневматической аппаратуры. При разработке систем управления предусматривается автоматизация следующих процессов: - поддерживание или изменение режимов работы станка при обработке деталей; - последовательного перемещения отдельных элементов станка; - загрузки заготовок в станок; - выполнение вспомогательных операций (сброс заготовок или деталей после обработки, управление прижимами и т.д.). 1.1. Контакторы и магнитные пускатели. Кнопочные станции. Все электродвигатели имеют обмотки, которые при пуске электродвигателя подключают к силовым электрическим цепям, а при остановке отключают от них. Для подключения и отключения применяют контакторы и магнитные пускатели. С их помощью электродвигателями управляют на расстоянии (дистанционное управление). Контактор имеет несколько подвижных контактных пластин, закрепленных на валу из диэлектрика, и соответствующее им число неподвижных контактных пластин, закрепленных на корпусе. Вал соединен с якорем магнитной системы, сердечник которой и катушка прикреплены к корпусу. 1 – катушка; 2 – якорь; 3 – неподвижная контактная пластина; 4 – подвижная контактная пластина; 5 – вал При включении контактора ток проходит через катушку 1, сердечник притягивает якорь 2, который при этом поворачивает вал 5 с подвижными пластинами 4 до соприкосновения их с неподвижными пластинами 4. Так как подвижные пластины через клеммы соединены обмоткой электродвигателя, а неподвижная через клеммы с силовой сетью, то при срабатывании контактора ток из сети через пластины поступает в обмотку электродвигателя, и он начинает работать. Надежность замыкания контактов обеспечивается смещением пружинами. Магнитные пускатели отличаются от контакторов конструкцией подвижной части магнитной системы и наличием встроенного теплового реле, автоматически отключающим электродвигатель от сети при перегрузке его на 20 – 30 %. В магнитных пускателях для каждой фазы цепи установлено два неподвижных контакта. Один контакт каждой пары соединен с одной из фаз силовой цепи, другой – с обмоткой электродвигателя. Под неподвижными контактами на специальном траверсе, снабженной пружинами, установлены подвижные контактные пластины. Траверса соединена с якорем магнитной системой, сердечник и катушка которой неподвижно прикреплены к корпусу магнитного пускателя. При прохождении через обмотку тока якорь сообщает траверсе прямолинейное перемещение, подвижные контактные пластины при этом прижимами прижимаются к неподвижным, замыкая цепь, и ток из сети поступает в обмотки электродвигателя. В схемах, предусматривающих изменение направления вращения электродвигателя, применяют реверсивные пускатели. Они представляют собой два обычных магнитных пускателя, смонтированных вместе и оборудованных механической блокировкой, исключающей возможность одновременного срабатывания пускателей. Один реверсивный пускатель включает электродвигатель для правого вращения, другой для левого. Магнитные усилители кроме основных силовых контактов обычно имеют вспомогательные, так называемые блок-контакты, которые подключают к цепям управления. Контакторы и магнитные пускатели применяют как самостоятельные пусковые устройства в простых системах управления и как составные элементы в сложных. Для ручного включения и выключения электродвигателей через магнитные пускатели или контакторы служат кнопочные станции. Каждая кнопочная станция имеет минимум две кнопки: «Пуск» и «Стоп». В схемах управления реверсивными двигателями кнопочные станции оборудованы тремя кнопками «Вперед», «Стоп», «Назад». 2. Схема управления электродвигателем Для подключения электродвигателя к сети предусмотрен рубильник Р. Цепь замыкания при включении магнитного пускателя ПМ. От короткого замыкания сеть защищают плавные предохранители Пр, для автоматического отключения двигателя при небольших, но длительных перегрузках в цепь питания включены тепловые реле 1РТ и 2 РТ. В цепь управления введены контакты ПМ-1 (блок-контакты). В момент включения электродвигателя одни замыкаются, образуя цепь, // кнопке «Пуск». Таким образом, включение контактов ПМ-1 магнитный пускатель самоблокируется (становится на «самопитание»), т.е. может работать при отпущенной кнопке «Пуск». Пуск двигателя по данной схеме осуществляется в такой последовательности. При включении рубильника Р к сети подключаются линейные контакты ПМ главной цепи и цепь управления; контакты ПМ и цепь управления будут находиться под напряжением, но при разомкнутых контактах ПМ и кнопки «Пуск» ток в цепи не поступает (цепи разомкнуты). При нажатии кнопки «Пуск» обмотка ПМ магнитного пускателя, через размыкающие контакты кнопки «Стоп», замыкающие контакты кнопки «Пуск» и размыкающие контакты тепловых реле 1РТ и 2 РТ подключаются к фазам Л 2 и Л 3 . Включатель, магнитный пускатель замыкает линейные контакты ПМ, в результате чего электродвигатель подключается к сети (Л 1 Л 2 Л 3 ). Одновременно замыкаются блок-контакты ПМ-1, через которые питание подается в обмотку магнитного пускателя при разомкнутых контактах кнопки «Пуск». При нажатии кнопки «Стоп» размыкается цепь питания обмотки магнитного пускателя, линейными контактами ПМ двигатель отключается от сети, а контакты ПМ-1, размыкаясь, снимают цепь управления с самоблокировки. 2.1. Конечные выключатели Важным элементом систем автоматического управления являются конечные выключатели. Их используют для ограничения и переключения хода отдельных узлов станка. В деревообрабатывающих станках наиболее распространены контактные выключатели ВК-411 и ВК-211. Они имеют контакты, которые замыкаются или размыкаются при нажатии на их приводной элемент движущимися деталями станка. Приводным элементом в выключателе ВК-411 служит … стержень, а в выключателях ВК-211 – поворотный рычаг. В выключателях того и другого типа имеется по две пары контактов: одна пара размыкающих и другая пара замыкающих. При воздействии узлов или деталей станка на элементы выключателей размыкающие контакты размыкаются, а замыкающие контакты замыкаются, замыкая или размыкая цепи управления пусковыми устройствами. Выключатель ВК-411 применяют при скорости перемещения узла станка, воздействующего на стержень выключателя, равной 0,4-0,5 м/с и выше, а при меньшей скорости – выключатели ВК- 211 мгновенного действия, на работу которых скорость перемещения деталей станка оказывают влияния; даже при сильно медленном нажатии детали на рычаг конечного выключателя контакты его срабатывают мгновенно. В некоторых станках контактные конечные выключатели в системе управления заменяют бесконтактными датчиками. Отсутствие электрических контактов в таких датчиках упрощает их обслуживание и повышает надежность работы системы управления. В деревообрабатывающих станках применяют бесконтактные датчики БВК-24, корпус которых выполнен из эпоксидной смолы. В него герметично вмонтированы элементы датчика. От корпуса отходят только три провода. Достаточно алюминиевой пластины, установленной на движущимся элементе станка, занять определенное положение относительно датчика, как он посылает электрический сигнал в цепь управления на остановку элемента или на одновременное прекращение перемещения одного элемента и начало движения другого элемента станка. Бесконтактные датчики характеризуются мгновенным действием, точностью срабатывания и надежностью работы. В следствии герметичности и отсутствия контактов срок работы бесконтактных датчиков практически не ограничен. 2.2. Реле Реле представляют собой аппараты с помощью которых замыкаются и размыкаются электрические цепи. В зависимости от назначения они подразделяются на реле управления и реле защиты. Реле управления предназначены для замыкания или размыкания цепей управления в целях обеспечения нужного режима работы. Роль реле защиты ограничивается лишь защитой электропривода от ненормальных режимов работы системы, в управлении работой станки оно не участвует. Тепловое реле. Оно служит для защиты электродвигателей от перегрева при длительных, но относительно небольших перегрузках. Нагреватель включен последовательно в цепь питания электродвигателя, контакты включены в цепь катушки магнитного пускателя. В результате срабатывания биметаллической пластины разрывается цепь питания катушки магнитного пускателя и силовая цепь размыкается. Тепловые реле устанавливают как отдельно, так и непосредственно в магнитных пускателях. Необходимо, чтобы две их трех фаз питания электродвигателя имели тепловое реле, контакты которых соединены между собой последовательно. Реле изготавливают со сменными нагревательными элементами, рассчитанными на номинальный ток от 0,64 до 150 А. Следует отметить, что тепловое реле недостаточно быстро реагирует на кратковременные перегрузки двигателя. В этом случает применяют предохранители с плавкими вставками. Реле максимального тока. Его применяют в системах управления электродвигателями, перегрузка которых может привести к поломке элементов станка. Кроме того, реле тока используют и как датчики. Реле времени. С их помощью осуществляются автоматическое замедления включения или отключения отдельных аппаратов и технологические паузы в работе механизмов. При включении катушки реле времени в цепи контактная группа срабатывает не сразу, а через определенный промежуток времени. Устройство для замедления зависит от конструкции реле. При использовании реле постоянного тока с небольшой выдержкой времени (1 – 2 с) замедление осуществляется за счет медленного на расстояние магнитного потока в цепи магнитного реле; в электронных реле за счет медленного нарастания или снижения электрического заряда сетки. Реле контроля скорости. Его обычно применяют в системах торможения против отключения асинхронных двигателей деревообрабатывающих станков. Назначение реле – отключение тормозных устройств при остановке двигателя или снижения скорости вращения электродвигателя до определенной величины. Фотореле. В таких случаях применяют фотореле, которые при изменении силы светового потока изменяют силу тока в цепи управления, чем подается сигнал на определенное чередование составляющего цикла работы оборудования. Промежуточное реле. Их используют для усиления сигнала, создания блокировок, предупреждающих включение двигателе, если это может повлечь за собой поломку станка. С помощью промежуточных реле достаточно заданной последовательности работы элементов станка. Лекция 9. «Прочие элементы станков и околостаночное оборудование» 1. Зажимы и прижимы При обработке заготовки должны плотно прилегать к базирующим и соответствующим направляющим и опорным элементам станка. На станках с проходной обработкой обрабатываемые заготовки прижимают к базирующим опорным плоскостям роликовые прижимные устройство или башмаки. Те и другие могут быть расположены горизонтально или вертикально. В боковых прижимах ролики вращаются в горизонтальной плоскости. Применяют также прижимы, выполненные в виде гибкой ленты, надетой на неприводные шкивы, закрепленные на суппорте. На станках с ручной подачей прижимным устройством служит пружинящая пластина, закрепленная на станине станка. На станке с позиционной обработкой заготовки закрепляют винтовыми, эксцентриковыми, рычажными и наиболее совершенными пневматическими и гидравлическими зажимами. 1.1. Упоры (концевые ограничители) Упоры обеспечивают правильное положение заготовок относительно режущего инструмента в станках с позиционной обработкой. В зависимости от характера выполняемой на станке операции применяют жесткие, откидные, пружинящие, утапливаемые и качающиеся упоры. Жесткие упоры применяют, когда в заготовках одинаковой длины обрабатывают один конец. Если же детали обрабатывают с двух сторон, то жесткие упоры применяют в сочетании с откидными, пружинящими и утапливаемыми. При оторцовке одного конца заготовку устанавливают по жесткому упору, другого – по откидному. Для многорезных работ жесткий упор применяют в сочетании с пружинящим или утапливаемым, по которому ориентируют заготовку уже образованными заплечиками шкива. Откидные и утапливаемые упоры нужны на станках, где режущий инструмент надвигается на заготовку. При работе с откидными упорами заготовку устанавливают торцом по одному из упоров, а остальные откидывают. При работе с утапливаемыми упорами торец заготовки вручную доводят до нужного упора, а все другие упоры, находящиеся в зоне расположения заготовки, утопляют. 1.2. Питающие устройства (питатели) Питатель ПА-3 предназначен для долговременного питания брусковыми заготовками автоматических и поточных линий, а также отдельных станков. Он рассчитан на подачу длиной 400 – 2000, шириной 30 – 150 и толщиной 20 – 60 мм в среднем со скоростью 10 – 42 м/мин. Он состоит из напольного цепного конвейера, наклонных направляющих, ременного конвейера, фотореле и стола. Питатель ПА-5 предназначен для подачи щитовых заготовок. Он состоит из гидравлического подъемного стола, пневматического толкателя и роликового конвейера. Питатель ПА-5 рассчитан на подачу щитов длиной 500 – 2000, шириной 400 – 800 и толщиной 10 – 40 мм. 2. Устройства для заточки режущего инструмента Для заточки и фугования ножей непосредственно на ножевом валу предусмотрены съемные, а иногда и встроенные заточные устройства. Эти устройства позволяют не только выверить радиусы вращения режущих кромок, но и значительно экономить время. Устройства применяют также для промежуточного фугования ножей в процессе работы, что позволяет значительно продлить время между заготовками. 2.1. Приемки для удаления отходов и ограждения Для удаления опилок и мелких отходов служат приемники, устанавливаемые на станках. Приемники соединены трубами с эксцентричной системой. Конструкции их разнообразны и зависят от назначения и устройства станка. Например, приемники на продольно-фрезерных станках большей частью выполнены в виде чугунной или стальной отливки и являются одновременно ограждением ножей. Приемники на станках с перемещающимся суппортом соединены с отбрасывающей системой металлическими гибкими рукавами. Движущиеся элементы станков имеют ограждения, которые предохраняют рабочих от травм, а также защищают станок от попадания в него предметов, способных вызывать поломку или нарушить его нормальную работу. Во многих моделях деревообрабатывающих станков подвижные элементы размещены или непосредственно в станине или запрещены ограждениями, блокированными с системой управления таким образом, что работа станка при снятом или отведенном ограждении невозможна. Конструкция ограждений разнообразны и даны при описании станка. 2.2. Устройства для смазки Устройства для смазки различаются на две группы. К 1 – й группе относятся устройства для индивидуальной смазки, ко 2 – й – для зерновой смазки с непрерывной подачей масла на трущиеся поверхности. Из устройств первой группы в деревообрабатывающих станках наибольшее применение получили колпачковые масленки и пресс-масленки. Колпачковая масленка ввертывается в отверстие, например в корпус подшипника, а на нее навертывается предварительно наполненный густой (консистентной) смазкой колпачок. При дальнейшем навертывании колпачка на штуцер масленки на трущиеся детали станка. В процессе работы колпачок периодически подвертывают вручную. В пресс-масленке не имеется запаса масла, через нее лишь наполняют маслом из ручного шприца полости с размещенными в них трущимися поверхностями. Шарик закрывает отверстие от попадания пыли и грязи. Пресс-масленки применяют преимущественно для наполнения масла корпусов подшипников качения, а иногда для смазки поверхностей скольжения. К устройствам для групповой смазки относятся масленые ванны и масленые насосы. Масленые ванны применяют для смазки механизмов, работающих в закрытых пространствах (редуктор, КПП), где опасность загрязнения масла пылью почти исключена. Наибольшее распространение получила централизованная смазка деревообрабатывающих станков с помощью масленых насосов, связанных с местами смазки маслопроводами. Конструкция масленых насосов разнообразна. Количество масла, подаваемого в каждую отдельную точку смазки, дозируется клапаном или для этих целей используют многоплунжерные насосы. В последнем случае в каждую отдельную точку смазки масло подается отдельным плунжером. |