Металлообрабатывающие станки —
На заводах по ремонту и строительству судов широко применяются самые различные станки для механической обработки деталей. Станки классифицируются по универсальности (универсальные, специализированные и др.); по степени автоматизации (с ручным управлением, полуавтоматические, автоматические); по точности (нормальной точности Н, повышенной точности П и др.), по видам обработки (токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, зуборезные, резьбообрабатывающие и др.).
Приводы металлорежущих станков классифицируются на приводы главного движения, приводы подачи и вспомогательного движения. Приводы главного движения и подачи могут осуществляться от одного двигателя с кинематической передачей, например, когда требуется точное перемещение инструмента на один оборот изделия.
Наиболее распространенными приводами главного движения станков являются приводы от одно- и многоскоростных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором со ступенчатым механическим регулированием частоты вращения путем переключения шестерен коробки скоростей. Шестерни переключаются дистанционно с помощью электромагнитных муфт, исполнительных двигателей или гидроприводом. Использование электропривода переменного тока со ступенчатым механическим регулированием скорости резания не всегда может удовлетворить современным требованиям технологии и производительности. Перспективным направлением развития приводов станков является электромеханическое регулирование частоты вращения привода. Требования, предъявляемые к приводам станков, определяются главным образом не группой станков, а назначением привода (главный, подачи или вспомогательного движения). В зависимости от вида привода выбирают мощность, способ и диапазон регулирования частоты вращения, необходимую плавность регулирования, требование к жесткости характеристики и др.
Мощность двигателей станков определяют следующим образом. По эмпирическим выражениям и таблицам вычисляют мощность резания и с учетом потерь в передачах находят значение мощности на валу двигателя, затем строят диаграмму в виде необходимой мощности двигателя. Выбранный двигатель проверяют по нагреву с учетом длительности переходных процессов при повторно-кратковременном режиме работы и по допустимой кратковременной перегрузке Мтах = Мном, где тд — коэффициент допустимой перегрузки.
Электроприводы механизма подачи выбираются из совкупности данных о массе перемещаемого органа привода и детали, силах трения, передаточных отношениях механических звеньев привода, моменте инерции механических звеньев, к. п. д. механизма и др. В результате расчетов определяется момент Му двигателя, необходимый для сообщения инерционной системе заданного ускорения, момент на преодоление сопротивления резанию и сил трения при обработке детали М2 и момент холостого хода М3 при ускоренных перемещениях:
Электропривод вспомогательных механизмов, как правило, выполняется на базе нерегулируемых асинхронных двигателей с коротко- замкнутым ротором. Последние работают в основном в режимах кратковременной нагрузки и должны обладать повышенным пусковым моментом с достаточной перегрузочной способностью, особенно для зажимных устройств. Мощность этих двигателей в большинстве случаев выбирают по допустимой нагрузке.
Промышленные серии металлорежущих станков в последнее время все больше выпускаются на базе электроприводов с вентильными преобразователями. Регулируемый электропривод с тиристорным преобразователем в сочетании с широкорегулируемым двигателем постоянного тока в механизмах главного движения и подачи являются одним из основных технических средств повышения эффективности и качества технических процессов в станках с ЧПУ. В связи с этим серийно выпускается значительное количество тиристорных электроприводов, предназначенных для механизмов главного движения и механизмов подачи металлообрабатывающих станков. Промышленные серии электроприводов постоянного тока классифицируются по способу регулирования частоты вращения двигателей: однозонное (регулирование изменением напряжения якоря), двухзонное (изменением напряжения якоря и ослаблением магнитного потока); по числу рабочих квадрантов привода (нереверсивные и реверсивные); по исполнению силовой схемы (трехфазная несимметричная и симметричная, неуправляемая мостовая, шестифазная); по структуре привода (система с суммирующим усилителем, система подчиненного регулирования и др.); по назначению (регулируемый или следящий привод).
Электропривод постоянного тока серии ЭТЗ предназначен для механизмов главного движения металлорежущих станков. Электропривод позволяет регулировать частоту вращения двигателя с постоянным моментом на валу в диапазоне от 10 об/мин до номинальной, а также регулировать частоту вращения от номинальной до максимальной с постоянной мощностью на валу.
Электропривод постоянного тока серии ЭТЗД предназначен для применения в механизмах главного движения металлорежущих и других машин. Частота вращения регулируется напряжением обмотки возбуждения в диапазоне 4:1.
Электропривод серии ЭТРП с реверсированием поля, мощностью до 30 кВт предназначен для механизмов главного движения металлорежущих станков с ЧПУ. Диапазон регулирования частоты вращения изменением напряжения на обмотке возбуждения до 10 : 1.
Электропривод типа ЭШИР-1 с тиристорным широтно-импульсным преобразователем предназначен для механизмов подачи позиционных станков с диапазонами регулирования до 30 000: 1.
До недавнего времени наибольшее распространение для главного движения станков имели асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Но в настоящее время в связи с ростом требований к приводам механизмов главного движения станков все более широкое распространение получают двигатели постоянного тока с электромагнитным возбуждением, компенсированные двигатели с широким диапазоном регулирования изменением потока, а также бесколлекторные (вентильные) двигатели постоянного тока.
Для частотного управления приводов главного механизма на базе серии 4А изготавливаются асинхронные двигатели 4АП, рассчитанные па питание от вентильных преобразователей частоты с увеличенным содержанием высших гармоник в питающем напряжении. В приводах подачи станков применяются различные двигатели постоянного тока.