Привод металлорежущего станка
Привод относится к устройствам, приводящим в движение шпиндель металлорежущего станка, и может найти применение в станкостроительной промышленности.
Известный привод шпинделя металлорежущих станков состоит из асинхронного электродвигателя с частотным регулированием частоты вращения ротора и с возможностью работы в режиме S1 и S6, валом которого является сам шпиндель. Основной недостаток известного привода заключается в том, что шпиндель снабжен одним встроенным двигателем. Это способствует нерациональному использованию мощности двигателя и перерасходу электрической энергии при выполнении различных видов работ. Такой привод имеет достаточно низкий коэффициент использования мощности двигателя при выполнении различных видов работ, а, следовательно, низкий коэффициент полезного действия электродвигателя.
Предложенный привод снабжен тремя электрическими двигателями, общим валом которых является шпиндель, с возможностью их одновременного и последовательного по времени включения и отключения, мощность каждого из них равна одной трети максимальной мощности одного электродвигателя, необходимой для выполнения самой тяжелой операции по паспорту металлорежущего станка. Это позволяет более рационально использовать мощность электропривода, т.е. увеличить коэффициент использования мощности привода и увеличить его КПД.
Привод относится к устройствам, приводящим в движение шпиндель металлорежущего станка, и может найти применение в станкостроительной промышленности.
Известен привод шпинделя для механообрабатывающих центров [1] (стр. 4, рис. 1-6), состоящий из асинхронного электродвигателя с частотным регулированием частоты вращения ротора и с возможностью работы в режиме S1 и S6 , валом которого является сам шпиндель.
Основной недостаток известного привода заключается в том, что шпиндель снабжен одним встроенным двигателем. Это способствует нерациональному использованию мощности двигателя и перерасходу электрической энергии при выполнении различных видов работ, например, обдирки, чернового точения, чистового точения и, кроме того, применительно к различным размерам обрабатываемых деталей, т. е. такой привод имеет достаточно низкий коэффициент использования мощности двигателя при выполнении различных видов работ, а, следовательно, низкий коэффициент полезного действия электродвигателя.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в том, чтобы более рационально использовать мощность электропривода при выполнении различных видов работ, т. е. повысить коэффициент ее использования, а, следовательно, и - коэффициент полезного действия привода.
Технический результат достигается тем, что привод снабжен тремя электрическими двигателями, общим валом которых является шпиндель, с возможностью их одновременного и последовательного по времени включения и отключения, мощность каждого из них равна одной трети максимальной
мощности одного электродвигателя, необходимой для выполнения самой тяжелой операции по паспорту металлорежущего станка.
Такое исполнение привода позволило гибко варьировать использованием общей мощности привода включением всех электродвигателей одновременно, любых двух и одного в зависимости от вида обработки, глубины резания, размеров обрабатываемых поверхностей и других факторов.
На фиг.1 представлена схема привода станка.
Привод устроен следующим образом.
Привод металлорежущего станка состоит из шпинделя 1, установленного в подшипниках 2 и 3, трех роторов 4, жестко закрепленных на шпинделе 1, и трех статоров 5, жестко установленных внутри корпуса 6 привода и имеющих охладительные ребра 7, расположенные по всему периметру. Шпиндель 1 снабжен крыльчаткой 8, обдувающей охладительные ребра электродвигателей при их работе.
Привод работает следующим образом.
Например, в токарном станке необходимо осуществить обдирочную операцию заготовки на значительную глубину. Для этой операции необходима мощность всех трех электродвигателей, поэтому одновременно включают все три электродвигателя. Далее по технологической карте следует черновая обработка детали на небольшую глубину. На ее осуществление достаточно мощности двух электродвигателей, в связи с этим один из двигателей отключают, чем экономят почти одну треть электроэнергии. И, наконец, необходимо осуществить чистовое точение на достаточно малую глубину. Для этой операции достаточна мощность одного электродвигателя, следовательно, отключают еще один электродвигатель, и для осуществления чистового точения используют одну треть общей мощности электропривода. Каждый электродвигатель сохранил регулирование частоты вращения ротора изменением частоты питающего электрического тока. Возможность работы в режиме S 1 и S6, возможность частотного регулирования частоты вращения роторов электродвигателей в сочетании с одновременным и последовательным по времени
включением и выключением электродвигателей делают предложенный привод с более широкими эксплуатационными возможностями. Три электродвигателя это - наиболее оптимальный вариант количества электродвигателей. Два электродвигателя - грубое (недостаточно рациональное) использование возможностей электропривода, а четыре электродвигателя ведут к неоправданному усложнению привода.
Налицо более рациональное использование предлагаемого электропривода металлорежущего станка. Расчеты показывают, что при этом наблюдается значительная экономия электрической энергии. Экономия электроэнергии достигает 20-25%.
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1. Шпиндели фирмы SKF - неизвестное во всемирно известном. Ежемесячная газета «Новости приводной техники», №5 (37), май 2004.
Привод металлорежущего станка, состоящий из асинхронного электродвигателя с частотным регулированием частоты вращения ротора и с возможностью работы в режиме S1 и S6, валом которого является сам шпиндель, отличающийся тем, что привод снабжен двумя дополнительными электрическими двигателями с возможностью одновременного и последовательного по времени включения и отключения всех трех электродвигателей, мощность каждого из которых равна одной трети максимальной мощности одного электродвигателя, необходимой для выполнения самой тяжелой операции по паспорту металлорежущего станка.
