Электрооборудование металлообрабатывающих станков,
строгальные станки,общие сведения

Предназначены для обработки горизонтальных и вертикальных плоских поверхностей у крупных деталей большой длины.
Детали средних размеров устанавливаются на столе рядами и обрабатываются одновременно.
Кроме основной операции (строгание) на этих станках можно прорезать прямолинейные канавкн различного профиля, пазы и т.п.
Конструктивное исполнение.
По конструкции продольно-строгальные станки разделяются на одностоечные (с консольной траверсой) и двухстоечные (портальные).
На рис. 4.4-1 представлено расположение основных узлов двухстоечного продольно-строгального станка.

Станина (1) станка имеет направляющие (плоские пазы, V-образные), по которым совершает возвратно-поступательное движение стола (2) с обрабатываемой закрепленной деталью.
Главное движение (перемещение стола) обеспечивается от электродвигателя стола (11) через редуктор (12) и реечную передачу.
Реечная передача состоит из рейки (прямозубой, косозубой или червячной), прикрепленной снизу к столу по всей его длине, и реечного колеса (или расположенного под углом червяка).
Снятие стружки с обрабатываемой детали (строгание) производится при ходе стола «вперед» (прямой или рабочий ход) со скоростью резания. Ход стола «назад» (обратный ход) совершается без снятия стружки (холостой ход) при поднятом резце (13) и с повышенной скоростью. Резцы отводятся и подводятся к обрабатываемой поверхности автоматически.
Портал (5) станка образован двумя вертикальными стойками и верхней балкой.
По вертикальным направляющим стоек портала перемещается траверса (3) и боковой суппорт (8). Некоторые станки имеют два боковых суппорта.
Траверса (поперечина) имеет горизонтальные направляющие, по которым перемещаются вертикальные суппорты (4).
Движение вертикальным суппортам (4) обеспечивается от отдельного ЭД (6) через коробку подач (7).
Движение боковому суппорту (8) обеспечивается от отдельного ЭД(9) через коробку подач (10).
Суппорты станка с закрепленными в них резцами осуществляют прерывистую периодическую подачу за время реверса стола с обратного хода на прямой.
Технологические возможности продольно-строгальных станков определяются:
- ходом стола (L)—наибольшей длиной строгания (от 1,5 до 12 м),
- наибольшей шириной (В) обработки (от 0,7 до 4 м),
- наибольшим тяговым усилием (Fт) на рейке стола (до 70 кН н более).
Особенности работы.
На таких станках процесс обработки - циклический.
Каждый цикл включает:
- рабочий (прямой) ход стола, во время которого происходит обработка;
- холостой (обратный) ход стола, при котором он возвращается в исходное положение и производится подача резцов (в период реверса стола с обратного хода на прямой).
Скорость резания (нормативная при прхмом ходе) устанавливается в зависимости от твердости обрабатываемого материала, свойств режущего инструмента и вида обработки (черновая или числовая).
В современных станках наименьшая скорость резания:
• при черновой обработке — от 4 до 6 м/мин,
• при чистовой обработке—от 75 до 100 м/мин.
Производительность станка зависит от времени цикла (одного двойного хода стола — вперед и назад).
Чем меньше время цикла (Тц), тем выше производительность.
Временные составляющие цикла показаны на рис. 4.4-2.

Электропривод

• Основные требования:
- повышенная перегрузочная способность и пониженный момент инерции, так как такие двигатели имеют меньше время пуска и торможения;
- поддержание заданной скорости двигателя во всем диапазоне (при изменении нагрузки от 0,1 до 1,2 номинальной) с точностью — не более ± 10%;
- обеспечение динамического перепада скорости при входе резца в металл — не более 20 % от номинального значения, а возникающий при этом переходный процесс должен быть длителмюстью — не более 0,2 с.
- диапазон регулирования скорости стола при резании должен быть от 15 до 25:1;
- в зоне небольших скоростей (до 25 м/мин) момент на валу двигателя должен быть неизменным, а в зоне больших скоростей (более 25 м/мин) — неизменной должна быть мощность, так как тяговое усилие в диапазоне скоростей резания изменяется от максимального (Fт мах) до минимального (Fт мин).
Примечания:
1. Опыт эксплуатации показывает, что в продольно-строгальных станках момент инерции ЭД составляет наибольшую часть (от 80 до 85%) от общего приведенного момента инерции движущихся поступательно и вращающихся частей привода, поэтому реверсирование двигателя стараются исключить.
2. Изменение направления хода стола можно достичь одним из трех способов:
- при помощи реверсивной электромагнитной муфты;
- использованием двигателя с удлиненным якорем (ротором), у которого момент инерции уменьшен;
- применением вместо одного ЭД двух, но с половинной мощностью.
• Типы электропривода:
- АД с КЗ-ротором в сочетании с коробкой скоростей и реверсивной электромагнитной муфтой, применяется для небольших станков (L до 4 м, Fт до 50 кН) в диапазоне регулирования скорости стола до 4:1;
- система Г-Д, у которой в качестве возбудителя применяется МУ (или ЭМУ) в сочетании с промежуточным магнитным (или полупроводниковым) усилителем; эта система позволяет обеспечить требуемый вид характеристик, диапазон и плавность регулирования скорости движения стола, небольшое время реверсирования;
Примечания:
1. Недостатком системы Г—Д является завышение мощности электрических машин (приводного АД и генератора постоянного тока Г), так как определяющей является мощность приводного двигателя стола (Д), которая зависит от наибольшего тягового усилия или момента.
2. Завышение мощностей, по сравнению с отдаваемой ими, особенно заметно при регулировании скорости вращения двигателя изменением ЭДС генератора.
Поэтому, с мелью уменьшения мощности электрических машин, повышения загрузки двигателя и КПД главного привода тяжелых станков следует применять двухзонное регулирование:
- изменением ЭДС генератора (при малых скоростях резания),
- ослаблением магнитного потока двигателя (при больших скоростях резания).
- система ТП-Д в сочетании с унифицированной блочной системой регулирования (УБСР) применяется для современных тяжелых станков; она позволяет сравнительно просто обеспечить высокое быстродействие привода и качество переходных процессов при меньших весо-габаритных показателях.
Примечание — Для продольно-строгальных станков применяются двигатели постоянного тока серии 4П; они предназначены для работы в крупных электроприводах в условиях значительных воздействий внешних механических факторов, с частыми пусками, остановками, реверсами, с резкими набросами и неравномерностью нагрузки; рассчитаны на питание от полупроводниковых преобразователей или от электромашинных агрегатов; возбуждение — независимое 110 или 220 В; номинальное напряжение — 440 В; вентиляция принудительная — от постороннего вентилятора; средний срок службы — 20 лет.
Они выполняются с тахогенераторами постоянного тока и реле скорости.