Электрооборудование металлообрабатывающих станков,
сверлильные и расточные станки,общие сведения.

Сверлильные и расточные станки относятся к одной группе.
К сверлильным станкам общего назначения относятся вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные.
Представление о конструкции сверлильных станков дает общий вид радиально-сверлильного станка на рис. 4.3-1.

Станок предназначен для сверления отверстий в торцах станин электрических машин, в подшипниковых щитах и т.п. Применяется в электромашиностроении.
Сверлильные станки, обычно, вертикального исполнения и содержат следующее основное оборудование:
- фундаментную плиту (1), на которой установлена неподвижная колонна (2);
- пустотелую гильзу (4), надетую на колонну (2) и поворечивающуюся на 360° вокруг колонны;
- надетую на гильзу траверсу (11), которая может подниматься и опускаться вдоль колонны с помощью винта (8);
- шпиндельную бабку (10), которая может перемещаться в горизонтальном направлении по траверсе (11);
- шпиндель (12) для закрепления сверла (13), приводимый во вращение главным двигателем (9);
- кольцо зажимное (3) для закрепления гильзы (4) с траверсой (11) на колонне (2); разрезное кольцо стягивается с помощью дифференциального винта, вращаемого вручную или от отдельного ЭД;
- стол (14), на котором устанавливается обрабатываемое изделие; стол может перемещаться по направляющим назад и вперед к колонне;
- электропривод, состоящий из двигателя (9), обеспечивающего главное движение и подачу шпинделя; двигателя (6) поворота гильзы (4) с траверсой (11) вокруг колонны (2); двигателя (?) перемещения траверсы по вертикали;
- механизм перемещения (5), который обеспечивает снижение частоты вращения ЭП до требуемой.

Расточные станки предназначены для обработки крупных деталей и имеют, обычно, горизонтальное исполнение.
Кроме операций сверления, можно выполнять фрезерование, нарезание резьбы ндр.
Применение бортштанги с резцами позволяет растачивать цилиндрические и конические поверхности.
Особенностью расточных станков является возможность с одной установки детали обрабатывать в ней различные отверстия со взаимно параллельными и перпендикулярными осями. В электромашиностроении широко применяют горизонтально-расточные станки для обработки внутренней цилиндрической поверхности корпусов электрических машин.
Основными узлами станка являются:
- передняя стойка (неподвижная), по которой в вертикальном направлении перемещается шпиндельная бабка с коробками скоростей и подач;
- задняя стойка (подвижная) перемещается по направляющим станины вдоль нее, на ней установлен люнет для поддержания бортштанги, обеспечивающий необходимую жесткость в процессе резания,
- поворотный стол, расположенный между передней и задней стойками, перемещающийся по направляющим станины;
- электропривод, обеспечивающий главное движение и подачу; при расточке коротких отверстий подача сообщается шпинделю; при обработке длинных и соосных отверстий с использованием бортштанги подача в продольном направлении сообщается столу, шпиндель может перемещаться в осевом направлении или вертикально вместе со шпиндельной бабкой по направляющим стойки.
Координаторно-расточные станки применяются для обработки отверстий с высокой точностью без предварительной разметки поверхности детали (в пределах от 0,005 до 0,01 мм).
Выполняемые опереции: сверление, разметка, рестачивание и фрезерование торцевыми фрезами.
Установка координат центров отверстий по двум осям прямоугольной системы координат — путем перемещения стола с изделием (в одностоечных станках) няи шпиндельной бабки с инструментом (в двухстоечных станках).

Электропривод станков

Требования к ЭП сверлильных станков:
- привод шпинделя должен быть реверсивным, если производится нарезание резьбы;
- перемещение траверсы с ограничениями;
- блокировка, запрещающая перемещение траверсы, если она зажата;
- запрет работы станка с незажатой колонной;
- диапазон регулирования скорости главного движения от 2 до 10: 1 (для вертикально-сверлильных), от 20 до 70:1 (для радиально-сверлильных);
- диапазон регулирования скорости подачн от 2 до 24: 1 (для вертикально-сверлильных), от 3 до 40:1 (для радиально-сверлильных);
- привод перемещения траверсы н зажима колонны — от отдельных асинхронных двигателей;
- регулирование частоты вращения шпинделя — переключением шестерен коробки скоростей;
- привод подачи через коробку подач—от главного двигателя.
Требования к ЭП расточных станков:
- изменение на ходу скорости резания и подачи, так как при выдвижении расточного шпинделя в процессе обработки изменяется жесткость системы станок-инструмент-деталь;
- бесступенчатое изменение частоты вращения шпинделя для обеспечения высокого качества обрабатываемой поверхности;
- диапазон регулирования скорости вращения шпинделя от 250:1 и более;
- диапазон регулирования скорости подачи до 2000 : 1, отклонение скорости подачи от начального значения при изменении момента от «нуля» до номинального — не более 10 %;
- высокое быстродействие и точная остановка привода подачи;
- работа привода подачи только при вращении шпинделя;
- перемещение механизмов подачи — независимо от работы главного привода;
- автоматическое ограничение шпинделя, шпиндельной бабки или стола;
- защита силовых элементов и цепей управления от токов КЗ.
Тип электропривода.
• сверлильных станков:
главный — АД с КЗ-ротором в сочетании с коробкой скоростей;
— АД с КЗ-ротором, многоскоростной, в сочетании с коробкой скоростей, если требуется уменьшить число промежуточных передач;
подача — от главного привода через коробку подач.
• расточных станков:
главный — АД с КЗ-ротором, одно- или многоскоростные, в сочетании с многоступенчатой коробкой скоростей, для станков общего назначения с диаметром расточного шпинделя до 175 мм,
— ДПТ в сочетании с двух- или трехступенчатой коробкой скоростей, для тяжелых горизонтально-расточных станков; регулирование частоты вращения шпинделя от 5 до 60 об/мин — изменением напряжения на якоре, свыше 60 об/мин — ослаблением потока возбуждения;
— системы ПМУ-Д, ЭМУ-Д, ТП-Д с бесступенчатым регулированием скорости, для координантно-расточных станков;
подача — система ПМУ-Д или ЭМУ-Д для легких станков,
— система Г-Д постоянного тока, для универсальных и тяжелых расточных станков;
— система ТП-Д, для универсальных и тяжелых расточных станков, новой конструкции.

Система тиристорный преобразователь двигатель ТП-Д

Система ТП-Д предназначена для привода подач в расточных станках новой конструкции. Она упрощает кинематическую схему станков и полностью удовлетворяет требованиям.
Система автоматического регулирования (САР) представляет собой комплектное устройство, выполненное на печатных платах с разъемами, что позволяет быстро сделать замену неисправного электронного узла.
На рис. 4.3-2 представлена структурная схема управления ЭП подачи расточного станка по системе ТП-Д.

Показан только канал управления одной фазы (например, А).
Каналы фаз В и С выполнены аналогично, но со сдвигом фаз на 120° относительно друг друга.
Основными элементами схемы являются:
• Д—двигатель постоянного тока с тахогенеретором (ТГ),
• ТП — тиристорный преобразователь,
• БП — блок питания,
• PC — регулятор скорости,
• БУТ — блок управления тиристорами,
• БПУ — блок промежуточного усилителя.
Исполнительным элементом (Д) являются двигатели постоянного тока серии «ПБСТ».
Эти двигатели постоянного тока (П), закрытого исполнения с естественным охлаждением (Б), для станкостроения (С) и встроенным тахогенератором (Т) имеют диапазон регулирования
до 1: 2000 и предназначены для применения в широкорегулируемых электроприводах.
Промышленность выпускает пять габаритов (от 2 до 6) двигателей с диапазоном номинальных мощностей от 0,36 до 11,3 кВт при напряжении от 110 до 440 В, с номинальной частотой вращения от 1000 до 3000 об/мин.
Они выполнены с установочными размерами повышенной точности, допускают работу с малыми частотами вращения от 0,5 до 1,5 об/мин при номинальном (независимом) возбуждении и моменте.
Предельные отклонения частоты вращения от номинальной при номинальной нагрузке, номинальном напряжении на якоре и обмотке возбуждения при установившемся тепловом режиме от «минус» 5 до «плюс» 15 %
Допускается перегрузка: по току от 2 до 4 номинального и по моменту от 2,5 до 3 номинального в течение 10 с при номинальном возбуждении.
Допустимое число реверсов в час — не более 400.
Встроенный тахогенератор типа ТС-1М имеет следующие показатели: мощность (5 Вт), напряжение якоря (100 В), частота вращения (3000 об/мин), возбуждение от постоянных магнитов.
Двигатели постоянного тока имеют средний срок службы — 15 лет, ресурс — 24 000 ч при
КПД— от 70 до 91,5 %.
Тиристорный преобразователь (ТП), реверсивный, выполнен из двух групп вентилей, включенных по трехфазной нулевой встречно-параллельной схеме с общим силовым трансформатором.
Предназначен для питания якоря двигателя постоянного тока выпрямленным током.
Группы тиристоров управляются совместно, что позволяет согласовывать нелинейные характеристики регулирования и систему управления при начальном угле включения тиристоров  от 100 до 105°.
Для ограничения уравнительного тока между группами вентилей включены дроссели.
Защита ТП от токов КЗ — автоматический выключатель, а Д (от перегрузки) — реле максимального тока (например, при заклинивании механизма подачи станка).
Блок питания (БП) предназначен для питания блоков управления (БУТ, БУН), усилителей (БПУ), регулятора скорости (PC), а также всех их элементов.
Блок питания состоит из 4 трехфазных выпрямителей на кремниевых диодах и стабилизатора напряжения на стабилитронах, от которого получает питание через реверсивный контактный мостик регулятор скорости.
Регулятор скорости (PC) предназначен для формирования сигнала задающего напряжения (U₃) в зависимости от значения выпрямленного напряжения (Ud) и представляет собой делитель напряжения.