Пн. Фев 5th, 2024

Направляющие

Направляющими называют наиболее ответственные части станины, обеспечивающие заданное движение рабочих органов (узлов) с инструментом или заготовкой относительно других узлов станка. Направляющие воспринимают силы, действующие на них при резании. По виду движения различают направляющие для прямолинейного и вращательного движений. Направляющие станков с ПУ должны иметь высокую износостойкость, необходимую жесткость и небольшую силу трения, чтобы обеспечить точность перемещения и стабильность положения узлов, а также устойчивое положение и демпфирование колебаний узлов при отсутствии самоторможения в приводных механизмах. Уменьшение силы трения в направляющих позволяет снизить рассогласование в следящей системе, связанное с деформациями в элементах привода под действием сил трения, уменьшить зону нечувствительности и погрешность позиционирования узла.

По виду трения в станках применяют направляющие с трением скольжения и с трением качения, комбинированные, гидростатические и аэростатические направляющие. Выбор вида направляющих зависит от условий работы рабочего органа станка, типа и размеров станка. Основные профили направляющих показаны на рис. 28.

Направляющие для прямолинейного движения — это опоры обычно призматической, прямоугольной или цилиндрической формы.

виды направляющихРазличают направляющие с силовым замыканием (рис. 28, а) и без силового замыкания (рис. 28, б). Охватываемые направляющие (рис. 28, г—и) применяют при малых скоростях перемещения, так как на них плохо удерживается смазочный материал, но они просты в изготовлении и на них не задерживается стружка. Охватывающие направляющие (рис. 28, г, д, е, ж) более пригодны для высоких скоростей скольжения, так как хорошо удерживают смазочный материал, однако их нужно защищать от стружки и грязи. Перемещаться может как охватываемая, так и охватывающая деталь.

Плоские прямоугольные направляющие (рис. 28, а) имеют наиболее простую форму. Рабочий орган 3 опирается на поверхности 1 и 2 направляющих станины 6. Планки 5 и 7 ограничивают его перемещение в вертикальном направлении. Для регулирования зазора в горизонтальной плоскости используют планку или клин 4. Плоские направляющие применяют для станины агрегатных, тяжелых токарных и продольно-фрезерных станков, а также для поперечин, стоек, консолей.

В станках часто используют комбинированные направляющие, когда одна из них выполнена, например, плоской, а вторая — призматической (рис. 28, б); или одна — плоская, а вторая выполнена в виде половины «ласточкина хвоста» (рис. 28, в), при этом зазор регулируют клином 4.

Комбинированные направляющие с трением качения и скольжения (рис. 28, к) применяют в современных станках с ЧПУ.

Комбинированные направляющие с трением качения и скольжения дополнительно содержат подшипники качения 8 и применяются почти во всех группах станков. Сопротивление движению в комбинированных направляющих в 10—15 раз ниже, чем в направляющих скольжения чугун-чугун.

Призматические направляющие корытообразные или выпуклые (рис. 28, б) имеют преимущества перед плоскими, так как они исключают появление зазора при изнашивании, а корытообразные (рис. 28, г), кроме того, хорошо удерживают смазочный материал. Они часто используются для перемещения столов продольно-строгальных и шлифовальных станков.

Направляющие типа ласточкина хвоста (рис. 28, ё) широко применяют в приводах станков, они отличаются компактностью и простотой регулирования с помощью клина 1. Эти направляющие служат для перемещения кареток суппортов, столов консольно-фрезерных станков и других рабочих органов.

Круглые направляющие (рис. 28, ж) имеют форму цилиндрической поверхности и используются для вертикального перемещения шпиндельных гильз сверлильных и фрезерных станков, суппортов токарных автоматов, промышленных роботов и штанг автооператоров; многогранные замкнутые направляющие (рис. 28, з, и) применяют для перемещения ползунов, имеющих небольшое поперечное сечение при небольшой длине хода.

направляющие трения каченияНаправляющие с трением качения (рис. 29) все шире применяют в станках с ПУ, в которых для перемещения узлов станка используют тела качения — шарики и ролики. Направляющие качения подобно направляющим скольжения могут быть открытыми (рис. 29, а) и закрытыми (рис. 29, б).

Для направляющих прямолинейного движения с большой длиной хода подвижных узлов при скоростях движения до 10 м/мин применяют роликовые опоры качения типа РОД (рис. 29, в). Опора 1 представляет собой жесткую точную направляющую 2, вокруг которой обкатываются тела качения 5 (ролики) по замкнутой траектории. Рабочий орган станка 3 перемещается по роликам 5. От выпадания ролики удерживаются обоймами и пружинами 4. Опоры крепятся на узле станка винтами и штифтами. Шероховатость рабочих поверхностей направляющих, по которым перемещаются ролики опор, не ниже Rа = 0,32 мкм, твердость НRС 58—62 (приведенный коэффициент трения 0,002—0,004).

Материалы для направляющих. Направляющие скольжения отливают заодно со станиной или выполняют накладными в виде планок или призм, прикрепляемых винтами к литым деталям станка. Выполненные заодно со станиной или стойкой из чугуна СЧ21 с поверхностной закалкой токами высокой частоты (ТВЧ). Закалка повышает износостойкость направляющих в 2—3 раза. Направляющие в виде накладных планок изготовляют из углеродистых сталей 15 и 20, а также из легированных сталей 40Х и ШХ15. В тяжелых станках направляющие изготовляют из текстолита или антифрикционных сплавов (бронза, баббит). Полимерные материалы применяются двух видов:

  • наполненные фторопласты (с наполнителями в виде бронзы, дисульфида молибдена, кокса, графита);
  • композиционные пастообразные быстротвердеющие материалы на основе эпоксидных смол.

Наиболее эффективно применение полимерных материалов в комбинированных направляющих скольжения-качения.

Смазывание направляющих производят при медленных перемещениях салазок. Для предотвращения скачков следует применять индустриальные масла с присадками, а также антискачковые смазочные материалы.

Защитные устройства направляющих (от попадания пыли, стружки, абразива) снижают изнашивание их в десятки раз и повышают надежность работы. В качестве защитных устройств используют простые щитки, телескопические щитки, меха, гармонии, перекатываемые ленты. Применяют также контактные управления, удаляющие загрязняющие частицы, попавшие на направляющие. Эти уплотнения выполняют в виде скребков из маслостойкой резины или из латуни в сочетании с войлоком.

Гидростатические направляющие преимущественно применяют в тяжелых станках. Для улучшения качества металлорежущих станков необходимы элементы, имеющие высокую жесткость и нагрузочную способность, хорошее демпфирование, высокий КПД, минимальный износ при отсутствии зазоров, высокую плавность перемещений и точность позиционирования, а также способность длительного сохранения первоначальной точности. Перечисленным требованиям в наибольшей степени отвечают направляющие передачи с гидростатической смазкой. Гидростатические направляющие создают масляную подушку по всей площади контакта. Их выполняют незамкнутыми и замкнутыми.

схема незамкнутых гидростатических направляющихРассмотрим принцип действия незамкнутых гидростатических направляющих рис. 30.

Масло через фильтр 1 насосом 2 подается под постоянным давлением, которое стабилизуется предохранительным клапаном 3, через дроссель 4 с постоянным гидравлическим сопротивлением, поступает в карман-камеру а на направляющей 5. Из кармана масло вытесняется через зазор h в направляющих 5 и 6. Точность движения узла достигается поддержанием относительного постоянства толщины масляного слоя при изменяющейся нагрузке путем установки дросселя перед каждым масляным карманом и выполнения направляющих с высокой геометрической точностью.

Применение самоустанавливающихся плавающих опор позволяет преодолеть технологические трудности при изготовлении точных направляющих прямолинейного движения, имеющих две параллельные поверхности большой протяженности, а также избежать опасности их повреждения вследствие задиров и больших тепловых и силовых деформаций.

схема круговых замкнутых гидростатических направляющихСхема круговых замкнутых гидростатических направляющих со сдвоенным многопоточным регулятором, которая применяется на планшайбах карусельно-шлифовальных станков, тяжелых поворотных столах расточных станков и многооперационных станков с автоматической сменой инструмента, представлена на рис. 31. Деталь 8 обрабатывается режущим инструментом, установленным на планшайбе расточного станка 9. Несущие карманы планшайбы трубопроводами 7 соединены с многопоточным регулятором, который состоит из корпуса 4 с отверстием а для подвода масла от источника постоянного давления.

Источниками постоянного давления служат насос 1 с предохранительным клапаном 2 и фильтр 3, заслонка 6 с двумя плоскими торцами (выполненная в виде закрепленного в центре диска с кольцевой упругой перемычкой) и крышка 5. В корпусе и крышке имеется ряд пар торцовых сопел 6 и в, расположенных соосно и концентрично относительно оси заслонки и моделирующих в некотором масштабе схему расположения всех несущих карманов.

Если нагрузки нет, то во всех опорах, направляющих устанавливаются одинаковые зазоры и соответствующее давление. При этом заслонка регулятора остается в исходном положении. Если под действием внешней нагрузки подвижный узел изменяет свое положение, то давления в несущих карманах и соединенных с ней соплах перераспределяются. При осевой нагрузке направляющих (например, слева направо) давление во всех соплах крышки увеличивается, а во всех соплах корпуса уменьшается, в результате чего периферийный жесткий обод заслонки перемещается поступательно вдоль оси (справа налево).

Если на планшайбу действует опрокидывающий момент, то давление в соплах регулятора перераспределяется, что вызывает перекос жесткого обода заслонки относительно сопел. В реальных условиях осевая нагрузка действует обычно в сочетании с опрокидывающим моментом. При всех видах нагрузки гидравлическое сопротивление дросселирующих щелей регулятора, соединенных с более нагруженными опорами, падает, а соединенных с менее нагруженными — возрастает. Соответствующее изменение потока масла выравнивает зазоры в опорах и возвращает подвижный узел в первоначальное положение. Такая система обеспечивает сочетание очень высокой осевой жесткости круговых замкнутых направляющих с угловой.

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock