Фрикционные вариаторы

Фрикционные передачи — механизмы, передающие движения с помощью сил трения, соприкасающихся поверхностей. Регулируемые фрикционные передачи, позволяющие бесступенчато изменять передаточные отношения, называют фрикционными вариаторами. Величина передаваемой силы фрикционной передачи зависит от коэффициента трения. Для неметаллических материалов (текстолит, феродо) коэффициент трения значительно выше, чем для стали. Однако применение стальных поверхностей, особенно закаленных, сокращает габаритно-массовые характеристики передач вследствие применения высоких сил прижима поверхностей.

Передаточное отношение фрикционного вариатора:

где r₁ — радиус контакта фрикционного элемента с ведущей поверхностью, мм; r₂ — радиус контакта ведомого элемента, мм; n₂, n₁ — соответственно частоты вращения валов, об/мин.

Фрикционные передачи обладают простотой конструкции; равномерностью передачи движения и бесшумностью работы; простым и легким управлением (изменение скорости главного движения и подачи можно производить во время работы без останова станка, что дает возможность получить наивыгоднейшей скорости резания при обработке заготовок). Возможность регулирования частоты вращения на ходу станка является важным преимуществом перед ступенчатым приводом с зубчатыми колесами, так как позволяет поддерживать постоянную скорость резания путем непрерывного автоматического изменения частоты вращения шпинделя, что необходимо, например, при поперечном обтачивании или резании резцами, когда диаметр обрабатываемой детали в процессе резания значительно изменяется.

Недостатками фрикционной передачи являются: большие нагрузки на валы и подшипники; повреждение дисков при буксовании, что приводит к неравномерному их изнашиванию; сравнительно небольшой диапазон регулирования (обычно не выше 6) и значительное снижение частоты вращения под нагрузкой; значительные потери на трение; нежесткая характеристика — изменение передаваемой мощности при регулировании частоты вращения.

Существует большое разнообразие конструкций и типов фрикционных передач (рис. 57), которые нашли применение в приводах станков.