2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16к20.
Принцип работы различных машин, в том числе и станков, нагляднее изучать по кинематической схеме.
Условное, схематическое изображение совокупности механизмов и устройств станка называется кинематической схемой.
Кинематическая схема станка состоит из отдельных кинематических цепей, представляющих собой систему последовательно расположенных звеньев. Под звеном подразумевается деталь механизма, входящая в соприкосновение с другой деталью (зубчатое колесо, винт, гайка, червяк, червячное колесо).
Механизм, передающий или преобразующий движение от одного звена к другому, называется кинематической парой или передачей.
В станках применяют передачи вращательного движения (ременные, цепные, зубчатые, червячные) и преобразующие вращательное движение в поступательное (реечные, винтовые и др.).
Основным
кинематическим параметром передачи
вращательного движения является
передаточное отношение, которое
показывает, во сколько раз больше
(меньше) частота вращения одного вала
по сравнению с другим.
Передаточные отношения различных передач выражаются следующим образом.
Ременная передача
где: D1, D2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов.
η = 0,98 – коэффициент, учитывающий проскальзывание ремня относительно поверхности шкивов.
Цепная передача
где: Z1, Z2 – числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.
Зубчатая передача
где: Z1, Z2 – числа зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес .
Червячная передача
где: Z1 – число заходов червяка
Z2 – число зубьев червячного колеса.
Начальным звеном цепи главного движения является электродвигатель мощностью N = 10 кВт и частотой вращения n э.д. = 1460 об/мин, конечным – шпиндель.
Уравнение кинематического баланса цепи главного движения в общем виде можно записать как
где: nшп – частота вращения шпинделя, об/мин
nэ.
д. – частота вращения электродвигателя,
об/мин
D1, D2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм
η = 0,98 – коэффициент проскальзывания ремня
iк.с. – общее передаточное отношение коробки скоростей.
Кинематическая схема токарно-винторезного станка
Кинематическая цепь главного движения
Движение
от электродвигателя передается через
клиноременную передачу (передаточное
отношение 140/268) на
вал 1. На валу 1 свободно сидят блок из
двух зубчатых колес 51 и 56 и
зубчатое колесо 50 (цифры
на схеме у шкивов и зубчатых колес
обозначают диаметр шкивов и число зубьев
колес) и фрикционная муфта М
В
зависимости от его положения вал III
получает
две частоты вращения (передаточные
отношения
56/34 и
51/39). С
вала III
вращение передается на вал
IV при
переключении тройного блока 47—55—38 (29/47,
21/55 и
38/38). Таким
образом, вал IV может
получить
(2 . 3)
шесть
различных частот вращения. При левом
включении блока 48—60 вращение
от вала IV передается
на шпиндельный вал VII, и
он получает (2 . 3 . 2)
двенадцать
различных частот вращения. При правом
включении
блока 48—60 вращение
от вала IV на
шпиндель передается через механизм
перебора (45/45, 15/60) на
вал V,
а с
него на вал VI
(18/72). Шпиндельный
вал VII получает
при этом еще (2 . 3 . 2)
двенадцать различных
частот вращения, значение которых
меньше, чем при
непосредственной передаче с вала IV. Таким
образом,
общее число частот вращения шпинделя
24, но частоты
вращения n
= 500 об/мин и n
= 630 об/мин повторяются
дважды, следовательно, шпиндельный вал
может получить
22 различные частоты вращения.
Разбор кинематической схемы и подсчет частот вращения шпинделя удобно вести с помощью структурной формулы, в которой записываются все возможные передаточные отношения
140
1460 . —– . 0,985 .
268
56
34
51
39
29
47
21
55
38
38
60
48
30
60
30
iпер.
—-60
= nшп
—-Передаточные отношения перебора
и
Частоту вращения шпинделя для каждой ступени рассчитывают по уравнению кинематической цепи между электродвигателем и шпинделем, пользуясь приведенной структурной формулой.
Минимальная частота вращения (об/мин) (при работе с перебором, при передвижении блока 48 — 60 вправо):
Максимальная частота вращения (об/мин) (при работе без перебора, при передвижении блока 48 — 60 влево):
Обратное
(нерабочее) вращение шпинделя
осуществляется
с различными частотами при включении
муфты М
С
вала III
движение передается на шпиндельный вал
так
же, как рассмотрено ранее, причем обратное
вращение
шпинделя будет ускоренным.
Движение подачи осуществляется от шпиндельного вала VII и передается на вал VIII при передвижении блока 60 — 45 влево (60/60). При нарезании резьбы с увеличенным шагом используют звено увеличения шага, при этом зубчатое колесо 45 блока 60 — 45 зацепляется с колесом 45 вала IV. С вала VIII на вал IX через реверсирующий механизм передается прямое вращение при передвижении колеса 45 вправо (30/25 . 25/45). При обратном вращении колесо 45 передвигают влево (30/45), и движение на вал X коробки подач передается через гитару сменных колес.
Гитара
со сменными колесами К, L,
N,
М служит для точения
и нарезания метрической и дюймовой
резьбы с включением
ее (показано на схеме) в виде K/N;
в виде K/L . M/N
— для нарезания модульной и питчевой
резьбы (К
= 60; N = 36; L
= 86; M
= 73).
При настройке станка на рабочую подачу от ходового вала и при нарезании метрической и дюймовой резьбы вращение с вала X (муфта М3 включена влево) передается через зубчатые колеса 28 — 28 на вал XI, передачи 28 — 28 (или 28—35, или 30—25, или 42—30) на вал XII, а затем на вал XIII при включении муфты M4 вправо. С вала XIII вращение на вал XV передается при включении блоков 18 — 28 и 28 — 48 множительного механизма, который обеспечивает четыре различные комбинации переключений с передаточными отношениями
;
Затем вращение передается на ходовой винт XVIII при включении муфты M5 вправо. Вращение с вала XV передается на ходовой валик XIX через зубчатые колеса 23 — 40, 24 — 39, находящиеся в зацеплении, обгонную муфту М0 и зубчатые колеса 28 — 35, когда муфта М5 передвинута влево.
При
нарезании модульных и питчевых червячков
вращение
с вала X
передается через колеса 28 — 28, 38
— 34 на вал XII
(муфта М3 включена вправо), затем через
блоки 28 — 35 и 25 — 30 передачи 28 — 28 (или
35
— 28, или 25 — 30, или 30 — 42) на вал XI,
далее посредством
зубчатых колес 30 — 33 на вал XIII,
с которого при
включении множительного механизма
вращение передается на вал XV
и при включении муфты М5 вправо
на
ходовой винт XVIII.
В фартуке станка находятся пять кулачковых муфт: М6, М7, M8, М9 и Мn. Первые четыре муфты предназначены для включения и реверсирования продольной и поперечной подач, муфта Мn предохраняет механизм фартука от перегрузок. При нарезании резьбы резцом подача осуществляется от ходового винта путем замыкания разъемной гайки, закрепленной на фартуке.
Движение ускоренной подачи каретки и поперечных салазок передается от электродвигателя, закрепленного справа на станине станка, через клиноременную передачу (85/127) на ходовой вал XVI.
Наладка
токарно-винторезного станка включает
установку
необходимых для выполнения заданной
работы резцов и других режущих
инструментов, приспособлений,
а также установку, выверку и закрепление
заготовки
в приспособлении, смазку станка и ряд
других работ.
Настройка станка заключается в кинематической подготовке его к заданному режиму резания (установка заданной частоты вращения и подачи).
Винт ходовой 16К20 РМЦ 710 мм
Содержание
Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20
Технические характеристики, чертежи и описание узлов приведены на странице 16К20 .
Токарно-винторезный станок 16К20 заменил в 1972 году легендарный, но устаревший станок 1К62. Станок 16к20 превосходит станок модели 1К62 по всем качественным показателям (производительности, точности, долговечности, надежности и т. д.).
В 1988 году токарный станок 16к20 был заменен на более современный МК6056, МК6057, МК6758.
Кинематическая схема станка 16к20 приведена для понимания связей и взаимодействия основных элементов станка. На выносках проставлены числа зубьев (z) шестерен (звездочкой обозначено число заходов червяка).
Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20
Схема кинематическая токарно-винторезного станка 16К20.
Смотреть в увеличенном масштабе
Кинематическая схема шпиндельной бабки токарно-винторезного станка 16К20
Схема кинематическая токарно-винторезного станка 16К20. Смотреть в увеличенном масштабе
Структурная схема коробки скоростей токарно-винторезного станка 16К20
Структурная схема коробки скоростей токарно-винторезного станка 16К20
Структурная схема коробки скоростей токарно-винторезного станка 16К20. Смотреть в увеличенном масштабе
Привод главного движения состоит из односкоростного асинхронного электродвигателя трехфазного тока и ступенчатой механической коробки скоростей. От электродвигателя Ml с nдв = 1460 об/мин (рис. 4.3) через клиноременную передачу с диаметром шкивов Ø 140 и Ø 268 мм вращается вал I коробки скоростей, на котором установлены свободно вращающиеся зубчатые колеса с числом зубьев z = 56 и z = 51 для прямого вращения шпинделя (по часовой стрелке) и z = 50 для обратного вращения (против часовой стрелки).
Включение прямого или обратного вращения шпинделя осуществляется с помощью двойной фрикционной муфты Мф1.
Вал III получает две скорости вращения через колеса z = 34 или z = 39.
Далее при помощи зубчатых колес z = 29, z = 21 или z = 38 и сцепляющихся с одним из соответствующих венцов z = 47, z = 55 или z = 38 и образующих тройной блок, приводится во вращение вал IV.
С вала IV вращение может передаваться непосредственно на шпиндель: через зубчатые колеса z = 60 или z = 30 на блок с z = 48, z = 60 или через валы V и VI, образующие вместе с зубчатыми колесами переборную группу. В этом случае вращение передается зубчатыми колесами z = 45 или z= 15 (на валу IV), сцепляющимися с одним из венцов блока z = 45, z = 60 (на валу V), и парами колес 18/72 и 30/60.
В шпиндельной бабке помимо коробки скоростей смонтирован перебор. Под перебором понимается дополнительная зубчатая передача, при помощи которой достигается увеличение количества скоростей шпинделя. Кроме того, наличие перебора позволяет получать низкие числа оборотов и соответственно высокие значения крутящих моментов на выходном валу коробки.
Минимальная и максимальная частоты прямого вращения шпинделя определяются:
где:
η — коэффициент проскальзывания ременной передачи, в расчетах принимают η = 0,985
nдв — скорость вращения электродвигателя nдв = 1460 об/мин
140/268 — отношение диаметра передающего шкива к диаметру принимающего. Диаметр ведущего шкива Ø 140, Диаметр ведомого шкива Ø 268 мм
Следует отметить, что при расчете частоты вращения шпинделя по уравнениям кинематических цепей коробки скоростей, результат может не совпадать с частотами вращения шпинделя, указанными в технических характеристиках станка, расчитанных теоретически по законам геометрического ряда (гост 8032-84).
Кинематические цепи прямого и обратного вращения шпинделя
График оборотов шпинделя токарно-винторезного станка 16к20
В зависимости от вариантов включения зубчатых колес в коробке скоростей можно получить 22 различных значения частот вращения шпинделя.
Конструкция шпиндельной (передней) бабки с коробкой скоростей
Коробка скоростей токарно-винторезного станка 16к20
1.
Управление коробкой скоростей токарно-винторезного станка 16к20. Скачать в увеличенном масштабе
2. Таблица резьб и скоростей токарно-винторезного станка 16К20. Скачать в увеличенном масштабе
Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16к20
1. Шпиндельная бабка токарного станка 16К20. Развертка. Скачать в увеличенном масштабе
2. Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20. Разрез Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д
3. Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20. Разрез Е-Е, Ж-Ж, З-З, И-И
4. Чертеж шпинделя в сборе
Все валы коробки скоростей и шпиндель вращаются на опорах качения, которые смазываются как разбрызгиванием (коробка залита маслом), так и принудительно, с помощью насоса. Движение подачи от шпинделя передается валу трензеля и далее — на механизм подач.
Числа оборотов шпинделя в минуту — прямое вращение (22 шт): 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-315-400-500-630-800-1000-1250-1600.
Числа оборотов шпинделя в минуту — обратное вращение (11 шт): 19-30-48-75-120-190-300-476-753-1200-1900.
Шпиндель и все валы установлены на опорах качения. В передней опоре шпинделя находится радиальный двухрядный роликовый подшипник, в котором предварительный натяг создается благодаря посадке внутреннего кольца на коническую шейку шпинделя. Если надвигать гайкой кольцо на конус, то оно расширяется и давит на ролики.
В задней опоре шпинделя установлены два радиально-упорных шарикоподшипника, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки; предварительный натяг регулируют гайкой, стягивающей внутренние кольца.
Валы II…V коробки скоростей смонтированы на конических роликоподшипниках, что удобно для сборки и разборки; предварительный натяг регулируют нажимными винтами 3. Так как валы III и IV — длинные, для них предусмотрена средняя опора.
В левой части фрикционной муфты 13, реверсирующей движение шпинделя, находится большое число дисков, так как при прямом направлении вращения требуются большие крутящие моменты. Особенностью блоков зубчатых колес являются клеевые соединения венцов со ступицами.
Ступица колеса Z= 60 на валу III является диском ленточного тормоза; тяга механизма управления, устанавливая муфту в нейтральное положение, включает тормоз (нажимом на ролик 1).
Конструкция коробки подач токарно-винторезного станка 16К20
Коробка подач станка — унифицированный узел 16Б20П.070 и является типовой конструкцией закрытой коробки с передвижными блоками.
Связь шпинделя и суппорта станка для обеспечения оптимального режима резания осуществляется с помощью механизма подач, состоящего из реверсирующего устройства (трензеля) и гитары, которые осуществляют изменение направления и скорости перемещения суппорта.
Коробка подач закреплена на станине ниже шпиндельной (передней) бабки и имеет несколько валов, на которых установлены подвижные блоки зубчатых колес и переключаемые зубчатые муфты. В правом положении муфты получает вращение ходовой винт, а в левом ее положении (как показано на рисунке) через муфту обгона вращается ходовой вал.
Чертеж коробки подач токарного станка 16к20
1.
Коробка подач токарно-винторезного станка 16К20. Скачать в увеличенном масштабе
2. Коробка подач токарно-винторезного станка 16К20. Разрез Б-Б
3. Коробка подач токарно-винторезного станка 16К20. Разрез Г-Г
Схема коробки подач токарного станка 16к20
Схема коробки подач токарного станка 16к20. Скачать в увеличенном масштабе
Регулировка коробки подач станка 16К20
При ремонте станка особое внимание следует обратить на правильность монтажа механизма переключения зубчатых колес, смонтированного на плите 38, которая крепится к корпусу 3, коробки подач. Во избежание нарушения порядка сцепления зубчатых колес коробки подач при сборке нужно совместить риски, нанесенные на шестернях 51 и 52.
Источники
- http://stanki-katalog.ru/sprav_16k20kins.htm
Да!
45.41%
Нет. Требуются дополнительные ответы. Сейчас спрошу в комментариях.
40.38%
Частично. Еще остались вопросы.
Сейчас отпишусь в комментариях.
