Будет преодолеваться инерция включаемой части кинематической цепи, где приведенный момент инерции вращающихся масс включаемого вала; угловая скорость ведомого вала до включения муфты.
Пусть, например, необходимо изменить скорость вала на обратную той же величины при непосредственном реверсировании вала, при торможении вала, а затем развитии до скорости.
Таким образом, потеря энергии за весь период реверсирования во втором случае вдвое меньше. Появление высокомоментных регулируемых электродвигателей вытесняет в настоящее время применение фрикционных вариаторов. Бесступенчатое регулирование скоростей поступательного движения в приводах подачи осуществляют с помощью гидропривода.
Механизмы обеспечения точности обработки. В станках применяют специальные механизмы, предназначенные для обеспечения требуемой точности обработки и сохранения этой точности в течение длительного времени. К ним относятся коррекционные механизмы, механизмы отсчета, механизмы закрепления столов и бабок на время обработки, механизмы регулирования и компенсации износа и другие.
Отсчетные механизмы обеспечивают с заданной точностью необходимое взаимное положение элементов станка несущих инструмент и заготовку суппортов, столов, шпиндельных бабок. Наиболее распространенным отсчетным устройством на механической основе является ходовой винт, снабженный лимбом и нониусом.
Реверсивные механизмы, предназначенные для изменения направления вращения, должны работать с минимальными потерями энергии, особенно при частом реверсировании, затрачивать малое время на реверс при допустимых значениях инерционных нагрузок в приводе.
Реверсирование может быть осуществлено электродвигателем, что упрощает механическую часть станка и управление процессом. Если необходимо изменить направление движения лишь части кинематической цепи станка, применяют специальные механизмы реверса. При большой частоте реверса реверсирование электродвигателем недопустимо. Реверсивные механизмы (трензели) разнообразны по своей конструкции. Для быстровращающихся валов обычно применяют фрикционные муфты.
С точки зрения затраты энергии на реверсирование более целесообразно вначале осуществить процесс торможения, т. е. довести скорость ведомого чала до нуля, и лишь затем осуществить его разгон до необходимой скорости.
Потерю энергии при реверсировании можно характеризовать работой трения (работа буксования), которая, в свою очередь, зависит от нагрузок, действующих на ведущем и ведомом валах, и от сил инерции. Если приближенно считать, что скорость ведущего вала сохраняется постоянной, и включение муфты производится на холостом ходу, т. е. без рабочей нагрузки.
Одним из наиболее распространенных способов изменения скоростей в приводах станков является применение передвижных блоков зубчатых колес. При этом достигаются простота конструкции, высокий КПД привода и точное передаточное отношение. Недостатком этого метода является недопустимость переключений при быстром вращении колес и износ торцов зубьев.
В станках широко применяют фрикционные муфты, которые обеспечивают плавность включения и возможность переключать скорость на ходу. Наибольшее распространение получили многодисковые фрикционные муфты; их применяют в приводах главного движения и подачи, особенно в автоматизированных станках, где требуется быстрое переключение скоростей от механизмов управления. Особенно удобны для этой цели электромагнитные муфты. С фрикционной муфтой нередко сблокирован тормоз, который гасит инерцию выключенных механизмов.
Конструкции станочных фрикционных муфт разнообразны. Основные типы муфт нормализованы. Более длительное время без компенсации износа могут работать электромагнитные муфты. Фрикционные муфты рассчитывают по методике, рассматриваемой в курсе детали машин. При оценке крутящего момента его умножают на динамический коэффициент, учитывающий характер нагрузки в станке: при работе почти без ударов (небольшие станки); при работе со слабыми ударами (средних размеров); при ударах средней силы (строгальные станки); при сильных ударах (тяжелые продольно-строгальные).
Здесь возможно перемещение на небольшую величину с большой точностью и жесткостью. Недостаток привода — его инерционность и необходимость теплоизоляции и охлаждения.
Большими преимуществами обладает магнитострикционный привод, в конструкции которого использован эффект изменения длины стержня из ферромагнитного материала под действием магнитного поля. Обычно применяют конструкцию с зажимами, аналогично описанному. Привод обладает малой инерционностью, большой жесткостью, стабильностью работы. Его используют как в приводах малых перемещений, так и в системах автоматической подналадки, например, для компенсации износа режущего инструмента.
Для непрерывного кругового перемещения (вращения или поворота на некоторый угол) в делительный и других кинематических цепях, где требуется высокая точность передачи, в качестве последнего звена обычно применяют прецизионную червячную пару. В этом случае используют ее важное свойство — самоторможение. Эта пара задерживает распространение колебаний в системе привода. Механизмы периодического поворота столов и шпиндельных барабанов рассмотрены.
Для осуществления данного технологического процесса в течение каждого цикла обработки требуется изменение скоростей рабочих органов станка, изменение величины и направления скорости, включение и выключение движения с последующим торможением.
Кроме обычных механизмов, приспособь ленных для этих целей, применяют специальные конструкции, основанные на использовании деформации передающих звеньев (в станках шлифовальной группы).
Типовые схемы приводом малых перемещений. Перемещения упруго-силового привода происходят благодаря деформации упругого звена (например, плоских пружин) или, иногда, самого корпуса механизма. Сила на исполнительном звене со стороны привода может быть создана различными способами, например, гидроцилиндром с мембраной. Этот метод обеспечивает перемещение лишь на небольшую величину. Если надо увеличить ход механизма, в системе подачи используют упругий стержень, который поочередно зажимают специальными зажимами (левый и правый).
При включении зажима стержень сжимается от гидроцилиндра, после чего включается правый зажим, а левый освобождается. В результате стержень восстанавливает свою длину и происходит перемещение ведомого звена на величину, зависящую от его длины, сечения и силы, создаваемой гидроцилиндром. Последовательное включение зажимов обеспечивает импульсное перемещение ведомого звена.
В термодинамическом приводе использовано тепловое расширение стержня, связанного с ведомым звеном и неподвижной частью станка. Внутри стержня (трубки) помещен нагревательный элемент (после перемещения его необходимо охладить).
