| Привод |
| Обработка древесины - Деревообрабатывающие станки |
|
Приводной механизм в любом станке служит для сообщения движения от электродвигателя рабочим органам. В станке «У-1» с этой целью используется клиноременная передача. Она удобна, проста, надежна, обладает достаточной тяговой способностью и имеет относительно небольшие габариты. Благодаря эластичности ремня такая передача работает плавно и бесшумно. Во избежание возможного проскальзывания ремня, трение между шкивами и ремнем создается путем упругого деформирования последнего, а также его натяжения при перемещении двигателя с ведущим шкивом. Практика свидетельствует, что в любительских станках мало подходят либо совсем не подходят передачи с использованием шестерен, муфт, цепей, плоских ремней и др.
В станке «У-1» применяются клиновые ремни шириной 10 и 13 мм, а длиной — в зависимости от расстояния между ведущим и ведомым шкивами. Оба шкива двухручейковые. Канавки в них сделаны такой глубины и ширины, чтобы возможно было применить любые из указанных ремней. При большинстве операций, оптимальных по силе резания, ограничиваются одним ремнем и только при тяжелой работе, чтобы создать на шпинделе повышенный крутящий момент, ставят второй ремень. Шкивы изготовлены из стали. Их можно также выточить из других металлов и сплавов, а также текстолита. Не рекомендуется применять для этих целей гетинакс и тем более древесину. В результате нагрева и расклинивающих сил, создаваемых ремнем, эти материалы быстро выходят из строя, нередко расслаиваются по центру канавок. В крайнем случае шкив из гетинакса можно укрепить сквозными заклепками (3—4 шт.) вокруг посадочного отверстия. Шкив большого диаметра и тем более сборный обязательно уравновешивают таким образом, чтобы центр его тяжести находился на оси. Иначе во время вращения появляются центробежные силы, вызывающие повышенную вибрацию станка, износ подшипников. Наиболее простой способ балансировки шкива состоит в том, что его вместе с технологической осью устанавливают на верхние кромки двух горизонтально укрепленных линеек или уголков. Если он не уравновешен, то, совершив несколько колебательных движений, остановится в положении с центром тяжести внизу. Отметив это место, высверливают или сошлифовывают с боковых поверхностей шкива, ближе к его ободу, часть материала, из которого он изготовлен. Балансировку проводят до тех пор, пока шкив не начнет останавливаться в различных положениях. Шкивы небольшого диаметра, какие, например, применены в станке «У-1», и выточенные с одного установа, в балансировке, как правило, не нуждаются. В станке основные шкивы имеют диаметр 60 мм. Кроме того предусмотрена возможность замены ведущего шкива на двигателе шкивом 0100—120 мм. Такая необходимость иногда возникает при фрезерных операциях, когда требуется увеличить обороты рабочего вала. При выборе диаметров шкива на ножевом барабане требуется исходить из диаметра оси этого барабана (ведь на толстую ось малый шкив не поставить), удаления оси от строгального стола, возможности смены ремня без демонтажа этого стола. Диаметр шкива на валу двигателя в основном зависит от частоты вращения его ротора и рабочего вала. Таким образом, при расчете привода очень важно определить диаметры шкивов, поскольку от этого зависит частота вращения ножевого барабана при известных параметрах двигателя. Как это делается, покажем на примере. Имеется, скажем, двигатель с частотой вращения ротора 2800 мин-1, а количество оборотов ножевого вала должно быть 3000 мин-1. На шпинделе стоит шкив диаметром 60 мм. Зная, что длина сбегающей со шкива двигателя ветви ремня равна длине ветви, набегающей на шкив ножевого вала (за туже единицу времени), имеем: я х D1 х п, = л х D2 х п2, откуда при известном диаметре шкива на шпинделе станка узнаем диаметр шкива на валу двигателя: D1 = D2 х n2 / = 60 X 3000 / 2800 ~ 65 (мм). По этой формуле можно вести любые расчеты, касающиеся ременной передачи. Зная частоту вращения двигателя, изменяя диаметры ведущего и ведомого шкивов, можно в широких пределах изменять частоту вращения рабочего вала. Важное значение имеет и способ крепления шкива на валу. Для этого обычно применяют штифты, стопорные винты, шпонки. При относительно большой передаваемой мощности, как в станке «У-1», выбор пал на шпоночные соединения с пазами в шкивах и на валах. За основу взяты призматические шпонки. Они позволяют точно центрировать сопрягаемые элементы и получать как неподвижные, так и скользящие соединения. Шпонки обработаны с припуском 0,10— 0,15 мм и подогнаны по канавкам валов и шкивов. Они установлены без специальных креплений. Натяг между валом и ступицей шкива создан при легком забивании шпонки и дополнительной затяжкой ступицы и шпонки гайкой, установленной на конце шпинделя. В двигателе эту роль играют прижимная шайба и винт, ввернутый в торец вала ротора. Призматическая шпонка на валу двигателя позволяет довольно быстро менять шкивы. Закрепив шкивы на валах, приступают к установке двигателя. Заметим, что в станке применен двигатель на лапах. Если же он имеет фланцевое крепление, то к нему предварительно привертывают прочный кронштейн. Заранее вырезают и закрепляют в корпусе полкуоснование для двигателя и механизма натяжения ремня. Для полки обязательно используют диэлектрик, т.е. материал, который не проводит электрический ток (гетинакс, текстолит, оргстекло, сухая, пропитанная олифой фанера и др.). Двигатель с фланцем можно монтировать в станке и по-другому. Его закрепляют на прочной пластине из гетинакса или текстолита, установленной вертикально. Если же она металлическая, то двигатель привертывают к ней через втулки из пластмассы. Поместив двигатель на основание, соединяют шкивы ремнем и выставляют двигатель так, чтобы канавки шкивов находились строго напротив друг друга. Делают это с помощью линейки и угольника. В найденном положении размечают и сверлят в основании два овальных отверстия под передние болты крепления двигателя (или его кронштейна). Ставят двигатель на место и закрепляют слегка болтами. В головке одного из них заблаговременно должно быть просверлено резьбовое отверстие Мб. В створе этого болта сбоку от двигателя помещают механизм натяжения ремня. Он состоит из уголка и винта с маховичком. Пропустив винт в овальное отверстие уголка и ввертывая его в резьбовое отверстие болта крепления двигателя, последний перемещают до тех пор, пока приводной ремень не будет натянут. В этом положении двигатель закрепляют окончательно. Следует сказать, что натяжение ремня не такое уж малозначащее дело, каким оно может показаться не посвященному в это человеку. Слабо натянутый ремень, например, проскальзывает, появляется биение ветвей, он нагревается и быстро изнашивается. Однако чрезмерное его натяжение тоже вредно. В таком состоянии он вытягивается, теряет эластичность, при этом создается лишняя нагрузка на подшипники, быстрее изнашиваются шейки валов и шкивов. Чтобы правильно отрегулировать натяжение ремня, к его середине прикрепляют проволоку 00,5—0,6 мм и с помощью бытовых пружинных весов создают усилие Q = 7Н (0,7 кгс) для нового ремня и 5Н (0,5 кгс) — для бывшего в употреблении более 50 ч. Приложив к ремню линейку, определяют его прогиб. Нормой считается 4— 6 мм. Стрелу прогиба нового ремня проверяют в первые 10—15 дней, пока он не приработается. Ремни и шкивы положено содержать в чистоте, оберегать от масла и грязи. При необходимости их протирают тампоном, смоченным в бензине. Очень желательно, чтобы во всех клиноременных приводах самодельных станков использовались устройства для натяжения ремней. Они бывают разные: в одних применяют натяжные ролики, в других — специальные скалки, в третьих — качающиеся основания двигателей и т. д. и т. п., всего не перечесть. Главное — не заблудиться в этом «лесу». Натяжной ролик, например, хорошо себя зарекомендовал при малом межосевом расстоянии и больших передаточных отношениях в целях увеличения угла обхвата ремнем меньшего шкива. Что касается качающихся плит, на которых устанавливают двигатель, то они тоже заслуживают внимания и встречаются в приводах некоторых промышленных станков. Однако следует иметь в виду, что такой способ крепления двигателя и одновременного натяжения ремня оправдан бывает, как правило, в приводах тщательно сбалансированных и отрегулированных по всем параметрам: массе двигателя, упругости ремня и пр... В любительских же конструкциях такой оптимальной подвески добиться непросто. Отсюда и неприятности: вибрация, ударные нагрузки, скачкообразные проскальзывания ремня и др. Довольно совершенные устройства, при помощи которых закрепляют двигатели и регулируют натяжение приводных ремней, применяют в таких широко распространенных бытовых приборах, какими являются стиральные машины. К ним тоже следует присмотреться и взять на вооружение все полезное. Еще о шкивах. При отсутствии цельных заготовок их можно делать из листового материала. Надо склепать между собой несколько пластин и проточить полученную заготовку обычным порядком. Если требуется установить шкив на вал между подшипниковыми опорами, то можно сделать его разъемным. Такая необходимость иногда возникает при наличии короткого ножевого вала и двигателя, который значительно длиннее его. То же самое может иметь место при изготовлении заточного станочка с автономным шпинделем и с двумя шлифовальными кругами на его концах. Две половинки такого шкива скрепляют между собой и с валом с помощью винтов и шпонки. Определенные трудности встречаются и тогда, когда требуется в домашних условиях прорезать паз под шпонку в шкиве или на валу. Опять выручает смекалка. Можно просверлить отверстие тонким сверлом с небольшим отступом от края посадочного отверстия в шкиве или торца вала, а потом рассверлить его до нужного диаметра и опилить края паза надфилем. Получить полукруглые пазы одновременно в шкиве и на валу можно, если соединить их и просверлить в месте стыка деталей отверстие нужной глубины и диаметра. Для таких пазов, естественно, требуются круглые шпонки. В крайнем случае пазы прорубают узким зубилом или крейцмейселем и дорабатывают надфилями. Несколько замечаний и советов по применению многоручейковых шкивов. Если, скажем, решено иметь несколько частот вращения шпинделя, то поступают следующим образом. На ножевой барабан и двигатель устанавливают одинаковые по размеру и количеству ручейков шкива, развернув их на 180° по отношению друг к другу. Изменения числа оборотов шпинделя добиваются за счет переброски приводного ремня с одной ступени шкивов на другую. В положении шпиндель при любой перестановке ремня будет вращаться быстрее, чем ротор двигателя, различаясь только количеством оборотов. В этой позиции двигатель будет перемещаться по пазам основания. Число оборотов шпинделя можно менять и по-другому: поставить на вал двигателя одинарный, а на шпиндель— многоступенчатый шкив или наоборот и при надобности перекидывать ремень со ступени на ступень. Однако при этом потребуется каждый раз переставлять двигатель на новое место. Дело это хлопотное и неблагодарное. Чтобы упростить и облегчить его, двигатель можно установить на металлической скалке и передвигать по ней, а несколько разворачивая вокруг оси — натягивать приводной ремень. Подобная конструкция всем хороша, кроме одного — сложностью изготовления. Значительно проще так называемые косые пазы в основании, на котором установлен двигатель. Суть их заключается в том, что при перестановке ремня на нужную ступень шкива не требуется полностью демонтировать двигатель. Достаточно только немного ослабить его крепление и натяжение ремня, передвинуть двигатель по косым пазам на новую позицию и затянуть гайки. На все это уходит совсем немного времени. Чтобы еще больше сэкономить его и при этом не ослабить основание, вполне допустимо иметь не четыре болта крепления двигателя, а значит, и четыре паза под них, а только два у шкива. При этом в опорном уголке механизма натяжения ремня надо вместо одного отверстия просверлить несколько (по числу ступеней шкива), а еще лучше прорезать паз нужной длины и шириной 6,5 мм (под винт Мб). Такой простой привод, примененный в станке «У-1», на протяжении многих лет ни разу не подвел. Говоря о приводах самодельных станков, нелишне еще раз напомнить, что их следует компоновать так, чтобы они были надежны, чтобы к их узлам и деталям имелся свободный доступ для смазки, ремонта, смены ремней. Все это в период эксплуатации станка окупится сторицей. |