Разработка и изготовление приводов линейных подач шлифовально-заточного станка с ЧПУ

Объект исследования: процессразработки и изготовления приводов линейных подач шлифовально-заточного станка с ЧПУ.

Результаты, полученные лично автором: рассчитана и выбрана конструкция ШВП, разработаны и изготовлены подшипниковые опоры, компенсирующая муфта, фланец под электродвигатель; cобран привод поперечных подач шлифовально-заточного станка с ЧПУ.

Наш коллектив был привлечён к разработке и изготовлению опытного образца малогабаритного шлифовально-заточного станка с ЧПУ.

Для приводов линейных подач была разработана единая структура безредукторного типа на основе широкорегулируемого сервопривода и механической части в виде унифицированных шариковинтовых передач (ШВП). При проектировании механической части привода возникли некоторые сложности. Дело в том, что известные методики расчета и выбора конструкции ШВП, встречаемые в отечественной литературе, характерны для определенных конструкций передач, изготавливаемых в разное время, и имеют ряд отличий. В настоящее время отечественные предприятия практически не изготавливают малогабаритных ШВП, а те, кто изготавливает передачи представляют информацию очень ограничено. Проведя анализ различных источников информации, был выбран тайваньский производитель ШВП компания «Hiwin», представляемая в России фирмами «Kugel» и «Zetek».

Далее разработка и выбор конструкции ШВП выполнялись по методике компании «Hiwin». Были рассчитаны основные параметры и определена конструкция ШВП для проектируемых приводов. Так же были рассмотрены и проанализированы схемы установки ходового винта в подшипниковых опорах. В связи с тем, что на приводы линейных подач будут приходиться значительные нагрузки и требуется высокая точность позиционирования, а так же есть вероятность возникновения тепловых деформаций во время работы, был выбран вариант монтажа опор «фиксированная – плавающая». В этом варианте монтажа опора под двигатель будет жесткая (радиально-упорные подшипники воспринимающие осевую нагрузку с обеих сторон) и плавающая опора со стороны свободного конца винта.

Общий вид выбранной и приобретенной ШВП модели R20-5B2-FDT-220-300-0.006 для привода поперечных подач представлен на рис. 1.

Рис. 1. Выбранная ШВП модели R20-5B2-FDT-220-300-0.006

Далее была разработана схема монтажа ШВП, рис. 2.

Рис. 2. Конструктивная схема монтажа ШВП

Следующей задачей была разработка корпусов подшипниковых опор ШВП. В качестве прототипа для корпусов опор ШВП были выбраны конструктивные решения от компании HIWIN, но из-за некоторых конструктивных особенностей пришлось ввести ряд изменений: развернуть опорные поверхности для уменьшения габарита привода; добавить центрирующий поясок для крепления фланца серводвигателя и др.

Для передачи крутящего момента от серводвигателя к ШВП с учетом компенсации погрешностей установки и непараллельности осей серводвигателя и ШВП была спроектирована и изготовлена компенсирующая муфта, рис. 3.

Рис. 3. Конструктивная схема компенсирующей муфты

В настоящее время приобретены ШВП, проработаны конструкции приводов подач и собран привод поперечной подачи. Ведутся работы по сборке других приводов.

Материал поступил в редколлегию 26.04.2017

УДК 004.51

А.Н. Игнатов

Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы», к.т.н., В.П. Матлахов

ai-80@bk.ru