Глава 27. функциональные сборочные единицы и механизмы деревообрабатывающего оборудования

Для осуществления движений в рабочих машинах существует три вида механизмов: двигательные, передаточные и исполнитель­ные. Двигательный механизм в виде электро-, гидро-, пневмо- или другого привода снабжает двигательной энергией рабо­чую машину. Передаточный механизм служит для передачи энергии от двигательного механизма к исполнительному с помо­щью механических, гидравлических, пневматических или других передач.

Исполнительный механизм осуществляет перемещение тех элементов машины, которые выполняют основные и вспомо­гательные движения, необходимые для выполнения рабочего про­цесса.

Современная машина имеет ряд механизмов потока информа­ции, осуществляющих управление, контроль или регулирование процесса. Они либо управляются человеком, либо работают без его участия (автоматические машины).

В машину входят также самостоятельные элементы: станина, устройства безопасности, опорные элементы и т.д. Совместно с рассмотренными выше механизмами они образуют так называе­мые функциональные механизмы и сборочные единицы машин, основными из которых являются: механизмы резания, подачи, базирования, вспомогательных движений, двигательные, переда­точные, регулирующие и безопасности.

Двигательные механизмы

Электрический привод включает электродвигатель, аппаратуру управления и передаточные элементы, связывающие электродвига­тель с передаточным механизмом, а при отсутствии последнего — непосредственно с рабочими органами машины. Электродвига­тель — универсальный механизм, поэтому его применяют во всех функциональных механизмах (главного движения, подачи и др.), и компактный, поэтому его можно устанавливать вблизи рабочих органов. Электрический привод может быть нерегули­руемым — с постоянной скоростью передаваемого движения — и регулируемым — со ступенчатым и бесступенчатым регулиро­ванием скорости.

Основной частью нерегулируемого электропривода являются асинхронные электродвигатели трехфазного тока. В де­ревообрабатывающем оборудовании применяют преимуществен­но асинхронные короткозамкнутые электродвигатели переменно­го тока единой серии 4А мощностью 0,06...400 кВт с высотой оси вращения 50... 355 мм. В зависимости от мощности КПД этих дви­гателей изменяется в интервале 50...94,5 %. Чем меньше мощность, тем меньше КПД.

При установке быстроходных рабочих органов непосредственно на валы двигателей применяют специальные электродвигатели с удлиненным ротором серии 4АД, мощностью 0,25...7,5 кВт с син­хронной частотой вращения 300; 3600; 6000; 12000 и 18 000 мин^-1.

Регулируемый электропривод применяется в дере­вообрабатывающем оборудовании преимущественно в механизмах подачи. По характеру регулирования различают приводы со сту­пенчатым и бесступенчатым изменением скорости.

При работе приводов механизмов подачи и вспомогательных устройств требуется снижение частоты вращения выходного вала по сравнению с частотой вращения вала электродвигателя. В этом случае двигатели заменяют моторами-редукторами, а для регули­руемого по скорости привода используют моторы-вариаторы-редукторы и роторные гидромоторы. Эти приводы (рис. 62) ком­пактны и удобны в эксплуатации. Моторы-редукторы компонуются из стандартных фланцевых электродвигателей и редукторов на лапах или с фланцем, которые могут быть цилиндрического, планетарного или волнового типов. Моторы-вариаторы-редукто­ры включают еще дополнительное промежуточное звено — кли­ноременный вариатор, что позволяет регулировать величину ско­рости.

При использовании комбинированных электроприводов от двигателей мощностью 0,25...22 кВт с частотой вращения 700...2900 мин^-1 крутящий момент на выходном валу составляет М_кр = 90...4000 Нм, частота вращения п = 7...450 мин^-1.

Гидродвигатели — это машины для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию вращательного или поступательного движения рабочего органа. Гидродвигатели с не­ограниченным ходом называют гидромоторами, а с ограничен­ным ходом — гидроцилиндрами. Первые предназначены для при­дания рабочему органу вращательного движения. Они могут быть низкомоментными (быстроходными) и высокомоментными (ти­хоходными). Быстроходные гидромоторы характеризуются малым отношением крутящего момента М_кр и частоты вращения п: М_кр/п = = 0,001... 1 Н -м/мин^-1. Для тихоходных это отношение достигает 20 000 Н-м/мин^-1.

В гидроприводах вращательного движения поворотных устройств агрегатных станков и автоматических линий, а также в приводах вращения ходовых винтов силовых узлов применяют шестеренные МНШ, аксиально-поршневые Г15-2 и аксиально-радиальные МР-Ф гидромоторы.

Технические характеристики гидромоторов

	МНШ	Г15-2
Расход масла, кг/мин.............	12...64	11 ...153
Частота вращения, мин-"1.....	300... 1600	1300...2400
Крутящий момент, Н м.........	50... 70	10 ...140
Эффективная мощность, кВт.................................................	9,5... 14	0,8...14
Объемный КПД.....................	0,9...0,98	0,9...0,98

Потребляемая мощность, кВт, насосов всех типов может быть определена по формуле

где р — давление в системе, МПа; Q — расход жидкости, л/мин.

Эффективная (отдаваемая) мощность, кВт:

где η₀ — объемный КПД гидромотора.

Необходимая производительность насоса, подающего масло к гидромотору, определяется по формуле

где q — удельный расход масла гидромотора, см³/об.

В станках и автоматических линиях, выпускаемых в России, ши­роко применяются нерегулируемые аксиально-поршневые гидромоторы Г15-2 (рис. 63). Масло насосом подается в одну из полостей 11 и через окна 12 крышки-распределителя 6 поступа­ет в цилиндры 7, расположенные в блоке 5, под поршни 8. Давле­ние от поршней через толкатели 10 передается на наклонный ра­диально-упорный шарикоподшипник 2, на котором возникает тангенциальная составляющая силы, под действием которой начи­нает вращаться барабан 9, придавая вращательное движение выход­ному валу 1. Блок цилиндров 5 получает вращение от барабана 9 через поводок 4 и прижимается к крышке-распределителю 6 пружиной 3. Изменение направления вращения вала осуществляется изменением направления подачи масла в полости 11 крышки-распределителя 6.

Для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию возвратно-поступательного или возвратно-поворотного движения выходного звена применяют силовые гидроцилиндры к качестве двигателей ограниченного хода.

Гидроцилиндры (рис. 64) могут быть одно- и двусторон­него действия с высоким объемным КПД (η₀ = 0,98...0,99). При подборе гидроцилиндра задаются усилием на штоке и по рабочему давлению в трубопроводе на основании уравнения F = pS опреде­ляют размеры поперечного сечения цилиндра, пренебрегая давле­нием в сливной части. В этой формуле S — величина активной площади поршня. У гидроцилиндров двустороннего действия с односторонним штоком или различными по площади поперечного сечения штоками движения в противоположных направлениях бу­дут осуществляться с различными скоростями. Отношение диаметра штока к диаметру цилиндра выбирается конструктивно и изменя­ется в широких пределах: d_шт/D = 0,2... 0,7.

При небольших перемещениях, но с большими усилиями, при­меняют мембранные (диафрагменные) гидроцилиндры. Активная площадь в таких конструкциях приближенно определяется по фор­муле

где D — диаметр заделки мембраны; d — диаметр жесткого диска.

Силовые гидроцилиндры характеризуются рядом показателей, которые рассчитываются по следующим формулам.

Расход жидкости Q, л/мин, при заданной скорости поступатель­ного движения v_s, м/мин, и рабочей площади поршня S, см²:

Рабочая площадь поршня S, см², при диаметрах, мм, цилиндра D, штока d_шm, плунжера D_пл:

для противоштоковой полости

для штоковой полости

для плунжерного цилиндра

Развиваемое усилие F, Н, при разности давлений в полостях нагнетания и слива Ар, МПа:

Мощность Р, кВт:

В гидросистемах деревообрабатывающих станков гидронасосы создают давление до 6,5 МПа, а в системах гидравлических прес­сов до 40 МПа. Для обеспечения равномерности хода поршня в штоковой полости цилиндра создают давление 0,3... 0,5 МПа дрос­селированием или установкой подпорного клапана на сливной части.

Наряду с гидравлическими приводами широко распростране­ны пневматические. По принципу действия они практически не отличаются от гидравлических, но конструкции элементов систе­мы вследствие отличия физических свойств воздуха от свойств жидкости имеют особенности. Давление в производственных пнев­мосистемах составляет обычно 0,4... 1,0 МПа.

В конструкциях деревообрабатывающих станков и автоматичес­ких линий наиболее широко применяются поршневые и диафрагменные пневматические двигатели. Поршневые пневмодвигатели имеют цилиндр, шток и поршень, но их конструкция несколько проще, чем у гидравлических двигателей, так как меньше рабочее давление в системе.

Типовой пневмопривод изображен на рис. 65. Поршень 1 перемещается в рабочем цилиндре 2 под действием сжатого возду­ха, поступающего попеременно в обе полости цилиндра из маги­страли через распределитель 6. В конце хода заданной величины, что определяется положением выключателей, кулачок 3 штока на­жимает на рычаг одного из выключателей 4 или 5 системы управ­ления распределителя. В положении, изображенном на рис. 65, а, поршень перемещается вправо, приводя в рабочее положение вы­ключатель 5. Когда он займет крайнее правое положение, пере­ключится выключатель 4. Сигнал в виде давления сжатого воздуха поступит на вход распределителя 6, и золотник переместится в пра­вое положение. Сжатый воздух из магистрали через распределитель поступит в правую полость цилиндра 2, и поршень 1 переместится влево. В конце обратного хода кулачок на штоке нажмет на конечный выключатель 5, золотник переключится — и цикл повторяется.

В механизмах, где не требуется больших перемещений, широко распространены диафрагменные пневмодвигатели (рис. 65, б) с плоской и тарельчатой мембраной. Двигатель состоит из разъемно­го корпуса 5, в котором размещается мембрана 1, изготовленная из эластичного резинотканевого материала. При подаче сжатого воздуха через распределитель 4 и штуцер 3 мембрана прогибается и, воздействуя на диск 2, перемещает шток 7 на величину хода S. Обратный ход мембраны происходит под действием пружины 6. В зависимости от диаметра и вида мембраны ход штока с сохране­нием на нем величины усилия составляет 10...30 мм. Усилие F наштоке в конце его хода можно определить по формуле

где D и d — диаметры соответственно мембраны и диска, мм; р — давление сжатого воздуха в магистрали, МПа; F_np — сила пружи­ны в конце хода штока, Н.

Механизмы главного движения

Механизмами главного движения называются рабочие органы машины, осуществляющие главное движение обрабатывающего органа или заготовки для достижения требуемого технологическо­го результата. В большинство механизмов главного движения вхо­дит инструмент, реже главное движение придается заготовке (на­пример, в лущильных, токарных и строгальных станках).

Механизмы главного движения разделяются на три группы: вра­щательного, поступательного и возвратно-поступательного движения.

Механизмы вращательного движения.Различают следующие ос­новные механизмы: рабочие валы, шпиндели, шпиндельные бло­ки, центры и патроны (рис. 66).

Рабочими называются валы, между опорами которых монтиру­ют режущий инструмент. Они могут быть цельными и составными. На рис. 67, а приведена конструкция цельного горизонтального ножевого вала рейсмусового станка. Вал 3 установлен на двух ра­диально-упорных подшипниках. Подшипник 4 зафиксирован от осе­вого смещения, а подшипник 2 выполнен плавающим. Смазка под­шипников индивидуальная. Средняя часть вала имеет четыре паза для крепления ножей 7. Обычно валы изготовляют цельными (из поковок), но делаются попытки создания и сварной конструкции. Частота вращения вала 4000...5000 мин^-1.

В качестве примера составного вала может служить рабочий вал обрезного станка (рис. 67, б). Он приводится во вращение от шкива 77 клиноременной передачи. На валу установлены две пилы: левая 3 по ходу материала — неподвижная (коренная) и правая 5 — подвижная. Они закреплены на пильных втулках 2 и 6, смонтированных в шари­коподшипниках соответственно в неподвижном 7 и подвижном 7 суп­портах. Крутящий момент с коренного вала 10, вращающегося в кор­пусе 9, передается на пильные втулки посредством шлицевого вала 8, который входит в шлицевые отверстия пильных втулок. Подвижный суппорт 7 вместе с пилой может перемещаться по двум цилиндричес­ким направляющим, одной из которых служит шток гидроцилиндра 4. Частота вращения вала 2200...2500 мин^-1.

Для ужесточения и повышения виброустойчивости валов боль­шой протяженности, вращающихся с высокой частотой, их, как правило, устанавливают на станину неподвижно, реже с одноко­ординатной настройкой по вертикали.

Распространено крепление режущего инструмента на консольной части вала. Такие устройства называются шпинделями (см: рис. 66, б).

Они меньших размеров, чем рабочие валы и, имеют настроечные перемещения по двум (трем) координатным осям. Часто они быва­ют наклонными. Частота вращения шпинделей 3000 ... 10000 мин^-1 и выше.

Вместе с опорами они образуют шпиндельный узел. Шпиндели могут приводиться в движение непосредственно от двигателей, через ременную передачу и через сложную кинематическую цепь. В первом случае двигатель с режущим инструментом устанавлива­ется на суппорте 15 (рис. 68), который имеет двух- или трехкоор­динатную настройку. Шпиндель (электродвигатель) 2 с режущим инструментом 1 установлен на поворотной плите 3, которая мо­жет перемещаться с помощью винта 13 в горизонтальном направ­лении относительно плиты 5 и фиксируется стопором 6. Верти­кальное перемещение шпинделя осуществляется с помощью вин­та 7, а фиксируется стопором 10. Отсчет величины перемещений производят по шкалам линеек 9 и лимбам 8 и 12. Перемещение шпинделя по трем координатам производится с помощью пово­ротной плиты 3, на которой установлен шпиндель (электродвига­тель) 2. Поворот плиты 3 происходит при вращении винта 11 и фик­сируется стопором 14. Отсчет угла наклона ведут по шкале 4.

Большую группу составляют шпиндели, приводимые во вра­щение через ременную передачу. Они могут быть составными, цель­ными, полыми и телескопическими.

На рис. 69 изображен составной шпиндельный узел фрезерного станка с нижним расположением шпинделя. В корпусе в радиаль­но-упорных подшипниках 2 и 7 смонтирован шпиндель 14, который приводится во вращение от электродвигателя через шкив 16 плос­коременной передачи с частотой вращения 6000...12000 мин^-1. Смазка подшипников осуществляется масляным туманом. Масло налива­ется в резервуары 1 и 6, откуда фитилями 3, 8 подается на раз­брызгиватели 11, 15, проходит через подшипник и возвращается в резервуары.

Смазку подшипников опор качения в новых конструкциях стан­ков (долговечную консистентную ВНИИ НП-228 или аналогич­ную ей) закладывают один раз при сборе шпиндельного суппорта и меняют одновременно со сменой подшипников.

Верхний конец шпинделя заканчивается внутренней расточкой под конус Морзе, служащей для соединения шпинделя с инстру­ментальной оправкой, которая, в свою очередь, заканчивается посадочным хвостовиком — конусом Морзе № 4. Инструменталь­ная оправка 9 фиксируется на шпинделе дифференциальной гай­кой 10, имеющей две резьбы: одну с мелким шагом, соответству­ющим резьбе на оправке, и вторую с большим шагом на шпинде­ле. Обе резьбы имеют одно направление. При затягивании оправки гайка перемещается одновременно относительно шпинделя и оп­равки. Так как шаг резьбы на шпинделе больше, чем на оправке, то перемещение гайки относительно шпинделя при одном и том же угле поворота несколько опережает ее перемещение относи­тельно оправки, и конус оправки с большой силой входит в кони­ческое гнездо шпинделя, обеспечивая надежное крепление оправ­ки с инструментом на шпинделе.

В комплект инструментальной оправки входит набор проставочных колец, что позволяет закреплять на оправке фрезы различной высоты. При установке оправки или режущего инструмента на шпин­дель последний стопорится от проворачивания относительно кор­пуса фиксатором 4, вставляемым в радиальное отверстие шпинделя. Положение фиксатора контролируется стопорным винтом 5, сбло­кированным с микровыключателем. Для обеспечения возможности перемещения фиксатора вывертывают блокирующий винт из кор­пуса, при этом его головка нажимает на упор микровыключателя, делая невозможным включение электродвигателя механизма реза­ния при застопоренном шпинделе. Перемещение шпинделя по вы­соте осуществляется за счет винтовой пары 12, 13.

Для получения изделий цилиндрической формы применяют полые шпиндели (рис. 70, а), устанавливаемые на круглопалочных станках. Шпиндель 3 устанавливается на подшипниковой опоре 2 и приводится во вращение от электродвигателя через ременную передачу и шкив 1. На шпинделе монтируется ножевая головка 4, через которую пропускается заготовка 5. Частота вращения шпин­деля 3500 мин^-1.

Для перемещения режущего инструмента в процессе работы вдоль оси вращения применяют составные шпиндели (рис. 70, б) с телескопическим соединением. Нижняя часть шпинделя 2, на которой в патроне закрепляется инструмент 1, устанавливается в подшипниках 7 в стакане 3, который перемещается в направляю­щих поворотом рукоятки 8. Верхняя часть 6 шпинделя, установ­ленная в подшипниковой опоре 5, получает вращение от электро­двигателя через ременную передачу 4 и передает крутящий момент нижней части через скользящую шпонку или шлицы. Для измене­ния частоты вращения в передаточном механизме имеются сту­пенчатые шкивы.

Шпиндели с приводом через сложную кинематическую цепь в деревообрабатывающем оборудовании встречаются редко. Это объясняется высокой частотой вращения и небольшими усилия­ми резания.

Некоторые механизмы вращательного движения приводят во вращение не инструмент, а заготовку. Примерами таких механиз­мов являются центры и патроны токарного станка (см. рис. 66, в). Частота вращения — 2500...4500 мин^-1.

Механизмы поступательного движения.Отличительным призна­ком этих механизмов является наличие гибкого удлиненного ин­струмента, надетого на два (или более) шкива. Он представлен в ленточнопильных, ленточно-шлифовальных, цепно-фрезерных и некоторых других станках.

В машинах с двумя шкивами один шкив приводной, второй — натяжной. Кроме того, натяжной шкив имеет ряд регулировочных и вспомогательных движений, позволяющих регулировать поло­жение ленты.

На рис. 71, а изображен вертикальный ленточнопильный ста­нок. Шкив 1 (рис. 71, б) на двух роликоподшипниках 2 смонтиро­ван на консоли оси 6, закрепленной в ползуне 3. Ползун имеет настроечное перемещение по вертикальным направляющим крон­штейна 4. Натяжение пильного полотна происходит под действи­ем пружины 8, отжимающей вверх ползун 3. Натяжение регули­руется винтом 7 с помощью маховика 10. Кронштейн со шкивом может быть наклонен в любую сторону вокруг оси 5 посредством маховика 9.

Механизмы резания ленточных шлифовальных станков могут быть выполнены с двумя или тремя шкивами. Механизм с тремя шкивами характерен для широколенточных шлифовальных станков (рис. 72, а).Прорезиненные вальцы 1 и 7 приводятся во вращение от одного электродвигателя через ременную передачу 5. Валец 3 создает натяже­ние шлифовальной ленты 2 с помощью пружинного или пневмати­ческого устройства 4. Для осуществления процесса шлифования ра­бочая поверхность шлифовальной ленты под действием утюжка 6 прижимается к верхней поверхности перемещаемой заготовки 8.

На узколенточных шлифовальных станках (рис. 72, б) механизм резания состоит из двух шкивов: ведущего 1 и ведомого 2, которые объединены шлифовальной лентой 5. Ведущий шкив получает вращение от электродвигателя 6, а ведомый шкив, установленный на суппорте 3, может перемещаться при вращении маховика 4 для натяжения ленты.

Во всех механизмах резания с поступательным перемеще-
нием режущего инструмента скорость главного движения
зависит от частоты вращения ведущего шкива (вальца) и его
диаметра. Определяется эта скорость по формуле

где D — диаметр шкива (вальца), м; я — частота вращения, мин^-1; v — скорость главного движения, м/с.

Механизмы возвратно-поступательного движения.Характерное отличие этих механизмов — переменная скорость движения, при­чем в зависимости от вида привода изменение скорости может быть неравномерным на протяжении всего хода (кривошипно-шатунная схема) или только в периоды реверсирования (например, реечный привод). Второй отличительный признак этих механиз­мов — наличие значительных инерционных сил и их неуравнове­шенность, для снижения которой требуются специальные расчеты и конструктивные решения.

Механизмы с кривошипно-шатунным приводом делятся на ме­ханизмы с пильной рамкой и суппортом (рис. 73).

Пильные рамки представляют собой рамную конструкцию, внутри которой натянут инструмент (чаще всего полосовые пилы), приводимую в движение кривошипно-шатунным механизмом. На рис. 74 показан механизм резания одношатунной лесопильной рамы. В нижней части располагается составной коленчатый вал, состоя­щий из двух полуосей 7 и 10, запрессованных в маховики 8, и паль­ца 9 кривошипа. Концы пальца зажимают в клеммах ступиц махови­ков. Вал монтируют в трех сферических самоустанавливающихся ро­ликоподшипниках 6 фундаментной плиты 5, из которых два рас­положены со стороны приводного шкива 11. Цельный стальной ша­тун 4 двутаврового сечения соединяет кривошипный палец с пильной рамкой. Нижняя головка шатуна соединяется с кривошипом посредством сферического роликоподшипника, а верхняя — с паль­цем проушины нижней поперечины 3 пильной рамки посредством игольчатого подшипника. Пильная рамка состоит из верхней 1 и нижней 3 стальных литых поперечин, соединенных стойками 2 из бесшовных труб. В цапфах поперечин закреплены пальцы, на кото­рые свободно насажены текстолитовые ползуны 14, перемещаю­щиеся по направляющим станины. Шарнирное крепление ползунов позволяет им самоустанавливаться в процессе работы при измене­нии уклона пильной рамки. Между поперечинами пильной рамки посредством специальных захватов 13 натягиваются пилы 12.

Суппорты механизмов с возвратно-поступательным движе­нием служат для перемещения инструмента (горизонтальный стро­гальный станок, см. рис. 73, б) или заготовки (вертикальный стро­гальный станок). Суппорт 2, приводимый от кривошипно-шатунного механизма 3, перемещается по направляющим 1 станины. На суппорте закреплены нож и прижимная линейка. Для улучшения условий строгания нож суппорта или заготовка расположены под углом по отношению к направлению движения резания.

Работа кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 74, а) ха­рактеризуется тем, что в крайних точках траектории движения при а = 0 и а = 180° скорость главного движения v = 0, а ускорение дости­гает максимального значения. Скорость v перемещения пильной рам­ки на пути S = 2г — величина переменная:

где v₀ — окружная скорость пальца кривошипа (v₀ = 2пгп/60), м/с; п — частота вращения пальца кривошипа, мин^-1; r — радиус кри­вошипа, м.

В практических расчетах ограничиваются средней скоростью:

Механизмы подачи

Механизмами подачи называются устройства машин, осуще­ствляющие движение подачи, т.е. движение, необходимое для по­вторения главного движения. В современных машинах используют­ся механизмы, придающие движение подачи инструменту или за­готовке.

Все механизмы подачи делятся на две группы: с жесткой и фрик­ционной связью.

Механизмы подачи с жесткой связью.Связь между подающими органами и объектом перемещения обеспечивает строго опреде­ленное (без проскальзывания) перемещение этого объекта. Заго­товка проталкивается по базирующим поверхностям (подвижное базирование) либо подача осуществляется специальными устрой­ствами с закрепленными в них заготовкой или инструментом (не­подвижное базирование).

Перемещение осуществляется с помощью цепной, зубчато-реечной, винтовой и других передач, а также гидравлических и пнев­матических устройств.

По характеру движения различают три вида механизмов пода­чи: с непрерывным или возвратно-поступательным движением и шаговые (рис. 75). При этом заготовка может перемещаться по пря­молинейной или криволинейной (в большинстве случаев по дуге окружности) траектории.

Механизмы непрерывного движения. Среди уст­ройств для прямолинейного перемещения заготовок наибольшее распространение получили конвейеры с упорами или зажимами.

На рис. 75, а изображен конвейер концеравнительного станка с упорами. Заготовки располагаются поперек двух направляющих балок 4.

Под балками проходят две тяговые цепи 1 с прикрепленными к ним с определенным шагом жесткими упорами 2, которые, упи­раясь в кромку заготовок 3, подают их к пилам.

Реже применяется вальцовый механизм с шипами (рис. 75, б).Его используют, например, на участках четырехсторонней обра­ботки брусковых деталей, где обрабатывают заготовки малых раз­меров и вальцовый механизм не может развить достаточное уси­лие подачи.

Шипы, расположенные на образующей вальца, внедряются в древесину, за счет чего исключается вероятность проскальзыва­ния.

Механизмы непрерывного движения заготовок по окружности бывают карусельные и барабанные. И те и другие перемещают за­готовки по окружности.

На карусельном столе фрезерного станка (рис. 75, в) имеется несколько мест для заготовок 3, оборудованных зажимными устройствами. На загрузочном участке зажимы подняты и заготовка сво­бодно укладывается на непрерывно поворачивающийся стол. При подходе к зоне обработки ножевой головкой 5 зажимы срабатывают, а после окончания обработки вновь поднимаются, давая возможность снять обработанную заготовку и положить на ее место новую. По­скольку стол непрерывно вращается, на таких станках осуществляет­ся проходная обработка: фрезерование, шлифование и т.д.

В барабанных механизмах (рис. 75, г) крепление заготовок 3 про­исходит в центрах 6, как показано на схеме шлифовального станка. После обработки их абразивным эластичным цилиндром 7 центры автоматически разжимаются и обработанная деталь падает в при­емный бункер.

Механизмы возвратно-поступательного движе­ния могут перемещать инструмент (суппорты, шарнирно-рычажные системы) или заготовку (столы, каретки).

Суппорты имеют, как правило, многокоординатную настройку и прямолинейное перемещение от пневмо- или гидроцилиндра. Они широко применяются в сверлильно-присадочных станках, линиях агрегатной обработки и другом оборудовании. На рис. 75, д показан суппорт 8 со сверлом, который с помощью цилиндра 9 перемеща­ется по направляющим 10. После высверливания отверстия в заго­товке 3 происходит ускоренный отвод суппорта.

Шарнирно-рычажные механизмы подачи обеспечивают прямо­линейное и криволинейное движение подачи. В первом случае они выполнены в виде многозвенных шарнирных устройств с прямила- ми, обеспечивающими прямолинейную траекторию режущего инстру­мента (торцовочные, сверлильно-фрезерные станки). В механизмах криволинейного движения подачи режущий инструмент закрепляет­ся на конце рычага, качающегося на оси. В зависимости от положе­ния оси качения различают маятниковые механизмы (закреплен один конец рычага) и балансирные (рычаг закреплен посередине). На рис. 75, е приведена схема балансирного торцовочного круглопиль­ного станка с гидравлическими и пневматическими цилиндрами 11. Пила 12 перемещается по дуге окружности и распиливает заготовку 3.

Для перемещений заготовки на значительные расстояния в ка­честве механизма подачи используют каретку. Например, в шипо­резном станке (рис. 75, ж) каретка 13 с закрепленными на столе заготовками 3 перемещается по направляющим качения 14 длиной до 1,5 м и последовательно обрабатывается пилой 15, шипорезны­ми и проушечными головками (на схеме не показаны).

Шаговые механизмы предназначены для периодическо­го перемещения заготовок во время их обработки. В простейшем случае, когда не предъявляется высоких требований к базирова­нию заготовок в направлении их перемещений (например, при проходных операциях), применяют штанговые механизмы с шар­нирными упорами (рис. 75, з). Упоры 17 закреплены на штангах 19 шарнирно. Пружина 16 отжимает упор к ограничителю 18 таким образом, что при рабочем ходе штанги по стрелке v_s заготовка 3 прижимается к рабочей поверхности упора. При обратном (холос­том) ходе упоры поворачиваются заготовками по стрелке А и не препятствуют возврату штанги в исходное положение. Для ориенти­рования штанги имеются ролики 20. Привод осуществляется от гид­роцилиндра, присоединяемого через систему зубчатых передач.

Расчет механизмов подачи с жесткой связью сводится к опре­делению мощности привода и прочностных показателей элемен­тов различных передаточных и исполнительных механизмов.

Потребная мощность двигателя привода подачи, кВт:

где η_п — КПД механизма подачи, определяемый как произведе­ние КПД всех элементов кинематической цепи.

Тяговое усилие F_r, Н:

где а — коэффициент запаса, а = 1,3... 1,5; F_c — суммарная сила сопротивления подаче, Н:

где F_s — составляющая сил резания по направлению подачи, Н; ΣF — суммарная сила трения, Н.

Механизмы подачи с фрикционной связью. Вмеханизмах подачи с фрикционной связью органы подачи (вращающиеся вальцы или движущиеся конвейеры) перемещают заготовки за счет сил сцеп­ления поверхностей древесины и органов подачи. Этот вид подачи является специфическим для деревообрабатывающего оборудова­ния и характеризуется тем, что заготовка может проскальзывать относительно тягового органа в зависимости от сил сопротивления подачи, конструкции тягового органа и т. д. Различают механизмы с непрерывным движением (рис. 76, а—в) и шаговые (рис. 76, г).

Механизмы с непрерывным движением наиболее рас­пространены в деревообрабатывающем оборудовании. Это объяс­няется тем, что в технологии изделий из древесины широко ис­пользуется проходной способ обработки, а наиболее простую и эффективную подачу при таком способе обеспечивают вальцовые, гусеничные и вальцово-гусеничные механизмы фрикционного типа.

Сила тяги подающего вальца определяется по схеме на рис. 77, а:

где q_т — сила давления подающего вальца в зоне трения; φ — ко­эффициент сцепления вальца с древесиной; f — коэффициент тре­ния заготовки по столу, f = 0,3...0,4.

Из уравнения (262) видно, что подача будет тем надежнее, чем больше разница между φ и f. Однако при увеличении q_T про­исходит смятие древесины и пробуксовка. Для увеличения φ по­верхность вальца делают рифленой (см. рис. 76, б, в) или надева­ют бандаж из фрикционного материала (например, резины). Кроме того, φ зависит от радиуса вальца и механических свойств древесины. Для гладких стальных вальцов радиусом 50... 125 мм φ = 0,25... 0,4, для рифленых и покрытых резиной вальцов φ ~ 0,4...0,8.

Если подающий валец расположен снизу, необходимое q_T соз­дается прижимным роликом (рис. 77, б):

где G — вес заготовки; μ — приведенный коэффициент тре