Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

К.т.н. Дудников В.С., студент Подобный Р.В.

Днепропетровский национальный университет, Украина

Автоподатчик для деревообрабатывающих станков

Автоподатчик заготовок является подающим узлом большинства деревообрабатывающих станков [1-3].

Известен съемный автоподатчик ФСА-28.00-000 для фрезерных станков ФА-4, ФЛА, ФСА, ФТА, выпускаемых Днепропетровским станкостроительным заводом [3,4].

Автоподатчик закрепляется на столе станка на стойке с возможностью регулировки положения его по высоте с помощью пары винт-гайка. Он включает асинхронный электродвигатель, конусный вариатор, червячную передачу, цилиндрические зубчатые передачи, три обрезиненных подающих ролика, имеющих независимую подвеску. Усилие сцепления роликов с заготовкой определяется силой натяжения пружин. Регулировка скорости подачи осуществляется парой винт-гайка, перемещающей двигатель с конусным диском относительно фрикционного кольца сцепления вариатора.

Известная конструкция обладает рядом существенных недостатков:

1) без переустановки податчика по высоте можно подавать заготовки с разнотолщинностью не более 20 мм, так как в противном случае угол захвата (контакта) роликов начинает превышать предельно допустимый угол для нормальной подачи заготовок. При этом резко меняется нагрузка на двигатель. Это связано с тем, что пружины подвески роликов имеют малое количество витков, а поэтому обладают крутой характеристикой жесткости, что в одном предельном случае не обеспечивает необходимой силы прижатия, а в другом, наоборот, приводит к неоправданному возрастанию силы прижатия и силы трения заготовки о стол, что вызывает перегрузку двигателя, изменение скорости подачи и снижение к.п.д.;

2) при перегрузке автоподатчика начинает пробуксовывать вариатор, ускоряется износ фрикционного кольца. При работе с углами захвата близкими по величине к предельно допустимому также быстро выходит из строя обрезиненная рабочая поверхность роликов;

3) известный автоподатчик не имеет возможности подавать заготовки фасонных профилей и ступенчатых по длине, если высота ступеньки превышает 20 мм;

4) известный автоподатчик трудоемок в изготовлении (количество оригинальных деталей – 161, стандартных – 273 шт.);

5) большой вес автоподатчика (860 Н) исключает оперативную переустановку его, требуя применения специальных приспособлений при монтаже;

6) малая нагрузочная способность, долговечность и надежность вариатора: быстрый износ фрикционного кольца требует зачастую его замену, снижает эксплуатационные характеристики автоподатчика;

7) наличие торцевого конусного вариатора и червячной передачи обусловливают низкий к.п.д. и большую потребляемую мощность;

8) усилие прижима атоподатчика к заготовке изменяется в пределах от 150 до 600 Н в зависимости от степени сжатия пружин механизма, обеспечивающего прижатие подающего органа к заготовкам разной толщины, поэтому без переустановки автоподатчика по высоте невозможно получение усилия прижатия постоянной величины, независимой от толщины заготовки, или усилия, изменяющегося по заданному закону;

9) наличие механической системы управления скоростью исключает возможность использования автоподатчика в качестве управляемого рабочего органа в автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) и системе с числовым программным управлением;

10) расстояние между рабочими органами (роликами) строго фиксированное и не может изменяться, поэтому подача заготовок, которые короче расстояния между роликами, невозможна;

11) известный автоподатчик на пильных станках устанавливается слева или справа от пилы, при этом силы резания и подачи, не лежащие на одной прямой, образуют момент, вызывающий непрямолинейную подачу.

В работе [5] описана конструкция автоподатчика, в котором регулирующая функция из механической части передана в электрическую, для чего применен коллекторный двигатель, а вместо трех обрезиненных подающих роликов одно большое пневматическое колесо и в качестве трансмиссии использован одноступенчатый волновой зубчатый редуктор.

Экспериментальный образец автоподатчика прошел лабораторные испытания, показал свою работоспособность, надежность и технико-экономические преимущества. В частности, сравнительный анализ с автоподатчиком ФСА-28.00-000 показал, что:

1) вес подающего устройства снизился с 860 Н до 300 Н, причем имеется значительный резерв, если изготовить корпусные детали из алюминиевых сплавов;

2) потребляемая мощность уменьшилась с 0,6 кВт до 0,2 кВт;

3) к.п.д. возрос с 5% до 30%;

4) нагрузочная способность возросла с 150 Н до 460 Н;

5) разнотолщинность заготовок, захватываемых и подаваемых без переустановки по высоте, возросла с 20 мм до 66 мм;

6) если расстояние между крайними точками контакта трех роликов диаметром 120 мм у ФСА-28.00-000 постоянно и составляет 285 мм, то в предложенном устройстве длина пятна контакта может изменяться в зависимости от вида выполняемых работ от 0 до 296 мм;

7) если у ФСА-28.00-000 через каждые 50 часов производится замена фрикционного кольца вариатора, а через 100 часов – замена обрезиненных роликов, то долговечность предложенного устройства по двигателю 2000 часов (согласно паспорту), по волновому редуктору 25000 часов, по шине 40000 часов.

С целью дальнейшего расширения технологических возможностей и обеспечения автоматизации управления технологическим процессом подачи нами предложено оснастить устройство системой дистанционного управления давлением в пневматических шинах с обеспечением возможности изменения расстояния между двумя пневматическими колесами.

Подана заявка на полезную модель.

Литература

1. Петров К. Автодатчики – незаменимые помощники/ Журнал «Леспроминформ» №6, 2012. – С. 116-122.

2. Деревообрабатывающее оборудование (Справочное пособие) / В.К. Гук, Б.Я. Захожай. – Киев, Будівельник, 1978. – 128 с.

3. Автоподатчики (электронный ресурс). – Режим доступа: www.stanki.ru/catalog avtopodatchiki. – Заголовок с экрана.

4. Гамма фрезерных станков с нижним расположением шпинделя. Руководство по эксплуатации. Ф. 00-000РЭ. Днепропетровск, 1975.

5. Дудников В.С. Автоподатчики заготовок на деревообрабатывающих станках / В.С. Дудников // Матеріали другої міжнародної конференції «Наука і освіта 99». 15-30 січня 1999. Том 8. – С. 20.