A. M. РАЗЫГРАЕВ, 3. А. ДВОРИН,
Д. Г. ГОЛЬЦИКЕР, С. А. БАХАРЕВ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Издание 2-е, дополненное
и переработанное
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА 1961 ЛЕНИНГРАД
В книге рассмотрены общие принципы проектирования,
монтажа и наладки электрооборудования металлорежущих
станков. Второе издание книги содержит новые материалы
по расчетам и конструкциям узлов электрооборудования,
по электронному управлению, методике синтеза релейно-
контактиых схем и др. Отдельные главы предыдущего
издания подверглись сокращению.
Книга предназначена для инженеров и техников, рабо-
тающих в области проектирования, производства и модер-
низации станков, а также для мастеров сборочных уча-
стков и наладчиков электроприводов.
Рецеизеит д-р техн, наук А. В. Фатеев
Редактор канд. техн, наук М. С. Ворошилов
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ МАШГИЗА
Редакция литературы по технологии машиностроения
Заведующий редакцией инж. Е. П. Наумов
ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью настоящей работы является оказание практической помощи
работникам станкостроения по проектированию, монтажу и наладке
электрооборудования металлорежущих станков.
В книге отражен главным образом опыт коллектива Ленинград-
ского станкостроительного завода имени Я. М. Свердлова, накоп-
ленный в течение ряда лет при проектировании и изготовлении
металлорежущих станков со сложным электрооборудованием.
Материал книги изложен в последовательности, соответствующей
этапам проектирования и монтажа электрооборудования станков.
Основное внимание уделено методике выбора системы электро-
привода и электрического управления; методике проектирования
элементов схем автоматического управления и элементов конструк-
ций электрооборудования.
Вопросы динамики электропривода затронуты лишь в той мере,
в какой это необходимо при рассмотрении вопросов выбора основ-
ных станочных приводов.
В условиях быстрого развития систем автоматизированного
электропривода, а также из-за ограниченного объема книги не пред-
ставляется возможным дать в ней детальное описание схем электро-
оборудования по типам станков и описание стандартных элементов
электрооборудования. Эти материалы достаточно подробно осве-
щаются в других работах.
При подготовке второго издания книги в соответствии с пожела-
ниями читателей расширен материал по методике составления
принципиальной схемы, выбору типа привода, статическому рас-
чету привода и усилительных устройств.
Введен новый материал по элементам числового управления.
Частично использован материал книги А. М. Разыграева «Электрон-
ное управление на металлорежущих станках». Некоторые разделы
первого издания сокращены.
1*	3
Материал, изложенный в книге, распределяется между авторами
следующим образом: главы I, IV, VI, VII, XI написаны А. М. Ра-
зыграевым, главы VIII, IX, X — 3. А. Двориным; глава V — обоими
авторами совместно; глава II написана Д. Г. Гольцикером и глава
III — С. А. Бахаревым.
Авторы выражают глубокую благодарность коллективу конструк-
торов, исследователей, мастеров и электромонтажников станко-
завода имени Свердлова, чьи работы служили материалом, поло-
женным в основу настоящей книги.
Просим присылать свои замечания, советы и пожелания по содер-
жанию книги по адресу: Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10,
Ленмашгиз.
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
Задачи технического прогресса в машиностроении и его основе —
станкостроении решаются главным образом средствами многодвига-
тельного электропривода и электрического управления.
В деле прогресса электропривода и электроавтоматического упра-
вления конечными целями являются: облегчение труда работающего,
повышение производительности станка, удешевление и сокращение
сроков производства станков.
Облегчение человеческого труда начинается с механизации основ-
ных и вспомогательных движений и механизмов, переходит в область
управления станками и, в зависимости от поставленных задач,
может заканчиваться комплексной автоматизацией всего техноло-
гического процесса, когда труд человека переходит в новую катего-
рию, где исчезают различия между физическим и умственным
трудом.
Сама структура коммунистического общества выдвигает эту
задачу в Отечественном станкостроении на первый план. Поэтому
вспомогательный привод и различные устройства электромехани-
ческого управления, снижающие утомляемость работающего, при-
меняются даже в том случае, если это на первый взгляд не дает замет-
ного повышения производительности станка.
Повышение производительности средствами электропривода про-
исходит как за счет машинного, так и за счет вспомогательного вре-
мени: путем удобного изменения скорости и подачи на ходу'станка
для выбора рационального режима резания; путем введения систем
автоматического регулирования скорости, величины подачи, мощ-
ности резания; сокращения продолжительности холостых ходов,
вспомогательных и установочных движений и т. п.
Необходимость автоматизации единичного и мелкосерийного
производства, неизбежность быстрого изменения конструкций обра-
батываемых изделий выдвинули весьма сложную задачу широкого
применения в станках разнообразных систем программного управле-
ния и их элементов.
Удешевление производства станков, в особенности серийных,
достигается в первую очередь путем замены механических силовых
связей и связей управления электрическими связями, что не только
упрощает конструкцию, но, главным образом, сокращает цикл про-
изводства, облегчает демонтаж, создает условия для широкой уни-
фикации и агрегатирования узлов.
5
В настоящее время ставится вопрос уже не об электрификации
«станков вообще, а о все большем использовании почти безграничных
возможностей электропривода и электрического управления, о повы-
шении степени автоматизации каждого станка.
В связи с непрерывным возрастанием объема и сложности электро-
оборудования станков приобретают все более важное значение во-
просы рационального проектирования электрооборудования, техно-
логичности монтажа, сокращения наладочных работ.
Становится необходимым расширение теоретических и экспери
ментальных разработок общих и специфических вопросов электро-
привода и управления, поиски новых принципиальных решений
в первую очередь там, где количественный рост уязвимых элементов
может привести к снижению эксплуатационной надежности.
Все новые требования предъявляются к электропромышленности,
призванной удовлетворять непрерывно растущие потребности маши-
ностроения.
Ведущий конструктор станка — механик — обязан уметь выбрать
тип привода, систему управления и поставить задачу проектанту
электрооборудования.
Все больше возрастает роль таких категорий специалистов-элек-
триков, как исследователь, технолог, контрольный мастер, наладчик.
Обслуживание электрооборудования в цехах, работа по модерниза-
ции станков требуют все более высоких и разносторонних знаний.
В этих условиях повышается ответственность проектанта электро-
оборудования за станок, его стоимость, производительность, физи-
ческую и моральную долговечность.
Проектант обязан использовать все возможности экономии эле-
ментов электрооборудования, обеспечения долговечности, сокраще-
ния трудоемкости монтажа, облегчения обнаружения повреждений.
Любой самый прогрессивный принцип электропривода и автоматики
может не дать ожидаемых результатов при недостатке внимания
к «мелочам» в вопросах монтажа, наладки, при недостаточном дове-
дении этого принципа до обслуживающего персонала.
ГЛАВА I
ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ
ДОКУМЕНТАЦИЯ
1. Подготовка проектирования
Проектирование электрооборудования неотделимо от проекти-
рования всей конструкции станка. Техническое задание на проекти-
рование электрооборудования составляется ведущим конструктором
станка при участии ведущего конструктора-электрика. Оно состоит
из двух частей:
1) технической характеристики станка;
2) характеристики электрооборудования.
Краткая техническая характеристика
станка.
1.	Назначение и использование станка:
а)	степень специализации станка: станок широкого назначения
(базовая модель или модификация) или специальный (оригинальный
или на базе серийного);
б)	краткая характеристика изделия (для специальных станков):
форма, вес, основные размеры и пр.;
в)	способы обработки изделий; характер и последовательность
операций; заданные и перспективные технологические требования
для универсальных станков;
г)	характеристика помещения (для специальных станков); нали-
чие токопроводящей пыли, колебаний температуры и пр.;
2.	Потребность в станках данного типа. Характер предполагаемой
организации производства данных станков (серийное, единичное).
3.	Краткая характеристика конструкции:
а)	размеры станка;
б)	перечень подвижных рабочих органов и пояснение характера
их движений; упрощенные кинематические схемы приводов;
в)	таблицы скоростей и подач; величины ходов.
Характеристика электрооборудования
1.	Род тока, напряжение, частота и мощность питающей сети
потребителя.
7
2.	Характеристика электроприводов станка:
а)	перечень, назначение и параметры двигателей: род тока, тип,
номинальная мощность и число оборотов в минуту;
б)	нормальные режимы работы электроприводов станка: диапа-
зон, степень плавности и способ изменения скорости; условия, спо-
собы и частота пусков и реверсов; продолжительность включения
приводов;
в)	нагрузочные характеристики (для приводов со сложными
и цикличными графиками нагрузки).
3.	Специальные режимы работы приводов станка. Специальные
устройства:
а)	автоматические и полуавтоматические циклы работы;
б)	защитные устройства;
в)	блокировочные связи между приводами;
г)	устройства для автоматического контроля размеров.
4.	Характеристика электрического управления:
а)	размещение пультов управления;
б)	перечень и назначение органов управления на каждом пульте;
необходимость дублирования органов управления;
в)	органы визуального контроля.
5.	Приложения:
а)	общий вид станка (эскиз с размещением основного электро-
оборудования);
б)	технические условия на специальные машины, аппараты и уст-
ройства, требования к которым выявились при проектировании
привода.
Кроме того, в техническое задание для станков широкого назна-
чения может включаться краткий технико-экономический обзор
электроприводов существующих станков данного класса.
2.	Этапы конструкторской подготовки производства
На структурной схеме конструкторской подготовки производства
в части электрооборудования (фиг. 1) показаны отдельные этапы
подготовки и связи между этапами. Все эти этапы являются частью
соответствующих этапов конструкторской подготовки производства
всего станка. Деление на этапы и установление связей в значительной
мере условны, так как подготовка производства представляет собой
непрерывный процесс. Для каждого конкретного проекта возможно
исключение или совмещение отдельных этапов, изменение характера
связей, появление ряда вспомогательных работ. К вспомогательным
работам относится, например, разработка испытательных и наладоч-
ных стендов и приспособлений.
Основными этапами проектирования являются:
1)	разработка эскизного проекта;
2)	разработка технического проекта;
3)	изготовление рабочего проекта.
Эскизный проект в части электрооборудования составляют:
1)	структурная схема электропривода с краткими пояснениями;
8
Задание на проектирование станка
по государственному плану
Фиг. 1. Структурная схема конструкторской подготовки производства (в части
электрооборудования).
&
2)	принципиальная схема (предварительный вариант);
3)	структурная схема электропроводки;
4)	расчеты основных параметров привода (мощности и номиналь-
ных чисел оборотов двигателей, передаточных отношений, диапазона
(электрического изменения скорости);
5)	предварительная ведомость основного электрооборудования.
Принципиальная схема при эскизном проектировании электропри-
вода может остаться недоработанной в части автоматического управ-
ления и при защите эскизного проекта служит только для
справок.
На этапе эскизного проектирования определяется необходимость
в экспериментальных работах и составляется план их проведения.
Материалы эскизного проекта, переработанные и дополненные,
включаются в технический проект. Технический проект в части элек-
трооборудования включает:
1)	принципиальную схему электропривода с описанием;
2)	чертежи расположения органов управления и разработки
основных узлов электрооборудования;
3)	ведомость покупного электрооборудования;
4)	технико-экономический расчет привода.
Материалы технического проекта после утверждения и доработки
включаются в состав рабочего проекта. Параллельно с изготовле-
нием рабочего проекта (фиг. 1) производится составление чертежей
опытных узлов, проводятся лабораторные исследования и испытания
элементов и узлов привода. Результаты этой работы позволяют свое-
временно уточнить рабочий проект.
В начальной стадии проектирования имеется некоторое отстава-
ние проекта электрической части станка от проекта механической
части. Окончание всех проектных работ должно быть одновременным.
Конструктор-электрик должен рассматривать свою работу как
часть совместной творческой работы с механиками по созданию
новой машины. Совместная работа конструкторов-электриков и меха-
ников особенно важна при выборе типа электропривода и определе-
нии его параметров, при проектировании конструкций элементов
электрооборудования, устанавливаемых на станке, и разработке
монтажа проводки по станку.
Для бригад конструкторов-механиков выпускаются альбомы
руководящих материалов, содержащие чертежи применяемых дви-
гателей с основными размерами, нормали электрооборудования, ука-
зания по проектированию станочной проводки.
После окончания рабочего проекта ведущий конструктор-элек-
трик следит за изготовлением узлов электрооборудования, проводит
корректировку технической документации, наблюдает за монтажом
опытного станка, руководит наладкой и испытанием электропривода.
Испытание проводится по заранее разработанной программе,
предусматривающей полную проверку привода. На основании тех-
нико-экономического анализа конструкции и материалов испытаний
опытного станка в очень сжатые сроки производится корректировка
чертежей для серийного выпуска. Дальнейшие исправления черте-
10
жей производятся только для устранения явных ошибок или нетер-
пимых дефектов конструкции, обнаруженных в условиях эксплуа-
тации до момента внедрения группы изменений по серии. Конечной
целью конструкторской подготовки производства является полу-
чение отработанной устойчивой конструкции, обеспечивающей дли-
тельное производство серии станков.
Так как по экономическим соображениям расходы на проектные
и исследовательские работы по специальным станкам должны быть
Минимальными, электрооборудование этих станков должно содер-
жать минимум неисследованных элементов и в основном базироваться
на отработанных схемах и конструкциях. Кроме того, для специаль-
ных станков может быть значительно сокращена и упрощена техни-
ческая документация.
Необходимость сокращения сроков выпуска новых машин при-
вела к применению так называемого параллельно-последователь-
ного способа подготовки производства, который предусматривает
частичное или полное перекрытие по времени отдельных этапов тех-
нической подготовки производства. Этот способ требует от конструк-
тора высокой технической дисциплины и четкости в работе, большой
увязки работы конструкторского отдела с заказчиком, утверждающими
инстанциями, с цехами и отделами завода. При совмещении этапов
проектирования необходимо уделять большее внимание своевремен-
ному обсуждению и защите эскизного и технического проектов,
привлекать производственников к инициативному участию в обсуж-
дении проекта. Это позволит своевременно учесть возможные упуще-
ния и значительно уменьшить объем последующих переделок.
С момента окончания рабочего проекта нужно вести запись после-
дующих изменений чертежей и схем в особой тетради и начинать
подготовку новых чертежей.
Параллельно-последовательный способ определяет очередность
выпуска элементов рабочего проекта. В первую очередь выпускаются
рабочие чертежи деталей, и прежде всего — деталей, требующих
изготовления моделей, обработки вне завода (в порядке внешней
кооперации), изготовления специальной оснастки. Спецификации
выпускаются одновременно с чертежами деталей. Следующий этап —
выпуск сборочных чертежей и схем.
При делении станка на сборочные группы следует считать целе-
сообразным выделение электрооборудования в особую комплексную
группу, имеющую для удобства нумерации чертежей всегда один
номер. Расчленение конструкции отражается в структурной схеме
узлов электрооборудования станка (фиг. 2). Такая схема благодаря ее
наглядности дает возможность быстро ориентироваться в техни-
ческой документации сложной группы. На схеме делаются условные
отметки об окончании изготовления узлового комплекта, об окон-
чании сборки и др., дающие наглядное представление о ходе под-
готовки производства.
Руководство по электрооборудованию для опытного стайка
может быть ограничено кратким описанием схемы и дополнено
после наладки и испытания станка остальными разделами.
И
ьэ
Проектирование электрооборудования
Модель	Наименование станка	
. Группа №	Электрооборудование	Общий вид-чертеж № Общая монтажная схема №
Распределительный шкаф
Сборочный чертеж №
Монтажная схема №
Электрома-
шинный
агрегат
Чертеж №
Монтажная
схема №
Пульт
Чертеж №
Монтажная
схема №
Монтаж
па бабке
Чертеж №
Монтажная
схема №
Монтаж
на санях
Чертеж №
Монтажная
схема №
Каркас
Чертеж
№
Панель № 1
Чертеж №
Схема №
Панель № 2
Чертеж №
Схема №
Панель №3
Чертеж №
Схема №
Кожух
Чертеж №
Переклю-
чатель
Чертеж №
Соедини-
тельная
коробка
Чертеж №
Пульт
Чертеж №
Колояка
Чертеж №
Детали
Детали
Детали
Детали
Детали
Детали
Детали
Детали
Детали.
Детали
Детали
Детали
Фиг. 2. Структурная схема узлов электрооборудования станка,
3. Вспомогательные материалы и приспособления
для проектирования
Большое значение для ускорения проектирования имеет наличие
справочных материалов для расчетов. Практикуется перечерчивание
из справочников часто применяемых номограмм и графиков в боль-
шем масштабе, составление таблиц и номограмм. Необходима, напри-
мер, таблица выбора нагревателей тепловых реле, плавких вставок
предохранителей и сечений проводов для всех применяемых двига-
телей.
К вспомогательным материалам относятся также альбомы типо-
вых образцовых чертежей и схем, дополняющие или на первое время
заменяющие инструкцию по оформлению чертежей.
При рабочем проектировании могут найти применение «немые»
чертежи (без указания размеров) труб, втулок, катушек трансфор-
маторов и т. п. Для труб удобно применять также табличные чертежи.
Необходимы вспомогательные таблицы:
1) типоразмеров применяемой электроаппаратуры, сопротивле-
ний, емкостей и пр.;
2) нормалей для крепления применяемых электроаппаратов,
а также для присоединения двух проводов к одному зажиму.
При размещении аппаратов на панелях пользуются шаблонами
(см. гл. VIII).
К числу конструкторских приспособлений, ускоряющих проек-
тирование, относятся: приспособление для определения длины и мест
крепления рукавов станочной проводки (при свободной подвеске),
целлулоидные трафареты для вычерчивания условных обозначений
на схемах и пр.
При проектировании переносных пультов, специальных органов
управления и некоторых других конструкций изготовляются упро-
щенные деревянные или пластилиновые макеты.
4. Техническая документация электрооборудования
Состав документации. Вся техническая документация делится
на проектную и рабочую. Проектная документация содержит мате-
риалы эскизного и технического проекта: техническое задание на элек-
трооборудование, расчетные материалы, отчеты об эксперименталь-
ных работах; электросхемы на разных стадиях проектирования;
разработки конструкции и монтажа; прочие специальные материалы.
Рабочая документация электрооборудования содержит материалы
рабочего проекта, необходимые для монтажа, контроля и наладки,
и делится, в свою очередь, на производственную и эксплуатационную.
В состав производственной документации входят: полный ком-
плект электросхем; комплект детальных и сборочных чертежей;
спецификации; инструктивные материалы для контроля и наладки.
Эксплуатационная документация содержит материалы, необхо-
димые для заказчика, и оформляется в виде «Руководства по электро-
оборудованию», прилагаемого к станку.
13
Спецификация и сводные документы. Спецификации удобнее
выполнять не на сборочных и монтажных чертежах, а на отдельных
листах. При этом уменьшаются размеры чертежей и представляется
возможным пользоваться бланками оригиналов и подлинников спе-
цификаций, изготовленными типографским способом; особенно
удобно при унификации узлов с небольшими изменениями исполь-
зовать готовые сборочные чертежи, приложив к ним новые специ-
фикации.
Для комплексной группы «электрооборудование» составление
отдельных спецификаций по каждой подгруппе является наиболее
правильным. При этом всякого рода ведомости деталей и нормалей
(кроме покупных изделий) могут составляться лишь по станку
в целом. Следует считать допустимым составление только групповой
спецификации для станков с несложным электрооборудованием
(3—4 монтажных чертежа).
Заимствованные детали (детали других групп и станков) при
предметной системе нумерации вносятся в спецификации подгрупп
под общим подзаголовком «заимствованные детали».
Составление руководства по электрооборудованию. Руководство
по электрооборудованию состоит из следующих разделов.
1.	Описание схемы и конструкции электропривода.
2.	Инструкция по обслуживанию.
3.	Комплект чертежей:
а)	все принципиальные и монтажные электросхемы (в двух
экземплярах);
б)	общие виды, показывающие размещение электрооборудования;
в)	монтажные чертежи внешней электропроводки, выполняемой
на месте установки станка;
г)	рабочие чертежи и список быстроизнашивающихся деталей и,
если нужно, сборочные чертежи узлов, содержащих такие детали.
При несложном электрооборудовании весь перечисленный мате-
риал сокращается до таких пределов, что может быть включен в общее
руководство по станку. В общее руководство входит и инструкция
по монтажу (на месте установки) и пуску (см. ниже). Отдельное руко-
водство по электрооборудованию удобнее для обслуживания станка,
которое производится двумя группами персонала — механиками
и электриками. Указания по управлению, необходимые для рабо-
тающего на станке, содержатся в общей части руководства.
К руководству предъявляются следующие основные требования:
единство структуры, краткость изложения, графическая насыщен-
ность, увязка с описанием действия механизмов и гидрооборудо-
вания, высокое качество оформления.
Описание схемы и конструкции электропривода строится по сле-
дующему плану:
1)	краткая техническая характеристика электрооборудования;
2)	краткое описание узловых схем;
3)	защита и блокировки.
В технической характеристике электрооборудования приводятся
следующие технические данные:
14
1)	напряжение и частота питающей сети;
2)	номинальные технические данные электрических машин;
3)	обмоточные данные и характеристики специальных электри-
ческих машин и трансформаторов (таблицы);
4)	эксплуатационная характеристика приводов: суммарная уста-
новленная мощность двигателей, коэффициент одновременности
нагрузки, частота пусков и одновременность включения мощных
асинхронных двигателей, графики нагрузки приводов.
Описание узловых схем содержит:
1) описание принципа действия;
2) описание схемы оперативного управления при различных
режимах работы.
Описание элементарных схем не производится. К описанию слож-
ного электропривода даются упрощенные схемы, в которых опу-
скаются второстепенные элементы и связи.
Инструкция по монтажу и пуску включает:
1)	указания по монтажу на месте установки, в том числе: пере-
чень монтажных материалов для внешних соединений, порядок
восстановления демонтированной проводки и выполнения внешней
проводки;
2)	перечень подготовительных операций и порядок пробного
пуска на холостом ходу;
3)	указания по опробованию станка в работе.
Инструкция по обслуживанию содержит краткие специфиче-
ские указания по уходу за электрооборудованием и перечень спо-
собов устранения возможных неисправностей. В указаниях по уходу
за электрооборудованием содержатся сведения о проведении техни-
ческого осмотра, о сроках профилактического ремонта, указания
по замене элементов с ограниченным сроком службы. В инструк-
ции не должно быть указаний общего характера по уходу за двига-
телями и другими элементами оборудования, за исключением неко-
торых специальных указаний заводов-изготовителей электрообору-
дования.
ГЛАВА II
ВЫБОР ТИПА ОСНОВНЫХ СТАНОЧНЫХ ПРИВОДОВ
Перед рассмотрением вопросов выбора типа привода необходимо
условиться об определениях понятий управления скоростью, регу-
лирования и изменения скорости.
Четкое разграничение этих понятий стало необходимым в связи
с широким распространением систем автоматического регулирования
в приводах рабочих механизмов.
Изменение величины скорости посредством командного органа
управления (вариатора) с целью задать режим работы будем
называть просто изменением (варьированием), или зада-
нием скорости (но не регулированием!).
Под регулированием скорости будем понимать автома-
тическое поддержание заданной постоянной скорости с помощью
регулятора скорости при различных возмущениях, например при
изменениях нагрузки привода, напряжения питания и пр.
Понятие управления скоростью включает изменение
и регулирование. Управление скоростью осуществляется в системах
синхронного вращения, системах программного управления ско-
ростью, следящих системах и т. д.
5.	Общие условия выбора типа привода
В соответствии с заданными режимами работы станков к приво-
дам предъявляются следующие требования:
1)	управление скоростью рабочего механизма в заданном
диапазоне и при определенной степени плавности изменения
скорости;
2)	определенный вид и степень жесткости механических харак-
теристик привода;
3)	динамические свойства привода: требуемый характер, форма,
быстрота или плавность протекания переходных процессов;
4)	определенные степень и характер автоматизации управления
приводом; в том числе автоматическое регулирование скорости,
момента или других параметров привода, использование систем
синхронного вращения или следящего привода;
5)	надежность.
16
На выбор типа привода могут оказать влияние следующие фак-
торы:
1)	возможность совмещения различных функций в одной системе
привода;
2)	желаемая степень механизации установочных перемещений;
3)	частота включений;
4)	соотношение периодов машинного и вспомогательного вре-
мени;
5)	энергетические показатели привода;
6)	степень серийности производства данной модели станка;
7)	экономичность привода в производстве;
8)	простота обслуживания и наладки.
Во многих случаях даже один из перечисленных факторов может
иметь решающее значение. Преобладающее значение имеют эксплуа-
тационные факторы.
Например, совмещение в одной системе привода функций подачи,
быстрых и медленных установочных перемещений определяет выбор
привода с широким диапазоном изменения скорости двигателя (что
позволяет удовлетворить и все остальные требования).
Другой пример; привод для выполнения основной функции может
быть выбран с постоянной скоростью; кроме того, нужны доводочные
перемещения, которые при осуществлении их от руки требуют зна-
чительных физических усилий и перемены рабочего места. Отсюда
следует, что доводочные перемещения должны быть механизированы
''за счет изменения скорости привода.
ч При большой частоте включений привода может потребоваться
^исключение контактов в главной цепи, что определяет выбор при-
вода.
ы При относительно большом машинном времени повышаются
^требования к автоматизации режима обработки, увеличению скорости
холостых ходов и форсированию переходных процессов. При большем
удельном весе вспомогательного времени необходима механизация
установочных перемещений, дистанционное управление всеми при-
водами, частичная или полная автоматизация цикла.
При большой мощности привода и большой частоте включений
или реверсов повышается роль энергетических показателей, которье
в этом случае могут стать решающими.
Чем выше степень серийности производства, т. е. чем большее
распространение получит данная модель станка, тем тщательнее
должен производиться выбор привода для каждого ее механизма.
При этом выбираются наиболее прогрессивные типы привода, с уче-
том перспектив развития технологических возможностей станка
и повышения степени автоматизации привода.
При проектировании специальных станков единичного производ-
ства выбирается система привода, проверенная в лаборатории в усло-
виях, близких к условиям эксплуатации.
Фактор экономичности привода в производстве очень важен
для станков широкого назначения, особенно при крупносерийном
производстве легких и средних станков.
2 Разыграев А. М. и др. 349	' I	17
Для тяжелых станков относительная стоимость электрооборудо-
вания невелика (10	15%), что иногда приводит к недооценке зна-
чительной абсолютной стоимости.
При сравнении апробированных систем привода с новыми систе-
мами, еще не получившими широкого распространения, нельзя
переоценивать такие преходящие факторы, как первоначальные
затраты, подготовленность обслуживающего персонала, профиль
завода и пр. Опыт показал, что стоимость новых средств автомати-
зации снижается, а их применение быстро окупается за счет повы-
шения производительности станков.
Стремление к выбору простой системы привода иногда приводит
к ограничениям технологических возможностей станка, качества
управления и т. п.
С другой стороны, применение высокоразвитых систем автомати-
ческого регулирования создает широкие возможности комплексного
удовлетворения требований, предъявляемых к приводу и управле-
нию.
6. Элементы динамики электропривода
Процессы разгона и торможения, а также изменения статической
нагрузки электропривода сопровождаются изменениями скорости
вращения двигателя.
Определение величины.изменения скорости, времени протекания
того или иного переходного процесса, углов поворота ротора двига-
теля за время его разгона или торможения производится на основе
уравнения движения системы, приведенной к валу электродвигателя.
При постоянном моменте инерции (маховом моменте) системы
уравнение движения принимает вид
= (1)
где Мд— момент на валу электродвигателя;
Мс — статический момент полезных и вредных сопротивлений,
приведенный к валу двигателя;
Jnp — момент инерции системы, приведенный к валу двигателя;
dti>g
— угловое ускорение вала двигателя.
Разность Мд — Мс иногда называют динамическим мо-
ментом MdtlH.
Статический момент Мс на валу двигателя может быть найден,
если известен статический момент МСк на валу механизма:
1
Мс = Мс = Мс.—.----------,
(2)
где ik — передаточное число от вала двигателя к валу механизма;
qft— к. п. д. передачи между указанными_валами.
18
Если рабочий орган совершает прямолинейное движение со ско-
ростью vk при общей силе сопротивления Fc, то
___________ FcVh _____ 30Fcvk
с__________sing
(3)
Приведенный момент инерции Jnp по известным моментам инер-
ции Jk вращающихся частей машины и массам тп прямолинейно
движущихся частей определяется следующей зависимостью:
JnP = Jg +	2 Шп~^'	(4)
При введении в уравнение (1) махового момента GD2 = 4gJ
вместо моментов инерции получим:
Л4, м = ^GZ)2^P . dnd.	С5\
тд тс	375
где аналогично предыдущему:
(GD2)np = (GD2)d + /, (GD\ А- + 4 V G„ Д.	(6)
4=1	'4
Динамический момент
При Мд > Мс >0 и движение привода происходит
с положительным ускорением. Скорость привода возрастает до тех
пор, пока изменение Мд не приведет к равенству Мд = Мс, после
чего происходит установившееся движение со скоростью шс.
При увеличении нагрузки и возникновении неравенства Мд <
< Мс d^ta < 0, движение привода будет замедленным и скорость
его упадет до таких значений, при которых вновь установится равен-
ство Мд = Мс. Таким образом, скорость вращения любого привода,
работающего с переменной нагрузкой, непрерывно изменяется,
причем эти изменения тем больше, чем менее жесткой является меха-
ническая характеристика привода.
При выводе привода из состояния динамического равновесия
быстрота, с которой это состояние будет вновь достигнуто, зависит
от величины приведенного момента инерции привода и динамического
момента:
мдин = ± мд—мс
2*
19
тому, для пуска и
Из формул (1)
ы,
* = f Jnp
CD i
(знак плюс соответствует направлению момента, совпадающему
с направлением вращения). Чем больше Мдин и чем меньше Jnp,
тем быстрее происходят изменения скорости установившегося вра-
щения привода, тем быстрее реагирует он на изменения нагрузки
или на сигналы системы управления приводом.
Поскольку наибольшие значения ускорений (или, иначе, динами-
ческого момента) ограничены либо прочностью механизмов привода,
либо технологическими соображениями, электропривод должен обес-
печивать как быстроту, так и определенный характер протекания
переходных процессов (например, разгон с постоянным ускорением).
Уравнение движения электропривода позволяет определить
время, необходимое для перехода от одного значения скорости к дру-
торможения.
и (5) получаем
Пг
d®d _ г (GD2)np dnd	,
(±Мд-Мс) J 375 (iMa-Mc)’
nt
Аналитическое решение этого уравнения возможно только в тех
случаях, когда Мд и Мс имеют постоянные значения во время пуска
или торможения, или являются известными функциями угловой
скорости привода и времени
= Л (со, 0 и Мс = f2 («о, t).
Полагая момент двигателя во время пуска приблизительно
постоянным (для асинхронного двигателя с повышенным пусковым
моментом или для двигателя постоянного тока с независимым воз-
буждением, работающего от управляемого выпрямителя с узлом
ограничения тока якоря), т. е. считая Мд = аМТОЛ получим:
а)	время пуска двигателя вхолостую (Мс— 0):
t	д®о ___	zo\
п0 ~ аМном ~ 375аЛ1нол1 ’ .
где о)о или и0 — скорости идеального холостого хода;
б)	время пуска привода под нагрузкой (Мс = const);
f   J пр® с __________(GD2)nPnc	
" — аМном—Мс — 375 (аМНом — Мс) ’	' '
где (йс или пс — скорости двигателя при установившемся движении
(Мд = Мс);
в)	время t перехода от скорости вращения к скорости
<о2 (Мс — const):
/  f  f   т	Mi   (GD2)np пг tii	/1 m
2	1 ~JnPaMH0M-Mc- 375 аМном—Мс"
Из формулы (7), учитывая знак момента двигателя, время тормо-
жения двигателя со скорости а>г до полной остановки находим:
f   т    (GD2)np  Пс	/1 1 \
т~ пР Мд + Мс 375	' Мд + Мс 	ПЧ
20
J
Уравнения (1, 7, 9 ч- 11) справедливы для случая, когда стати-
ческий момент нагрузки представляет собой момент сил трения.
Во многих случаях момент двигателя и момент сопротивления
непрерывно изменяются в течение всего времени переходного про-
цесса. При переменных Мд и Мс функциональная зависимость
которых от скорости задана графически, время пуска, торможения
или перехода от одной скорости к другой можно приближенно
определить следующим образом:
1)	совместить графики Мд и Мс и разбить их на ряд участков
линиями, параллельными оси моментов и отвечающими некоторым
значениям <в = 0; о/, w2 . . . “о!
2)	найти (вычитанием при реактивном статическом моменте и
сложением — при активном) для каждого значения <oi момент Мдин. ~
= мд-мГ1-
3)	определить время перехода от скорости <о;- к скорости
Л/ _ J	—(01	. Мдшц _
г - "Р Л1дин. - AldUH(£+1) m Л1^(/+1) ~	’
__ (0Д2)лр ni+i ni In	„
375	' Мдин-
Общее время переходного процесса (пуска или торможения)
/ = \ д/£.	-
z=i
При конструировании зажимных механизмов, устройств точной
остановки подвижных узлов, делительных механизмов и т. п. встре-
чается необходимость определения угла поворота вала двигателя
за период его пуска и торможения.
По теореме о приращении кинетической энергии системы угол
поворота вала за время изменения скорости от ац до <в2 при постоян-
ном динамическом моменте
“2-“f _ (GD2)np «2-«f	Поч
Y 2/Ийин “	3700	’ 2MdUH •	k J
При переменных Md и Мс определение угла поворота производится
графически, подобно изложенному выше, или методом последова-
тельных приближений.
Если привод разгоняется из состояния покоя или тормозится
до полной остановки, то угловой путь пуска или торможения
2
T =	<14>
Приведенные выше зависимости находят применение при решении
конкретных задач работы привода.	:
Станочные приводы можно разделить на две большие группы:
1) приводы, в которых время переходных процессов практически
не влияет на производительность и нормальное течение технологи-
21
ческого процесса. Сюда относятся, как правило, главные приводы
станков с главным вращательным движением;
2) приводы, в которых время переходных процессов оказывает
существенное влияние на производительность станка, быстроту
и точность остановки в заданном положении, быстроту изменения
скорости подачи. Сюда относятся, в первую очередь, главные приводы
станков с прямолинейным возвратно-поступательным движением
(продольно-строгальных, тяжелых долбежных), а также приводы
подач и установочных перемещений (в том числе с устройствами точ-
ной остановки), следящие приводы, приводы перемещений подвиж-
ных узлов в станках с программным управлением и некоторые вспо-
могательные приводы (электромеханические зажимы и т. п.).
Например, производительность продольно-строгального станка
определяется числом двойных ходов стола в минуту
„____________6О^ПР______ /]Г,
дв- * 60£ (1 + k) + tpeekvnp'	u >
где vnp и vo6p—скорости прямого и обратного ходов стола в м/мин\
h = v°6p •
vnp
L — длина хода стола в
t ред — время реверсирования стола с прямого хода на об-
ратный (или наоборот) в сек
Производительность станка растет с уменьшением времени ревер-
сирования, слагающегося из времен пуска и торможения, что осо-
бенно заметно при малых длинах хода.
Если принять, что за все время реверса t привод обеспечивает
постоянство ускорения, то из формул (4) и (9)
f   Jnp(®np ( мобр)1 _ Jnp^np О "Ь &)	/iz>\
рев~ аМном —Мс - аМном — Мс ’
При заданных величинах мощности двигателя, Jnp и а>пр время
реверса будет тем меньше, чем меньше момент инерции якоря (соста-
вляющий большую часть Jnp) и чем больше коэффициент кратности
пускового момента а. Коэффициент k выбирается из условий произ-
водительности.
Так как в продольно-строгальных станках маховой момент дви-
гателя может достигать 85% приведенного махового момента, целе-
сообразно применять специальные тихоходные двигатели (с удли-
ненным якорем) или, при отсутствии последних, два двигателя поло-
винной мощности, работающих на один вал. Окончательный выбор
двигателя производится на основании сравнения нескольких возмож-
ных вариантов.
В станках с главным вращательным движением, приводимых от
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, повышенная
продолжительность пуска (торможения) может привести к недопусти-
мому перегреву двигателя, особенно при частых пусках.
22
Выразив время пуска (торможения) привода tn (tT) через вре-
мена пуска (торможения) двигателя вхолостую— tn0 (tT0) получим:
j (G^)d + £(GD2)* Mno
^-?П0 (GD2fe 'Мпо-М
и
/	(GD*)d+^(GD*)k Мта
*Т-1ТО {GD2)d	‘мт„ + Мс*
(17)
(18)
где Л4п0 и Л4Г0 — средние значения пускового и тормозного момен-
тов двигателя.
При величинах махового момента механизма, значительно превы-
шающих собственный маховой момент двигателя, время пуска (тор-
можения) привода больше времени пуска двигателя вхолостую.
В случае значительного махового момента механизма и режима работы
с включениями, выключениями и реверсированием двигателя необ-
ходимо произвести проверку его на нагрев.
Величина угла поворота двигателя за период разгона предста-
вляет интерес при проектировании электромеханических зажимных
устройств. По ряду причин необходимо, чтобы этот угол был мини-
мальным. Из зависимости (14) следует, что при уменьшении кине-
тической энергии привода и увеличении динамического момента
у = умин. Этого добиваются временным разъединением двигателя
и механизма. Тогда в момент пуска Jnp Мс = 0;
Мдан = 7ИЯО = 0,5 (kM + X) [28]
и
2
f	“о _
Уп~ д (kM + Z) Мном У^»'
где
д __ МНач
~ Ммм
и Х= Ммакс
Мцом
Уменьшение кинетической энергии самого двигателя нецелесо-
образно, т. к. она используется для достижения требуемого уси-
лия зажима.
При осуществлении остановки подвижного узла в заданном поло-
жении большое влияние на точность остановки (повторяе-
мость) имеет не столько сам угол уг поворота вала двигателя за пе-
риод торможения, сколько колебания величины этого угла вследствие
изменения значения скорости, с которого начинается процесс тормо-
жения, и динамического момента.
Если
_ ^пр^нач
7г - 2 (Мт + Мс)
(19)
23
то колебания величины этого угла (при условии постоянства
Мт и Aff)
± Дуг = ± у ,
—  1 1	— 1 1 (X
(20)
где р. — относительное изменение среднего значения тормозного
момента.
Отклонения фактической величины углового пути торможения
от расчетной в 'наибольшей степени определяются изменениями
“нач. и Мс.
7.	Зависимость мощности и момента станочных приводов
от скорости
Правильный выбор типа привода может быть сделан на основе
изучения эксплуатационных требований к приводу проектируемого
станка и, в первую очередь, законов изменения мощности и момента
при изменении скорости.
Приводы станков с главным вращательным движением (токар-
ные карусельные, расточные). Для станков этой группы обычно
считается необходимым иметь приблизительно постоянную мощность
во всем диапазоне изменения скоростей вращения шпинделя (план-
шайбы). Однако использование наибольшей мощности привода в ниж-
ней части диапазона привело бы к значительному увеличению габа-
ритов передач, так как в этом случае они должны быть рассчитаны на
Ч««г = 975-^.
МиКС	п
Г1мин
Минимальные скорости станка предназначаются, как правило,
не для производительного резания с большим съемом стружки, а для
таких специфических видов обработки, как нарезание резьбы мет-
чиками, развертывание, отрезка, прорезка канавок, обточка сварных
швов, обработка специальных (например, жаропрочных) сталей,
при которых наибольшая мощность не может быть использована.
По указанным соображениям в нижней части диапазона скоростей
сохраняется постоянной не величина мощности, а величина момента
М = М'макс = C0Ilst»
где М’иакс — наибольший допустимый (по прочности передач) мо-
мент.
Таким образом, для станков с главным вращательным движением
требуется постоянство мощности в большей части диапазона скоро-
стей и постоянство момента (равного наибольшему допустимому)
в нижней части этого диапазона (фиг. 3).
Следует отметить, что требование постоянства мощности лишь
приближенно отражает эксплуатационные требования к приводу
станка. Например, в приводе вращения планшайбы карусельного
станка необходимая мощность, слагающаяся из мощности резания
и мощности, расходуемой’ на преодоление трения в направляющих,
24
представлена на графике (фиг. 4) линией /; здесь, очевидно, Р =f=
=/= const также и для верхней части диапазона скоростей [20]. Это
справедливо для всех приводов, в которых потери возрастают с уве-
личением скорости вращения шпинделя (планшайбы).
К механическим характеристикам приводов главного движения
предъявляется требование высокой жесткости.
К некоторым приводам главного движения предъявляются тре-
бования повышенного пускового момента.
Фиг. 4. Изменение расхода мощно-
сти на резание Рре3 и на преодо-
ление трения в направляющих Рнапр
привода планшайбы карусельного
станка в зависимости от скорости.
Фиг. 3. График требуемой зависимости мощ-
ности Р и момента М от скорости шпинделя
для станков с главным вращательным
движением.
Приводы с большим моментом трогания (например, приводы план-
шайб карусельных станков) должны иметь двигатель с высокой
кратностью пускового момента.
Вместе с тем приводы станков с большими маховыми моментами
вращающихся частей — (GD2)np > (GD2)d должны иметь ограни-
чение максимального момента в период пуска (торможения) во избе-
жание недопустимой перегрузки деталей передач и самого двигателя.
Наименьшее время переходных процессов (пуска и торможения)
при условии полного использования предельной перегрузочной
способности деталей передач и двигателя обеспечивается сохранением
постоянства момента М = Ммакс на протяжении этих периодов
(или, что то же, постоянства ускорения).
Для станков с главным вращательным движением продолжитель-
ность периодов пуска и торможения главного привода не имеет
решающего значения; ее влияние на производительность меньше,
чем в станках с возвратно-поступательным движением. Поэтому
форсирование переходных процессов здесь, как правило, не тре-
буется.
Приводы станков с главным прямолинейным возвратно-посту-
пательным движением. К этой группе относятся в первую очередь
продольно-строгальные и протяжные станки. Обычно к приводам
этих станков предъявляется требование постоянства момента в боль-
шей части диапазона скоростей. При этом имеется в виду, что наи-
больший (постоянный) момент М и, следовательно, наибольшее
25
тяговое усилие Q должны развиваться приводом в нижней части
диапазона скоростей стола, с уменьшением значений М и Q при
последующем увеличении скоростей до максимальных.
Фиг. 5. Зависимость момента М,
мощности Р и наибольшего тягового
усилия Q от скорости для станков
с главным прямолинейным воз-
Характер изменения М и Q нео-
динаков (фиг. 5). Объясняется это
тем, что хотя современные строгаль-
ные станки допускают высокие ско-
рости резания, врезание резцов
в металл должно производиться на
скоростях не более 12	15 м/мин,
во избежание сильных ударов, порчи
режущего инструмента и т. п.
Таким образом, разгон стола до
установленной скорости произво-
дится уже после врезания резца
в металл. Поскольку наибольшее
значение момента ограничивается
вратно-поступательным движением, приводом и часть этого момента за-
трачивается на сообщение столу
с деталью необходимого ускорения, наибольшее допустимое тяговое
усилие снижается по мере увеличения скорости стола. Поэтому
Фиг. 6. Зависимость максимального числа двойных
ходов в минуту п^. х от времени реверса tpee при
различной длине хода L.
на фиг. 5 (а также на фиг. 12) кривые М =Л(и) и Q = f2 (и)
имеют разный характер.
К приводам этой группы станков предъявляются требования
минимальных потерь времени и энергии на реверсирование стола
(долбяка). Время реверса непосредственно влияет на производи-
тельность, и это влияние тем больше, чем меньше длина хода (фиг. 6).
26
Потери энергии во время реверса двигателя постоянного тока
определяются выражением
* рев	* рев
W = f I^Rdt = J f^tfRdt,
о	о
где IЯкн — номинальный ток;
а — коэффициент перегрузки по току;
R — сопротивление обмотки якоря;
tpea — время реверса.
Сокращение времени реверса приводит к уменьшению потерь.
Форсирование процессов торможения и разгона позволяет, помимо
сокращения времени реверса сократить перебеги, т. е. пути тормо-
жения стола после выхода резца из металла, что чрезвычайно важно
для повышения производительности станков. Короткие перебеги
и точное торможение дают возможность строгать «в упор».
8.	Способы изменения скорости главного привода
Для обработки изделий при оптимальных режимах резания необ-
ходимо обеспечивать возможность выбора скоростей вращения шпин-
деля (планшайбы) или линейной скорости движения стола (долбяка).
Величины скоростей зависят от вида обработки, обрабатываемости
материала изделия, геометрии и материала режущего инструманта,
размеров обрабатываемых поверхностей (или инструмента) и других
факторов.
Пределы требуемого изменения скоростей главного привода станка
определяются целесообразными пределами изменения
указанных факторов для проектируемого станка и характеризуются
диапазоном изменения скоростей:
а)	для станков с главным вращательным движением
£)   К макс   (v рез)макс _ (^обр)лакс	(21)
П fljuuH (ирез)мин (do6p)MUH
где Dn — диапазон изменения чисел оборотов в минуту;
и — соответственно наибольшее и наименьшее числа
мин
оборотов в минуту;
vpee — скорость резания в м!мин;
do6p — диаметр обработки в мм;
б)	для станков с главным прямолинейным возвратно-поступатель-
ным движением
Dv=^,	(22)
имин
где	Dv — диапазон изменения линейных скоростей;
и — соотвественно наибольшая и наименьшая скорости
макс	мин	1
движения стола.
Совершенствование конструкции и материалов режущих инстру-
ментов приводит к непрерывному увеличению наибольших приме-
27
няемых скоростей резания. Вместе с тем нижние пределы скоростей
резания изменяются сравнительно незначительно, так как они
предназначены для выполнения некоторых специфических работ.
Поэтому общий диапазон изменения скоростей непрерывно рас-
ширяется.
Переход от одного значения скорости вращения — п1 — к бли-
жайшему большему — ni+l вызывает ступенчатое изменение ско-
рости резания (при неизменном диаметре обработки).
Наилучшие, с точки зрения производительности станка, резуль-
таты дает привод с бесступенчатым изменением скорости
шпинделя (планшайбы, стола) или со ступенчатым измене-
нием при минимальных значениях знаменателя ряда ско-
ростей
Ф = Л£±1_.
Однако стремление к повышению плавности ступенчатого изме-
нения скорости ограничивается:
1)	трудностями точного определения и поддержания наиболее
выгодного режима резания;
2)	конструктивными трудностями, связанными с увеличением
числа ступеней скорости z при заданном диапазоне изменения Dn:
3)	отклонениями фактических значений скорости от геометри-
ческого ряда по причинам конструктивного и эксплуатационного
порядка (вследствие, например, нежесткой механической характе-
ристики привода).
Скорость рабочего механизма может быть изменена следующими
способами:
1)	изменением передаточного отношения от двигателя к рабочему
органу;
2)	изменением скорости вращения двигателя;
3)	комбинированием двух предыдущих способов.
Соответствующие системы изменения скоростей называются меха-
нической, электрической 1 и электромеханической. Каждая из назван-
ных систем может быть как ступенчатой, так и бесступенчатой.
1.	Механическое ступенчатое изменение
скоростей осуществляется коробкой скоростей с приводом
от асинхронного двигателя. Переключение зубчатых колес, необ-
ходимое для изменения скорости, осуществляется перемещениями
этих колес, или переключением фрикционных, кулачковых или зубча-
тых муфт. В последнее время для этой цели находят все большее
применение электромагнитные муфты, позволяющие управлять изме-
нением скорости на ходу и на расстоянии.
1 Гидравлические приводы здесь не рассматриваются.
28
Такой привод обеспечивает любой требуемый диапазон скорости
при постоянстве предельной отдаваемой мощности и высокой степени
жесткости механических характеристик. Привод характеризуется
высокой надежностью, относительной простотой электрической части
при сложной, дорогой, имеющей сравнительно большие размеры
и вес коробке скоростей.
2.	Механическое бесступенчатое измене-
ние скоростей осуществляется в приводах от асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором через механический вариа-
тор. Диапазон изменения скоростей в этих системах Dn =3 — 6
и лишь в немногих конструкциях он достигает 10	15. Такие си-
стемы находят применение только в ограниченном числе типов стан-
ков (например, резьбонакатных).
Некоторые хорошо зарекомендовавшие себя типы вариаторов
(например, цепные и с широким клиновым ремнем) находят приме-
нение в станках в сочетании с другими способами изменения ско-
рости.
3.	Электрическое ступенчатое изменение
скоростей осуществляется с помощью многоскоростных асин-
хронных двигателей. Этот способ находит самостоятельное приме-
нение в специальных станках, в токарных автоматах и т. п. Кроме
того, многоскоростной асинхронный двигатель применяется для
изменения скорости вращения высокоскоростных электрошпинделей
шлифовальных станков. В этом случае он используется для привода
высокочастотного генератора, питающего электрошпиндель (431.
4.	Электрическое бесступенчатое измене-
ние скорости может быть получено различными способами.
Приводим наиболее известные и применяемые из них.
А.	Привод от двигателя постоянного тока, питаемого от заводской
сети постоянного тока, с изменением скорости вращения вверх
от номинальной за счет ослабления магнитного потока (и > nWM).
Диапазон изменения скорости достигает D3 — 2, а в двигателях
специального исполнения доходит до D3 = 8. Мощность привода
приблизительно постоянна, механическая характеристика достаточно
жесткая.
Данный способ может быть применен практически при любой
мощности двигателя. Однако опыт показал, что подавляющее боль-
шинство потребителей устанавливает для питания тяжелых станков
индивидуальные преобразовательные агрегаты, считая это более
выгодным даже при наличии сети постоянного тока. Поэтому этот
способ в чистом виде находит применение только при мощности до
5 -н 6 кет.
Б. Привод от двигателя постоянного тока, питаемого от ионного
преобразователя, с изменением скорости вращения двигателя за счет
изменения питающего напряжения (п < л^) и ослабления магнит-
ного потока (н > нЯ()Л,). Диапазон изменения скорости с помощью
= var достигает D31 — 10 —35 (большие значения — для при-
водов малой мощности), а за счет Ф = var может иметь величину
Оэ2 = 1,5-г-8 (в зависимости от конструкции двигателя). Общий
29
диапазон Dg =	достигает 100 ч- 120. Мощность ионного
электропривода практически не ограничена. Главные достоинства
привода: компактность, относительно малый вес, низкие первона-
чальные затраты, высокое быстродействие, отсутствие вращающихся
частей и шума. Основные недостатки: низкий cos ф и к. п. д. при
малых скоростях, ограниченный срок службы ионных приборов, что
требует периодической замены их.
В.	Привод от двигателя постоянного тока с магнитным (или маг-
нитно-полупроводниковым) усилителем и выпрямителем.
Изменение скорости вращения двигателя может быть получено
либо только изменением напряжения якоря, либо изменением напря-
жения якоря и изменением тока возбуждения. Диапазон скорости
D3 = 10 -г- 100.
Преимущества привода: сравнительная простота, компактность,
надежность, долговечность. Недостатки: низкий cos ф и к. п. д.
на малых скоростях.
Г. Привод от двигателя постоянного тока по системе генера-
тор — двигатель (Г—Д).
Общий диапазон здесь также определяется диапазоном изменения
скорости за счет понижения напряжения генератора и диапазоном
повышения скорости при ослаблении потока двигателя: D3 =
= DglDg2. Система обеспечивает диапазон изменения скорости от
Dg = 10 до Dg = 4000 и более в зависимости от требуемой жесткости
характеристики, от типа генератора или возбудителя (обычный
генератор или электромашинный усилитель), от диапазона изменения
потока, допустимого для выбранного двигателя, от системы автомати-
ческого регулирования скорости. Так как при большом понижении
числа оборотов двигателя условия его охлаждения ухудшаются,
должна быть обеспечена принудительная вентиляция или уменьшен
допустимый ток якоря (и, следовательно, момент).
Преимущества системы: широкий диапазон изменения скорости,
надежность работы, высокая долговечность, удобство управления
переходными процессами (пуском, торможением, реверсированием).
Недостатки привода с электромашинкой установкой: увеличение
количества машин и общей установленной мощности (в 3 ч- 4 раза
по сравнению с мощностью двигателя), сравнительно низкий к. п. д.
и cos ф установки, большие первоначальные и эксплуатационные
расходы.
Серьезным недостатком привода Г—Д (так же как и других при-
водов с двигателем постоянного тока) в случае использования его
в станках с главным вращательным движением является падение
мощности (при постоянстве момента) при изменении скорости вниз
от номинальной. По этой причине мощность двигателя приходится
выбирать в несколько раз больше максимальной необходимой мощ-
ности резания.
Пусть необходимая мощность резания
рл = Мма^Пмин = |constl
30
Тогда для получения заданной мощности на наименьшей скорости
вращения шпинделя (и двигателя), необходимо, чтобы при пд =
двигатель имел номинальную мощность:
п ____ макс'пном _ максмин Пном ___ n п
— 975 — 975 ' Пмт —
где Dal — диапазон изменения скорости двигателя вниз от номиналь-
ной.
Таким образом, в рассмотренном случае установленная мощность
двигателя и, следовательно, генератора превышает наибольшую
действительно необходимую мощность в отношении диапазона изме-
нения скорости за счет понижения питающего напряжения. Завышение
мощности двигателя агрегата влечет за собой увеличение веса
привода, занимаемой им площади, потерь в электрических машинах.
Поэтому, как правило, изменение скорости вращения шпинделя
во всем диапазоне скоростей только по системе Г — Д неприемлемо
по энергетическим и конструктивным соображениям.
Д. Привод от асинхронного двигателя с короткозамкнутым рото-
ром через асинхронную муфту скольжения.
Изменение скорости достигается увеличением скольжения муфты
при уменьшении тока возбуждения. Диапазон изменения скорости
в приводе с асинхронной муфтой скольжения примерно тот же, что
в системе Г—Д (в зоне изменения питающего напряжения). Мощ-
ность для использования в приводе подач практически не ограничена.
Естественные механические характеристики привода — круто падаю-
щие, вследствие чего привод может применяться только в системе
автоматического регулирования скорости с тахогенератором и усили-
телем возбуждения муфты. Простейший вид этого привода мощностью
до 1 кет с центробежным регулятором для D = 8 (ПМС) разработан
в ЭНИМС. При работе привода на малых скоростях выделяется боль-
шое количество тепла, что исключает применение его в прецизион-
ных станках.
5. Электромеханическое ступенчатое из-
менение скорости осуществляется комбинированием си-
стем ступенчатого электрического и механического изменения.
Практически применяемой системой является привод от асин-
хронного многоскоростного двигателя через коробку скоростей.
Эта система проста, высоко экономична, надежна. Применение мно-
госкоростного асинхронного двигателя приводит к упрощению кон-
струкции коробки скоростей. Построение ряда скоростей по гео-
метрической прогрессии в этом случае оказывается возможным
только для двухскоростного двигателя со скоростями посинхр
= 3000/1500 или 1500/750 и трехскоростного с посинхр ~
= 3000/1500/750. При других соотношениях скоростей двигателя
ряд скоростей станка строят с переменным (чередующимся) знаме-
нателем 13]. В таком приводе возможен пуск при минимальной ско-
рости вращения двигателя с переключением обмотки на ходу станка
на большие скорости. Это особенно важно при разгоне приводов,
обладающих значительными маховыми моментами.
31
Применение многоскоростного асинхронного двигателя и коробки
скоростей с электромагнитными муфтами дает ступенчатое изменение
скоростей с дистанционным управлением во всем диапазоне. Такая
система может быть применена также при необходимости изменения
числа оборотов на ходу для поддержания постоянной скорости
резания.
Привод обеспечивает любой заданный диапазон изменения ско-
рости. При этом предельная отдаваемая мощность может быть как
постоянной, так и ступенчато-переменной при переключении полю-
сов в зависимости от схемы соединения обмоток двигателя.
Недостаток системы — относительно высокий знаменатель ряда <р.
6. Электромеханическое бесступенчатое
изменение скорости осуществляется сочетанием систем
электрического и механического изменения.
Обычно такие системы включают электрический бесступенчатый
привод и коробку скоростей на 2—3 скорости, но иногда вместо
коробки скоростей применяют механический бесступенчатый вариа-
тор, например в приводе шпинделя изделия кругло- и внутришлифо-
вальных станков.
Применение такой системы привода дает положительные резуль-
таты:
1)	сокращение диапазона только электрического изменения
скорости D3 (или расширение общего диапазона);
2)	улучшение заполнения диаграммы мощности привода;
3)	существенное уменьшение установленной мощности двигателя
постоянного тока и преобразовательного агрегата;
4)	уменьшение габаритов, веса, капитальных и эксплуатацион-
ных затрат.
Выше было показано, что применение для главного привода только
электрического бесступенчатого изменения скорости во всем диа-
пазоне приводит к завышению установленной мощности двигателя
по сравнению с наибольшей отдаваемой мощностью. Исходя из необ-
ходимости сохранения Ро = const в большей части диапазона ско-
ростей, получим, что номинальная мощность двигателя постоянного
тока, скорость вращения которого изменяется за счет напря-
жения якоря (т. е. при М = const), составит [32]
= Р^,	(24)
где z — количество механических ступеней коробки скоростей;
Pz — мощность главного привода при наличии z ступеней;
—	диапазон изменения скоростей, в котором наибольшая отда-
ваемая мощность Ро должна быть постоянной:
D — общий диапазон изменения скоростей;
—	диапазон изменения скоростей, в котором момент на шпин-
деле Л4 шп = макс = const;
32
Pr — мощность главного привода при z = 1; из формулы (23)
Р1 = РqD 2-
Значения Рг при D = 250, £>2 — 100 приведены в табл. 1;
графики мощности при z = 1 ч- 4 даны на фиг. 7.
Таблица 1
Значения Р2 и D9 = ОЭ1 при D = 250, D2 — 100
Z	1	' 2	3	4
Рг	Ю0Р0(1)	ЮР0	4,65Р0	3,2РО
D3	250	25	11,6	8
Сокращение диапазона только электрического изменения скорости
при введении коробки скоростей также значительно.
Фиг. 7. Зависимость Р и М от пшп для электромеханического бесступенчатого при-
вода по системе Г — Д (ипит = var, Ф = const) с коробкой скоростей иа г ступеней.
D , D3 и D3 — общие диапазоны электрического изменения скоростей соответ-
ственно при одно-, двух- и трехступенчатой коробках скоростей. Значения Р и Мшп:
-------------------------------- необходимые
-------------------------------- при 2 — 1
---------------------------------»	2=2
— • — »	2=3
—X— »	2 = 4.
Диапазон £>2 разбивается на z поддиапазонов, в каждом из
Которых скорость изменяется электрически в диапазоне D2. При
о Разыграев А. М. и др. 349	33
изменении скорости с постоянным моментом на шпинделе в диапа-
зоне Dx общий диапазон электрического изменения
1—z
D3 = D31 = FF2 • Dt = D • D2~	(25)
где D31 — диапазон электрического изменения скорости за счет
ипит = var.
Значения D3 = D31 внесены в табл. 1.
Фиг. 8. Зависимость Р и М от скорости пшп для привода
с электромеханическим бесступенчатым изменением вско-
рости по системе Г — Д (и пит = var, Ф = var) с короб-
кой скоростей на z ступеней (условные обозначения
см. фиг. 7).
Как показывают расчеты, дальнейшее увеличение числа ступеней
нецелесообразно.
Если же применяется комбинированное электрическое изменение
скорости (ипип = var и Ф = var), то привод с электромеханическим
бесступенчатым изменением скорости может быть выполнен с еще
меньшим разрывом между наибольшей отдаваемой мощностью и уста-
новленной мощностью привода. Графики мощности для этого слу-
чая показаны на фиг. 8, причем в качестве приводного двигателя
принят двигатель, допускающий изменение скорости за счет Ф =
= var в диапазоне Вэ2 = 4, а значения D, Dlt D2, Ро, М'макс оста-
влены теми же, что и в примере, рассмотренном выше.
34
Для электромеханического бесступенчатого изменения скоростей
при использовании комбинированного электрического изменения
имеем
<26>
— D31D33 — D± 7ЛD2.	(27)
Так, при z = 3 для рассмотренного выше случая, но при исполь-
зовании изменения скорости за счет Ф = var в диапазоне Оэ2 = 4
имеем Р3 = 1,16J°0 по сравнению с Р3 — 4,65Р0 при использовании
только ипит - var.
Соответственно имеем:
ипит = var; Ф = const
£>э	П,6
£>Э2	1
Г»Э1	11,6
Unum = var; Ф = var
11,6
4
2,9
Фиг. 9. Изменение мощности и момента
для привода с электромеханическим
бесступенчатым изменением скорости
по системе Г — Ди трехступенчатой
коробкой скоростей при допущении
значений мощности Р3 меньших Рй.
Из приведенного сопоставления видны существенные выгоды
применения привода с электромеханическим бесступенчатым изме-
нением скорости и, использова-
нием ипит = var и Ф = var по
сравнению с приводами, в которых
изменяется только напряжение
якоря.
Соотношения (26) и (27) спра-
ведливы, если предположить, что
в диапазоне скоростей D2 значе-
ния мощности привода меньше Ро
недопустимы. Если же допустить
это, мощность Pz может быть зна-
чительно снижена и заполнение
диаграммы мощности существенно
улучшено. Однако в этом случае
мощность и моменты привода при
переходе от одной механической
ступени к другой будут снижаться
резкими скачками, принимая зна-
чения меньшие требуемых Ро и
р
Mt —	, что является суще-
ственным недостатком (фиг. 9).
Возможным и встречающимся
ческим бесступенчатым изменением скорости является привод от дви-
гателя постоянного тока с коробкой скоростей на z ступеней, причем
' изменение скорости вращения двигателя достигается только за счет
Ф = var.
В этом случае число механических ступеней обычно больше 4.
Коробка скоростей становится более сложной и тяжелой, упра-
вление изменением скорости также усложняется.
3*	35
типом привода с электромехани-
Следует иметь в виду необходимость применения в этом случае
мощной пускорегулирующей аппаратуры (или отдельного возбуди-
теля).
Преимуществом привода этого типа в применении к станкам
с главным вращательным движением является постоянство мощности
во всем диапазоне изменения скорости, что можно видеть на графике
(фиг. 10), построенном для привода с четырехступенчатой коробкой
скоростей. Кроме того, установленная мощность двигателя равна
наибольшей отдаваемой.
Применение устройств, допускающих переключение коробки
скоростей с одной ступени скорости на другую на ходу (например,
Фиг. 10. Изменение мощности н момента для
привода от двигателя постоянного тока с четы-
рехступенчатой коробкой скоростей.
электромагнитных муфт),
обеспечивает дистанцион-
ное непрерывное управле-
ние скоростью привода во
всем диапазоне. Последнее
обстоятельство весьма
важно для станков, в ко-
торых скорость резания
должна регулироваться
в процессе резания.
9. Выбор типа
главного привода
В п. 5 были рассмо-
трены общие условия вы-
бора типа привода.
Здесь остановимся на применении.этих общих положений к выбору
типа главного привода отдельных групп металлорежущих станков.
Станки токарной группы (токарные, карусельные). Диапазоны
изменения скоростей шпинделя достигают 100.
Желательно плавное бесступенчатое изменение скорости, так как
практически оптимальные режимы резания часто отступают от рас-
считанных заранее.
В ряде случаев (токарно-лобовые, карусельные, токарно-копиро-
вальные станки) необходимо автоматическое управление скоростью
главного привода в функции диаметра точения для поддержания
постоянства скорости резания. Вообще непрерывное регулирование
скорости в процессе обработки обеспечивает существенное увеличе-
ние производительности станка.
На большей части диапазона скоростей требуется постоянство
наибольшей отдаваемой мощности. На нижней (более или менее
широкой) части диапазона требуется постоянство наибольшего
момента.
Особые требования к динамическим свойствам главного привода
предъявляются только в станках:
1) с большими статическими моментами сопротивления при пуске
(например, приводы вращения планшайб карусельных станков);
36
2) с относительно большими маховыми массами, т. е.
(GDX » (GD%.
Требования эти сводятся в первом случае к необходимости иметь
достаточно высокий (и примерно постоянный) пусковой момент дви-
гателя, а во втором случае — к ограничению наибольшего пуско-
вого (тормозного) момента во избежание недопустимой перегрузки
деталей передач и двигателя.
Продолжительность периодов пуска и торможения решающего
значения не имеет, но все же сказывается на производительности,
особенно в малых и средних станках.
Малые и средние станки распространены очень широко. Поэтому
особое значение для них приобретают факторы экономичности при-
вода.
Для станков широкого назначения малых и средних размеров
основным типом главного привода является привод от одно- или
многоскоростного асинхронного двигателя в сочетании с многосту-
пенчатой коробкой скоростей и ручным переключением. Этот привод,
отвечая большинству предъявляемых к нему требований, прост,
дешев, надежен. Применение многоскоростных двигателей позво-
ляет осуществить некоторую автоматизацию управления скоростью
привода. Однако основным типом автоматизируемого
главного привода для станков этой группы следует считать привод
от одно- и многоскоростного асинхронного двигателя в сочетании
с коробкой скоростей с дистанционно управляемыми электромаг-
нитными муфтами для переключения скоростей. Этот привод позво-
ляет управлять скоростью вращения в функции диаметра, програм-
мировать скорости вращения в функции выполняемого технологи-
ческого перехода (на токарных автоматах, токарно-револьверных
станках и т. п.)
Следует отметить, что такой привод не обеспечивает защиты
передач от перегрузки и поломки в нижней части диапазона скоростей
(там, где требуется Мшп < Ммакс = const, а имеется Р = const).
Если станок предназначен для выполнения одной операции и тре-
буется 2 (3; 4) скорости, целесообразно применение двух- (трех-,
четырех-) скоростного асинхронного электродвигателя. В последнее
время находят применение приводы с достаточно широким диапазо-
ном изменения скоростей, имеющие два многоскоростных двигателя
и работающие через дифференциальный механизм на один вал.
Управляя на ходу станка скоростью приводных двигателей, можно
получить различные суммарные скорости шпинделя [46].
Приводы с электромеханическим бесступенчатым изменением
скорости в средних станках токарной группы находят пока чрез-
вычайно ограниченное применение.
Недостатки этих приводов — усложнение электрооборудования,
ухудшение энергетических показателей, увеличение стоимости, габа-
ритов и веса электрооборудования — делают в настоящее время
нерациональным использование их в станках малого и среднего раз-
мера.
37
Совершенствование электропривода постоянного тока должно
привести к распространению его применения на средние станки.
Уже теперь выпускаются отдельные типоразмеры средних станков
токарной группы (особенно копировальных и прецизионных) с глав-
ным приводом на постоянном токе, преимущественно с ионным пре-
образователем. Это допустимо при условии существенного повыше-
ния производительности, упрощения кинематики и обслуживания
станка, обоснованных соответствующими технико-экономическими
расчетами.
Влияние веса электропровода сказывается тем меньше, чем
тяжелее станок. Так, для системы Г — Д в станке весом более 100 т
вес электропривода составляет около 5% от общего веса.
Суммарная стоимость привода с двигателем постоянного тока
и коробкой скоростей больше, чем стоимость аналогичного привода
переменного тока, но трудоемкость изготовления последнего значи-
тельно выше. Эксплуатационные преимущества первого варианта
таковы, что повышение стоимости привода и станка в целом быстро
окупается.
Двигатели, питаемые от общей сети постоянного тока, с изме-
нением скорости путем ослабления потока применяются иногда
в тяжелых станках токарной группы в сочетании с коробкой скоро-
стей на 3 -н 5 ступеней. Так как на заводе-потребителе обычно нет
сети постоянного тока, большинство станков выпускается с автоном-
ными преобразовательными установками. В этом случае целесо-
образно применение системы Г — Ди ослабления потока в сочетании
с двух или трехступенчатой коробкой скоростей.
Привод с электромеханическим бесступенчатым изменением ско-
рости дает возможность применения наивыгоднейших режимов реза-
ния, в том числе постоянной скорости резания при точении торцовых
и конусных поверхностей, сокращения вспомогательного времени
за счет дистанционного управления, упрощения и удешевления
механической части привода, сокращения числа переключаемых
элементов в коробке скоростей, оптимального протекания процессов
пуска и торможения (что очень важно при обработке крупных изде-
лий), а также медленного установочного враще-
ния (шпинделя, планшайбы). Система Г — Д обеспечивает в части
диапазона изменения скоростей постоянный момент, что согласуется
с требованиями к приводу, сокращает мощность пускорегулирующей
аппаратуры и число ступеней коробки скоростей. Поэтому в тяже-'
лых станках токарной группы рационально применять приводы
с двигателями постоянного тока, коробкой скоростей с двумя-тремя
ступенями и электромашинным или ионным преобразователем.
Наилучшие показатели имеет привод с использованием модифи-
каций двигателей постоянного тока с изменением скорости в диапа-
зоне Ds2 = 3 -г8 путем изменения потока, при наибольших
значениях пМакс.
При выборе типа привода для тяжелого станка рекомендуется
произвести сравнение эскизных вариантов по их основным показа-
телям (мощность двигателя, мощность преобразовательной установки,
38
вес, габариты, стоимость электропривода и коробки скоростей [38]
[45].
Фрезерные станки. Диапазон изменения скоростей достигает 60.
Изменение скоростей обычно ступенчатое, настоятельной необходи-
мости в бесступенчатом изменении скоростей шпинделя нет. На боль-
шей части диапазона требуется постоянство наибольшей отдаваемой
мощности. Особых требований к динамическим свойствам, к продол-
жительности пуска и торможения нет. Для консольно- и бескон-
сольно-фрезерных станков широкого назначения мощностью до
10 кет. основным типом привода является привод от асинхронного
двигателя (одно- или многоскоростного) в сочетании с корббкой ско-
ростей.
Тяжелые бесконсольно-фрезерные и продольно-фрезерные станки,
изготовляемые в меньших количествах, также имеют обычно привод
главного движения от асинхронных двигателей со сменными зубча-
тыми колесами. Применение других типов привода осложнено тем, что
при большой мощности привода двигатель должен иметь небольшие
габариты и вес по условиям его встраивания во фрезерные головки
станка.
Горизонтально-расточные станки общего назначения и коор-
динатно-расточные станки. Горизонтально-расточные и коорди-
натно-расточные станки, назначение которых — выполнение свер-
лильных, расточных и фрезерных работ, отличаются от станков
токарной и фрезерной групп следующими особенностями:
1)	переменная жесткость системы станок — инструмент — изде-
лие при обработке (при выдвижении расточного шпинделя), что
делает целесообразным изменение режима резания на ходу станка
путем изменения скорости резания или подачи;
2)	большие значения габарита и веса коробки скоростей вследст-
вие наличия противовесов;
3)	необходимость дистанционного управления, особенно на
тяжелых и уникальных станках при обработке крупногабаритных
изделий;
4)	высокие требования к качеству обрабатываемой поверхности,
особенно на координатно-расточных станках, что делает желательным
бесступенчатое изменение скоростей шпинделя;
5)	большой диапазон изменения скоростей шпинделя, доходящий
в отдельных современных моделях до 250.
В остальном требования к главному приводу этих станков совпа-
дают с рассмотренными для станков токарной группы.
В расточных станках общего назначения с диаметром расточного
шпинделя до 150 мм (175 мм) наиболее распространен главный привод
от двигателя переменного тока с многоступенчатой коробкой скоро-
стей. Здесь применимо все сказанное выше относительно много-
скоростных асинхронных двигателей и коробок скоростей с электро-
магнитными муфтами. Привод такого типа дешев, надежен, дает
меньший вес узла шпиндельной бабки, чем привод на постоянном
токе. Изменение режима резания на ходу в станках этих размеров
может быть достигнуто за счет бесступенчатого изменения подачи.
39
Необходимость дистанционного управления скоростью резания
здесь менее настоятельна, чем в тяжелых станках.
В координатно-расточных станках при сравнительно небольшой
мощности главного привода находит все большее применение привод
на постоянном токе с бесступенчатым изменением скоростей. В этом
случае используется система Г — Д, привод с магнитными усили-
телями или ионными преобразователями.
В тяжелых горизонтально-расточных станках, как показывает
сравнение различных вариантов привода, требования к главному
МшпкГм Р.кВт
V100 М’„т1!=2160кГм
Пт, об/мин.
Фиг. 11. Изменение мощности и момента главного
привода тяжелого расточного станка.
приводу наилучшим образом удовлетворяются при использовании
двигателей постоянного тока с двух или трехступенчатой коробкой
скоростей [32].
Здесь можно рекомендовать применение двигателей с диапазоном
изменения скоростей вращения за счет Ф = var, D32 = 3	8,
в сочетании с системой Г — Д или ионным преобразователем.
Типичный график мощностей и моментов тяжелого горизонталь-
но-расточного станка с пкин = 5 об/мин. (шпинделя), D = 200,
Ро = 40 кет, ММакс = 2160 кГм (при пшп < 18 об/мин.) приведен
на фиг. 11.
Шлифовальные станки. Главный привод (вращения шлифоваль-
ного круга) имеет диапазон изменения скорости D < 2, что необ-
ходимо для обеспечения хорошего качества шлифуемой поверхности
и повышения производительности за счет поддержания оптимальной
скорости шлифования при износе круга. Требуемая характеристика
соответствует примерно постоянной мощности в указанном диапазоне
скоростей.
Для станков малого и среднего размера с мощностью главного
привода Р < 10 кет до настоящего времени применяют почти исклю-
40
ипр, м/мин.
Фиг. 12. График мощности и тягового
усилия для привода продольно-строгаль-
ного станка с электрическим комбини-
рованным изменением скорости (ипит —
= var, Ф = var).
чительно односкоростные асинхронные двигатели. Однако при проек-
тировании новых станков следует переходить к приводам постоян-
ного тока с изменением скорости за счет Ф — var и питанием от цехо-
вой сети постоянного тока или через выпрямители. Такой привод
для тяжелых станков применяется в течение ряда лет и вполне оправ-
дал себя.
Продольно-строгальные и другие станки с главным прямолиней-
ным возвратно-поступательным движением. Главный привод про-
дольно строгальных станков характеризуется следующими особен-
ностями:
1) большой протяженностью
холостых перемещений в цикле:
обратного хода, перебега, про-
хода резца над необрабаты-
ваемыми участками изделия
(проемами, впадинами);
2) большой частотой пере-
ходных процессов (реверсов и
изменений скорости на протя-
жении рабочего хода).
Диапазон изменения скоро-
стей движения стола достигает
Dv — 15. В современных станках
этот диапазон расширяется за
счет малых установочных ско-
ростей и высоких скоростей
обратного хода. В станках с дли-
ной хода стола более 3 м желательно иметь плавное изменение
скоростей, что необходимо для смягчения удара при врезании
резца в металл, для замедления хода стола при выходе резца,
а также для прохода выемок на изделии с повышенной ско-
ростью.
Привод должен обеспечивать примерное постоянство момента
двигателя или, что почти равнозначно, постоянство наибольшего
тягового усилия Q в нижней части диапазона скоростей: v = 6 н-
20 (25) м/мин. В верхней части диапазона допустимо уменьшение
тягового усилия и изменение скорости при постоянной мощности.
Таким образом, принципиально допустимым является привод
только с электрическим комбинированным (ипит = .var и ф = var)
изменением скорости (фиг. 12). Практически, в связи с тем, что при-
менение vnp > 15 м/мин связано с необходимостью врезания
со скоростью vnp < 15 м/мин и последующим разгоном до устано-
вленной величины, изменение значений Q выражается более сложной
зависимостью (пунктирная линия на фиг. 12).
Привод должен обеспечивать минимальную продолжительность
переходных процессов вообще и реверса в частности. Потери энергии
на реверсирование также должны быть минимальными. Очень важно
обеспечить точность реверса (малые перебеги стола) для выполнения
строгания «в упор».
41
Производительность станка характеризуется числом двойных
ходов в минуту; при данной длине хода L она зависит от скоростей
рабочего и обратного ходов и времени реверсирования (формула 15).
В современных станках наибольшие скорости рабочего и обратного
хода практически одинаковы. С учетом диапазона изменения vnp
отношение = 1-4-10, причем меньшие значения относятся
vnp	г
к работе на больших скоростях резания, с малыми длинами хода,
при предельных весах обрабатываемых изделий.
Увеличение vnp и vo5p приводит к росту потерь времени на ревер-
сирование, вследствие чего использование о > 75 м/мин не дает
существенного прироста производительности. Влияние времени
реверса на производительность тем больше, чем выше значения vnp
и ио6р и чем меньше длина хода стола.
Кинетическая энергия вращающихся частей привода (главным
образом якоря двигателя) превосходит кинетическую энергию посту-
пательно движущихся частей; она относительно тем больше, чем
меньше максимальная длина хода стола. Таким образом, потери
энергии и времени на реверсирование двигателя и вращающихся
деталей редуктора наиболее существенны для станков с малыми
длинами хода. Естественно поэтому стремление исключить в этих
случаях необходимость реверсирования элементов привода с большим
запасом кинетической энергии. В то же время в станках с малой дли-
ной хода можно ограничиться меньшим диапазоном и меньшими верх-
ними значениями скоростей, чем в станках с большой длиной хода.
При малой длине обработки нет необходимости в быстром пробеге
проемов. В небольших станках, изготовляемых в значительных коли-
чествах, весьма существенными факторами являются вес, габариты
и стоимость привода.
С учетом всего сказанного можно сделать следующие выводы.
1.	При L < 3 м, Q < 3000 -г- 5000 кГ и Dv = 3 -н 4 можно при-
* менять асинхронный двигатель с коробкой скоростей и электромаг-
нитной реверсивной муфтой и двигатели постоянного тока (с пита-
нием от сети) с параллельным возбуждением.
Привод с реверсивной муфтой прост, компактен, имеет небольшую
длительность реверса (двигатель и коробка скоростей не реверси-
руются), позволяет форсировать разгон за счет подачи повышенного
напряжения на катушки муфт. Недостатками приводов с муфтами
являются: износ муфты, бесконтрольность движения стола при пере-
ключении с одной муфты на другую, отсутствие бесступенчатого изме-
нения скорости стола и управления ею на протяжении рабочего хода.
Привод от двигателя постоянного тока с изменением потока срав-
нительно прост, компактен, но имеет большие энергетические потери
при реверсах, малый диапазон изменения скорости, большое время
реверсирования.
2.	При L < 5 м, Q < 5000 -4- 7000 кГ и Du = 6 -г- 8 рекомен-
дуется привод от двигателя постоянного тока по системе Г — Д
или с ионным преобразователем. Такой привод позволяет получить
плавное изменение скорости и управление ею на протяжении хода,
42
меньшие потери энергии при реверсах и меньшие времена реверси-
рования по сравнению с двигателем, питаемым от сети; имеет меньшие
габариты аппаратуры. Недостатком привода является большая уста-
новленная мощность машин, так как мощность двигателя опре-
деляется по наибольшему значению Q и наибольшей скорости vnp,
получаемой за счет изменения ипит. Для уменьшения мощности дви-
гателя следует применять комбинированное изменение скорости
(unum == var; Ф = var).
Для уменьшения потерь применяются специальные двигатели
с повышенной перегрузочной способностью, пониженным маховым
моментом (удлиненный якорь или два двигателя половинной мощ-
ности, работающие на один вал); двигатели с возможно меньшей
номинальной скоростью, а также передачи с мини-
мальным приведенным маховым моментом (например, червячная).
3.	В тяжелых станках при L > 5 м, Q > 5000 кГ и бесступенча-
том изменении скорости с Dv = 8 -г- 20 можно применять ионный при-
вод с ртутными выпрямителями или квадратичную систему Г — Д
с использованием ЭМУ в качестве возбудителя.
Эти системы в наибольшей степени отвечают требованиям к при-
воду, обеспечивают стабилизацию скорости и форсирование переход-
ных процессов.
Приводы других станков этой группы; поперечно-строгальных,
долбежных, зубодолбежных — выполняются обычно от асинхрон-
ного двигателя с механической или гидравлической передачей. Для
этих приводов рекомендуется применять двигатели с повышенным
скольжением с целью снижения энергетических потерь, использова-
ния повышенной кратности пускового момента этих двигателей
в сочетании с использованием энергии маховых масс.
10.	Особенности определения мощности главного привода
Полезная нагрузка главного привода зависит от режимов резания,
т. е. от усилий и скоростей резания. Последние вычисляются по эмпи-
рическим формулам, в зависимости от способа обработки, сечения
снимаемой стружки, материала изделия, формы и стойкости инстру-
мента и т. п. Расчетное определение мощности привода проектируе-
мого станка часто затруднено недостаточной изученностью законо-
мерностей резания, отсутствием достоверных данных об условиях
эксплуатации станков, особенно общего назначения, большим раз-
бросом экспериментальных данных о величине потерь в приводах
(особенно в быстроходных).
Определение полезной мощности главного привода станков общего
назначения производится по предельным для них режимам резания
или на ocH<j»Be сопоставления мощностей современных станков ана-
логичного назначения и размера. Приводы станков, мощность кото-
рых определена по предельным режимам, обычно работают с недо-
грузкой, что приводит к существенному ухудшению энергетиче-
ских показателей привода, а также к увеличению его габаритов
и веса.
43
Мощность на валу двигателя складывается из полезной мощности
и потерь в приводе:
Ps = P + Pn = P + Px.x + Pd,	(28)
где Р — полезная мощность в кет;
Рп — потери в приводе, в том числе РХ1 х — потери холостого хода
и Рд — нагрузочные.
Методы расчета потерь Рх х и Рд рассматриваются в [20], [24],
[40].
Для станков широкого назначения, график нагрузки которых
обычно неизвестен, а по характеру работы возможен продолжитель-
ный режим с неизменной (например, наибольшей) нагрузкой, мощ-
ность двигателя определяется по потребной в продолжительном
режиме наибольшей нагрузке. Выбирается по каталогу двигатель
равной или ближайшей большей мощности. Целесообразно неко-
торое снижение мощности главного привода по сравнению с наиболь-
шей расчетной; известное ограничение производительности станка
в этом случае оправдывается обычно имеющей место недогрузкой
привода. Таким образом, для большинства станков общего назначе-
ния, особенно тяжелых,
"(Рэ)н?обх (Рэ)ноМ-
Потери при пуске двигателя превышают потери при номинальной
нагрузке, но ими можно пренебречь, если пусковые (а иногда и тор-
мозные) процессы повторяются редко. Однако выбранный двигатель
должен быть обязательно проверен на перегрев по условию [29]
< АР
НоМ
в следующих случаях:
1)	когда пуск двигателя производится сравнительно часто
(/ч < 10 мин.);
2)	когда кроме пусковых потерь имеют место и потери при тор-
можении, например, торможении асинхронного двигателя противо-
включением;
3)	когда часто производятся установочные движения главного
привода (например, толчковый проворот планшайбы), а также при
затягивании процесса пуска. Последнее может иметь место при
больших статических моментах трения (при трогании с места шпин-
делей, планшайб, столов), при больших приведенных маховых
моментах привода на данной (обычно одной из наибольших) ступени
скорости, при пуске на наибольшие скорости быстроходных приво-
дов с резко возрастающими на этих скоростях потерями холостого
хода.	*
В этих случаях можно рекомендовать выполнение установочных
движений на малых скоростях, применение ступенчатого разгона
(например, при наличии многоскоростного асинхронного двигателя),
применение асинхронных двигателей с повышенным пусковым момен-
том. Следует помнить, что при разгоне привода двигателем с повышен-
44
ным пусковым моментом детали привода подвергаются нагрузке,
которая больше номинальной в k раз:
Мнач (СРъупрцв
МНо.ч (GD’2)d
(29)
Фиг. 13. Графики нагрузки главного
привода: а — при непрерывном вра-
щении и однократной перемене знака
приращении нагрузки за время цикла
t4; б — при работе с остановками и
частыми переменами знака приращения
нагрузки.
Определение мощности двигателя при переменной нагрузке про-
изводится обычно на основе графика нагрузки.
Приводы главного движения, работающие с переменной нагруз-
кой, можно разделить на две группы.
Для одних приводов характерно непрерывное вращение двига-
теля с практически постоянной скоростью и с нагрузкой, меняющейся
от Рх.х до Рмкс (фиг. 13, а).
Т акой продолжитель-
ный режим работы с переменной
нагрузкой типичен, например,
для поперечно-строгальных стан-
ков с механическим реверсирую-
щим устройством, для продольно-
строгальных станков с реверсив-
ной электромагнитной муфтой, а
также для различных специаль-
ных станков, работающих по
автоматическому или полуавтома-
тическому циклу без остановки
двигателя.
Для других станков харак-
терны как изменения величины
нагрузки, так и частые переход-
ные процессы в электроприводе
(фиг. 13, б). В таком режиме (также
продолжительном) работает при-
вод продольнострогального станка
с реверсивным электродвигателем, а также те специальные станки-
автоматы и полуавтоматы, двигатели которых включаются, отклю-
чаются или реверсируются при малой продолжительности оста-
новки, которой можно пренебречь. Если же двигатель работает
периодически и время периодически повторяющегося цикла работы
и остановки не превышает 10 мин., а продолжительность включения
изменяется в пределах от 15 до 60% времени цикла, то такой
режим называется повторно-кратковременным.
Для построения графиков нагрузки приводов первой группы
определяются по элементам технологического процесса величины
нагрузок и их продолжительность за время полного цикла обработки
изделия.
Графики нагрузки приводов второй группы строятся для времени
цикла, состоящего из рабочего и обратного ходов, или (для приводов
вращательного движения) для времени цикла полной обработки
изделия (от пуска до пуска, включая паузу).
45
По графику нагрузки определяется мощность двигателя. Воз-
можны следующие случаи:
1.	В приводе первой группы (п const) мощность двигателя
рассчитывается по формулам эквивалентного момента или мощности
для асинхронных двигателей и по формулам эквивалентного тока,
момента (при Ф = const) или мощности (при Ф = const и п = const)
для двигателей постоянного тока.
После выбора по каталогу двигателя, ближайшего по шкале
мощностей, проверяется его перегрузочная способность.
2.	В приводе второй группы от асинхронного двигателя мощность
рассчитывается по формулам эквивалентного момента или мощности;
при этом учитываются только периоды работы двигателя. Затем
производится предварительный выбор двигателя по каталогу, после
чего этот двигатель проверяется на перегрев по методу средних потерь
средн ном
и на перегрузочную способность.
Так как обычно потери при пуске и торможении относительно
велики и при коротких циклах они становятся определяющими выбор
двигателя, можно рекомендовать в этих случаях применение двига-
телей с повышенным скольжением, имеющих меньшие пусковые
потери, чем двигатели основного исполнения.
3.	В приводах второй группы от двигателя постоянного тока мощ-
ность рассчитывается по данным графика нагрузки, построенного
в координатах I = f (t) для всего цикла, включая переходные
режимы и периоды остановки. При расчете обычно пользуются фор-
мулой эквивалентного тока. Значения токов переходных режимов
ограничивают, исходя из условий нормальной коммутации двига-
теля и механической прочности деталей привода.
При проверке перегрузочной способности асинхронного дви-
гателя исходят из того, что наибольшие кратковременно действую-
ющие значения мощности должны быть меньше максимально допу-
стимой для данного двигателя мощности, которая определяется
опрокидывающим моментом Ммаке- Учитывая возможные колебания
напряжения в заводской сети (~ 10%), увеличение скольжения
при перегрузке и необходимость известного запаса, можно допустить
кратковременную перегрузку Ркр
РКР < 0.7.Г	= °’ПР^м-	(30)
™*Н0М
Для двигателей постоянного тока предельная нагрузка ограни-
чивается нормальной коммутацией двигателя.
11.	Выбор типа привода подач
Движение подачи могут совершать те или иные подвижные органы
станка, несущие на себе режущий инструмент или изделие.
Кроме движения подачи, подвижные органы станка совершают
установочные — быстрые или медленные (доводочные) — движения,
46
необходимые для перемещения подвижных органов в заданное поло-
жение, для возврата их в исходное положение и т. д.
Привод подачи должен обеспечивать возможность независимого
включения, изменения направления движения и остановки подачи,
выбора и изменения ее величины. Изменение скорости подачи может
быть ступенчатым или плавным.
По характеру движения различают подачи непрерывную
(с постоянной или переменной скоростью) ипериодическую,
совершаемую в промежутках между двумя ходами при строгании,
двумя строчками при строчечном фрезеровании и т. п.
Установочные перемещения должны совершаться со скоростями,
не зависящими от установленных подач и обеспечивающими воз-
можность как достаточно быстрого перевода подвижного органа
из одного положения в другое, так и установки режущего инстру-
мента или изделия на размер или в заданное положение с требуемой
точностью.
Быстрые установочные перемещения для сокращения вспомога-
тельного времени совершаются со скоростями 1,5 -н 6 м!мин в зави-
симости от абсолютных и относительных значений вспомогательного
времени.
Механическая характеристика привода подачи, как и для глав-
ного движения, должна быть жесткой.
Привод подачи должен обеспечивать приблизительное постоянство
наибольшего момента нагрузки во всем диапазоне рабочих подач
(исключения из этого общего положения рассмотрены ниже, в п. 12).
Наибольший момент определяется требуемым наибольшим усилием
подачи.
В зависимости от вида технологического процесса подачи изме-
ряются в мм на 1 оборот шпинделя (собственно подача) или в мм
в минуту (скорость подачи).
Малые величины подач на 1 оборот обычно используются при срав-
нительно высоких скоростях вращения шпинделя (планшайбы).
Наоборот, большие величины подач имеют основное применение при
малых скоростях вращения шпинделя.
Таким образом, полный диапазон скоростей подачи может быть
существенно меньше произведения диапазона чисел оборотов шпин-
деля на диапазон подач на 1 оборот, т. е.
^«ад0,	(31)
где DSM — диапазон скоростей подачи в мм/мин,
Dn — диапазон скоростей шпинделя,
Ds0 — диапазон подач в мм!об.
Однако диапазон скоростей подач DSM зависит и от требований,
предъявляемых некоторыми видами обработки, когда при малых ско-
ростях вращения подача на оборот также мала: при обработке сталей
с низкой обрабатываемостью, при отрезке, прорезке канавок, обра-
ботке прерывистых поверхностей («на удар»), при обточке сварных
швов и т. п.
47
Но даже при учете подобных случаев обработки неравенство (31)
остается в силе.
Основные типы приводов подач:
1)	от главного привода через механическую многоступенчатую
коробку подач;
2)	отдельный электропривод;
3)	гидропривод.
Осуществление подачи от главного привода через многоступен-
чатую коробку подач обеспечивает:
1) сохранение строгого постоянства установленного соотношения
между скоростью подачи и скоростью главного движения, что яв-
ляется обязательным при выполнении резьбонарезных, резьбошли-
фовальных, зуборезных, зубошлифовальных и т. п. работ;
2) сохранение постоянства установленной величины подачи
в мм/об при изменении скорости шпинделя, что требуется при работе
на станках токарной группы, расточных, сверлильных и т. п.
Этому исполнению привода подачи свойственны существенные
недостатки:
1) наличие механических связей между шпинделем и органом
станка, совершающим движение подачи, что особенно нежелательно
в станках с несколькими движениями подачи;
2) невозможность плавно изменять подачу в процессе резания.
Приводу подачи от отдельного асинхронного двигателя (одно-
или многоскоростного) с механической коробкой подач присущи
в основном те же недостатки, что и механическому приводу и упра-
влению. Рассмотренные типы привода подач сравнительно просты,
недороги, обладают высокой эксплуатационной надежностью, что
в соединении с жесткой зависимостью подачи от скорости главного
движения делает эти типы привода основными в станках
общего назначения токарно-сверлильно-рас-
точной группы среднего размера, а также в стан-
ках для обработки зубчатых колес, шлицефрезерных и т. п.
Привод быстрых установочных перемещений осуществляется
в этих случаях от отдельных асинхронных двигателей или от общего
привода по отдельной кинематической цепи.
Более совершенным является привод подачи от отдельного дви-
гателя постоянного тока, скорость вращения которого изменяется
в широких пределах. Этот тип привода подач применяется главным
Образом в тяжелых станках (система ЭМУ—Д), в шлифовальных
станках различных размеров (привод вращения изделия от двигателя
постоянного тока до 2 кет с выпрямителем и магнитным усилителем),
для консольно- и бесконсольно-фрезерных станков (от двигателя
постоянного тока с выпрямителями и магнитно-полупроводниковыми
усилителями; D = 5 ч- 100).
По мере развития и совершенствования привода подач от электро-
двигателей постоянного тока с практически бесступенчатым изме-
нением скорости, область его применения распространяется на станки
общего назначения различных типов малого и среднего раз-
меров.
48
Основные преимущества привода подач от отдельных двигателей
с бесступенчатым изменением скорости подачи:
1)	возможность изменения величины подачи на ходу, обеспечи-
вающая выбор оптимального режима резания, полную загрузку
станка, легкий выход из зоны вибрации;
2)	плавность изменения величины подачи;
3)	увеличение срока службы инструмента за счет уменьшения
величины подачи при врезании и на выходе;
4)	упрощение и сокращение кинематических (механических)
связей внутри узла (замена кинематических межузловых связей
электрическими);
5)	сокращение трудоемкости изготовления станков, особенно
сокращение цикла общей сборки;
6)	возможность осуществления установочных перемещений с раз-
личными скоростями, начиная от самых малых (необходимых для
точной установки на размер). Благодаря этому возможно полное
исключение ручных штурвалов; при перемещении тяжелых узлов
не требуются большие физические усилия; инструмент предохра-
няется от удара при подводе его к месту обработки на большой
скорости;
7)	возможность применения устройств ограничения мощности
резания, что особенно ценно при резании с переменными глубиной
и шириной фрезерования, точении с переменным припуском и т. п.;
8)	эффективное электрическое торможение, достигаемое простыми
средствами;
9)	возможность дистанционного управления;
10)	удобство автоматизации цикла, в том числе с применением
электрических устройств точной остановки;
11)	возможность выполнения на общей конструктивной базе раз-
личных модификаций станков данного размера, в том числе с про-
граммным управлением и со следящим приводом.
Перечисленные преимущества этого типа привода чрезвычайно
существенны. Несмотря на трудность поддержания постоянства соот-
ношения скоростей подачи и главного движения с заданной степенью
точности, привод подачи постоянного тока получает все большее рас-
пространение.
Быстрые установочные перемещения подвижных органов станка
могут осуществляться как от привода подачи, с наибольшей его
скоростью, так и от отдельного асинхронного двигателя.
Необходимо отметить, что задачи по выбору типа привода подач
и установочных перемещений должны решаться совместно, поскольку
эти приводы служат для одних и тех же подвижных
органов и осуществляют движения в одних
и тех же направлениях.
Исходными для определения скоростной характеристики привода
подач являются следущие данные:
1)	диапазон изменения скорости подачи в мм!мин —DSM;
2)	отношение скорости быстрого установочного перемещения об. п
к наибольшей скорости подачи 8Ми-
1	макс
4 Разыграев А. М. и др. 349	49
3)	отношение скорости медленного установочного перемещения
п к наименьшей скорости подачи sMmuh.
Диапазон изменения скорости подач в мм/мин определяется тех-
нологическими соображениями.
Очень важно установить рациональные пределы изменения подач.
Если принять для токарного станка
минимальную подачу sOmuh = 0,1 мм!об,
максимальную подачу $омакс = 10 мм!об,
то тогда диапазон подач
Ds() =	= ЮО.
Примем диапазон изменения скорости шпинделя Dn = 85. Если
необходимо на любой скорости шпинделя получить весь диапазон
подач в мм на 1 оборот, то
DSM = DnDM = 85-100 = 8500 (!).
Однако простейшие расчеты показывают необоснованность выбора
столь широкого диапазона. Например, при п = 1 об/мин. и s0 =
= 0,1 мм/об перемещение резца в минуту составит 0,1 мм, а в час —
6 мм. Если не говорить о размерной стойкости резца, а иметь ввиду
только сохранение его режущей способности в течение 120 мин.,
то резец пришлось бы перетачивать после обработки участка, изделия
длиной 12мм. В тяжелых карусельных станках п =0,1 ч- 0,2об/мин.,
и, таким образом, минимальное перемещение резца между переточ-
ками могло бы составить 1,2 мм.
Приведенный пример показывает обоснованность известного
ограничения величин подач на 1 оборот при п = пмин значениями
0,3 ч- 0,5 мм/об (для токарных, сверлильных, карусельных, расточ-
ных и т. п. станков).
С другой стороны, при наибольших скоростях шпинделя (план-
шайбы), предназначенных для получистовых и чистовых режимов
на наименьших диаметрах обработки, подачи порядка s0 = 5 ч-
ч- 10 мм/об практически не используются.
Поэтому действительно необходимый диапазон подачи обычно
не превышает значений Ds4 = 500 ч- 1000. К тем же выводам приво-
дят аналогичные расчеты для станков средних размеров.
Для получения наглядного представления о величинах подач
на оборот, обеспечиваемых приводом, удобно пользоваться графиком
подач, пример которого для станка с пмия — 4 об/мин. пмакс =
= 1000 об/мин. = 1,18 мм/мин и s„=750 мм/мин предста-
влен на фиг. 14.
В зависимости от верхних пределов скорости шпинделя наиболь-
шая скорость подачи
Зммакс 30 ч- 900 мм/мин.
50
Если принять, скорость быстрых установочных перемещений
об п= 1800-г-3000 мм!мин, то отношение  и —п- = 100 ч- 2, а
Smmokc
полный диапазон скоростей перемещения подвижных ’органов
^б. л   Уб* п т\ __
с	^SM
ммин	ммакс
= 100 000 -= 1000 (!)
Осуществление [всего
диапазона подач и быст-
рого установочного пере-
мещения только за счет
электрического изменения
скорости хотя и обеспечи-
вает наибольшую кон-
структивную простоту при-
вода подач, но возможно
только для станков сред-
него размера с полным диа-
пазоном скоростей пе-
ремещения подвижного
органа
-^-2- < 3000 -i- 4000.
Su
MMUH
Во всех прочих слу-
чаях общий диапазон ско-
ростей настолько велик,
Фиг. 14. Пример графика подач
50л.«н(п=Пт^=°>316	^Z06'- smmuh =
= 1,18 мм/мин- s0MaKC [п=пмакс] = 0,63 мм/об-,
750
s« = 750 мм!мин\ DSM ~ , , о — 635.
"макс	1,18
что не может быть получен
одним электрическим способом.
Различные варианты приводов подач и установочных перемеще-
ний сведены в табл. 2 [39 ].
Вариант 1А дает наиболее простую конструкцию механической
части привода (фиг. 15), но уже
1	2 J
Фиг. 15. Схема варианта 1А:
при диапазонах скоростей подачи
свыше 500 требуется сверхширо-
кий диапазон изменения скорости
двигателя со сравнительно слож-
ной системой автоматического ре-
гулирования скорости.
Мощность двигателя подачи
в этом варианте
П   Fnv6. rify
" ~ 6120tiD32
кет,
(32)
— предохранительная муфта; 2 — редук-	_
тор; 3 — подвижной орган.	ГДО Гп — НЯИООЛЬШее уСИЛИС ПО-
дачи в кГ (Fn = Fx; Fx — соста-
вляющая усилия резания в направлении подачи);
D3i — диапазон изменения скорости ослаблением потока дви-
гателя;
kt — коэффициент, учитывающий влияние ухудшения охлажде-
ния двигателя при малых скоростях вращения;
4*
51
Варианты приводов подач и установочных перемещений
Таблица 2
т]п — к. п. д. привода подач в нижней части диапазона с учетом
потерь на направляющих;
пб. п — скорость быстрого установочного перемещения в м/мин.
Формула (32) верна при условии
^э2 —
Пя
имакс
Пд
ином
г п
ЧнТ
(33)
где — к- п- Д- направляющих подвижного органа на малых пода-
чах;
Т — тяговое усилие при быстром перемещении в кГ.
Так как для современных двигателей постоянного тока £>э2 > 3,
р
а колеблется для разных механизмов в пределах от 2 до 8, усло-
вие (33) соблюдается не всегда, и тогда необходимая мощность привода
подачи будет больше значения по формуле (32).
При общем диапазоне скоростей D =	превышаю-
$ммакс
щем 2000-н 3000, вариант 1А не применяется.
Вариант 1Б (фиг. 16) позволяет получить любое соотношение п
ммакс
и, таким образом, может быть в принципе применен для станков
любого типоразмера.
52
Переключение на быстрое установочное перемещение производится
муфтой, представляющей комбинацию электромагнитной 2 и дву-
сторонней обгонной 3 муфт.
Электромагнитная муфта может одновременно являться предохра-
нительной для быстрого установочного перемещения. В • случае
установки предохранительной муфты 1 сразу после первой ступени
перебора можно получить сравнительно малые ее габариты.
Мощность, необходимая для осуществления подач,
Г.
Рп = —— Квт.
п 6120т)л
(34)
Мощность, необходмая для быстрых установочных перемещений,
,	__ Г Уб. п
б'п~ 6120,]^ ’
(35)
п. д. пере-
для быст-
перемеще-
Фиг. 16. Схема варианта 1Б:
1 — предохранительная муфта; 2— электромагнитная
муфта; 3 — обгонная двусторонняя муфта; 4— под-
вижной орган.
где Т]пер — к.
дачи
рых
ний.
Поскольку изменение
скорости двигателя вниз
от номинальной
вает получение
пазона подач,
потока в этом
обычно не используется.
На фиг. 17 приведен график изменения мощности и усилий подачи
для станка, имеющего s„MaKC = 500 мм/мин, DSM = 750,	„ =
обеспечи-
всего диа-
изменение
варианте
= 3 м!мин.
В этом случае мощность подач оказалась приблизительно равной
мощности1, необходимой для быстрых перемещений.
Однако для станка с s„MaKC = 50 mmImuh мощность подач, при
прочих равных условиях, становится уже в 10 раз меньше мощности
быстрых перемещений. Очевидно, что использование одного и того же
двигателя постоянного тока для подач и быстрых установочных
перемещений в этом случае не имеет смысла.
Таким образом, вариант 1Б привода подач можно рекомендовать
в случае D > 2000; DSM < 700 н- 750; Рб. п < 2Рп.
При несоблюдении последнего неравенства более рационально
применение варианта 1В (фиг. 18), с использованием для быстрых уста-
новочных перемещений отдельного электродвигателя, обычно асин-
хронного. Во избежание проворота отключенного двигателя быстрых
перемещений во время подачи можно рекомендовать применение
роликовых тормозных устройств или электромагнитной муфты-тор-
моза. При быстрых перемещениях целесообразно включать оба
двигателя.
1 В случае Рп > Рд, п мощность двигателя принимается равной Рп.
53
Приведенные схемы сравнительно просты, редукторы компактны
и надежны, возможно полное дистанционное управление. Однако при
ЮО электросхема получается сложной. Стремление к упро-
щению электрической схемы за счет сокращения диапазона изме-
нения скорости двигателя привело к применению привода подач от
одного двигателя с двухступенчатой коробкой или двухдвигательного
привода подач.
Фиг. 17. Изменение мощности при подаче (Рп) и быстрых перемещениях (Pg. п)
и усилия подачи Fn.
Вариант 2А кинематически не отличается от схемы на фиг. 18.
Диапазон изменения скорости двигателя при разбивке общего
диапазона 9 на два равных поддиапазона
D,= /D=1/dw<^.	(36)
V ммакг
Однако при этом мощность двигателя подач завышается, так как
использование изменения потока здесь недопустимо. Номинальная
мощность двигателя и, следовательно, генератора тем выше, чем
больше отношение — .
SmMOKC
Расширение нижнего участка диапазона скоростей за счет верх-
него улучшает характеристику привода. Но при этом диапазон
изменения скоростей двигателя растет и упрощение системы электро-
привода не достигается; поэтому вариант 2А не нашел применения.
54
По тем же причинам не может быть рекомендован вариант 2Б. Кроме
того, последний вариант имеет сравнительно сложную конструкцию.
Значительно лучшими, практически вполне приемлемыми пока-
зателями обладает вариант 2В (фиг. 19) с двухступенчатой коробкой
подач и отдельным двигателем быстрых перемещений.
Мощность двигателя подач в этом случае определяется по фор-
муле (34), а двигателя быстрых перемещений — по формуле (35).
Фиг. 18. Схемы варианта 1В с винтовым (а) и зубчатым (б)
дифференциальным механизмами:
1 — предохранительные муфты; 2 — двусторонний роликовый
тормоз; 3 — винтовой дифференциал; 4 — подвижный орган;
5 — зубчатый дифференциал.
Преимуществами этого варианта являются: сравнительно простая
система электропривода (даже при DSM = 10 000, Da = j/10 ООО =
= 100), малая мощность двигателя, генератора и аппаратуры
постоянного тока, особенно при малых значениях $ммакс (или боль-
ших значениях отношения °6' n-j, низкая стоимость привода; возмож-
5ммакс
ность дистанционного управления.
Недостатком варианта 2В является увеличение габаритов редук-
тора привода подач и известное усложнение его, что нежелательно
для станков с большим числом подвижных органов, имеющих само-
стоятельные приводы подач.
55
Вариант 2В можно рекомендовать при условиях: 500 < DSM <
< 10 000; 8 <	< 100.
Варианты ЗА, ЗБ и ЗВ, как показывает анализ [33],	[39],
не являются рациональными и уступают по тем или иным показа-
телям варианту 2В.
Фиг. 19. Схема варианта 2В:
1 — электромагнитный тормоз; 2 — предохранительные муфты; 3— электромаг-
нитная муфта; 4 — обгонная двусторонняя муфта; 5 — зубчатый дифферен-
циал; 6 — подвижной орган.
Рассмотренные рекомендации сведены в табл. 3.
Таблица 3
Выбор схемы многодвигательного привода подач постоянного тока
DSM		Уб. п SjuMaKc	D	Дополни- тельные условия	Рекомендуе- мый вариант
	<750	< 4 ч-6	< 3000	?б. П	п	1А
	<750	>5	> 2000	?б. п 2Рп	1Б
	<750	> 5	> 2000	Рб. П > 2Рп	1В
500 <	'DSM < 10 000	8 <	< юо	> 4000			2В
		5ммак--			
В применяемых диапазонах скоростей подач sM всегда могут быть
выделены такие значения скорости, которые пригодны для медлен-
ных установочных перемещений. Обычно это скорости в пределах
3 -т- 20 мм/мин.
Для некоторых типов станков (например, токарно-сверлильно-
расточной группы) желательно сохранение постоянства установлен-
ной величины подачи в мм!об при изменении скорости шпинделя
(планшайбы). Например, при торцовой обточке на карусельном
станке при условии vpe3 const, т. е. пшп = var, сохранение уста-
новленной скорости подачи в mmImuh просто недопустимо, так как
сводит на нет экономический эффект постоянной скорости резания.
56
В этом случае скорость подачи в мм!мин должна изменяться при-
мерно пропорционально числу оборотов планшайбы.
Для станков, в которых сохранение установленного соотношения
между скоростью подачи и скоростью главного двигателя должно
поддерживаться с высокой степенью точности, привод подач выпол-
няется по синхронно-следящей системе (электрический вал). Так,
например, осуществляется привод подач тяжелых токарных станков
при необходимости нарезания резьбы, приводы вращения изделия
в зубошлифовальных станках с червячным абразивным инструментом
и т. п.
Наиболее рациональны силовые системы электрического вала
(машины с фазным ротором).
12. Особенности определения мощности приводов подач
и установочных перемещений
В приводах подачи от главного двигателя мощность, затрачивае-
мая на подачу, относительно мала (1 -г- 6% от мощности главного
привода); при практических расчетах мощности главного привода
нагрузкой подачи обычно пренебрегают.
При проектировании разделенного привода подач должны быть
выбраны двигатель подачи, машины или приборы преобразователь-
ного агрегата, аппаратура управления.
Поэтому правильное определение мощности приобретает перво-
степенное значение.
Усилие перемещения узла, совершающего движения подами
и расчет мощности подачи. При перемещении подвижного органа,
совершающего движение подачи, преодолевается усилие
. Qn-kFx + f^N + aS,	(37)
где Fx — составляющая усилия резания в направлении подачи в кГ;
— сумма нормальных сил, действующих на направляющие
(вес узла и детали, реакции от усилия резания и др.) в kF.
S — площадь прилегания трущихся поверхностей подвижного
органа и станины в си2;
k — опытный коэффициент (k = 1,2 -г- 1,3);
/ — коэффициент трения;
а — удельное усилие прилипания поверхностей направляющих
в кПсм2 (а = 0,03	0,05 кПсм*).
Сила Fх преодолевается только во время резания, при устано-
вившейся подаче. Таким образом, в тот момент, когда подвижной
орган трогается с места, эта сила отсутствует.
Величина коэффициента трения f для различных скоростей пере-
мещения, соответствующих условиям работы приводов подачи,
не остается постоянной, а зависит от скорости перемещения мате-
риала трущейся пары. На фиг. 20 приведен типичный график зависи-
мости коэффициента трения от скорости скольжения. Кривая имеет
на оси ординат 2 точки: f01 — коэффициент трения в момент трогания
и f0 — наибольшее значение коэффициента трения при движении.
57
По усилию Qn определяется момент на ведущем звене последней
кинематической пары привода подач
< =	=	%N,S, f, а]
и статический момент на валу двигателя
с п
где i — передаточное число от вала двигателя к последнему валу
привода подач;
т) — к. п. д. привода подач без учета направляющих.
При определении момента на валу двигателя подачи следует
учесть, что к. п. д. привода т]п = т] т)я не остается постоянным на раз-
ных скоростях подачи, так как
потери в передачах (особенно
в червячных и винтовых), в под-
шипниках и на направляющих
изменяются в результате изме-
нения соответствующих коэф-
Фиг. 20. Зависимость коэффициента
трения от скорости скольжения.
Фиг. 21. Зависимость момента холо-
стого хода привода от скорости пере-
мещения:
/ — с учетом изменения коэффициента
трения на направляющих; 2 — с учетом
переменного к. п. д. передачи.
На фиг. 21 приведены кривые изменения момента холостого хода,
причем кривая 2 построена с учетом изменения к. п. д. передачи.
Как явствует из графика, влияние зависимости коэффициентов тре-
ния от скоростей скольжения в деталях передач особенно сильно ска-
зывается на моменте трогания подвижного узла. Таким образом, ста-
тический момент на валу двигателя привода подачи зависит от харак-
тера изменения коэффициентов трения на направляющих /ди в пере-
дачах а также от изменения наибольшего необходимого усилия
резания в зависимости от скорости подачи.
Вследствие сложности этой зависимости рекомендуется оформлять
расчеты мощности привода подачи в виде таблицы, задавая различные
значения скорости подачи sM, соответствующие им усилия резания
Fрез и их составляющие Fx, Fy, Fz, вес подвижного узла G и изделия
Gu (если оно перемещается), передаточное число г, и получая из гра-
фиков и расчетом	Мп, пд (скорости скольжения в пере-
дачах определяются по заданной скорости подачи sM).
58
Мощность двигателя подачи в случае применения электрических
или электромеханических способов изменения подачи выбирается
по наибольшему статическому моменту на валу двигателя и наиболь-
шей его скорости на данной механической ступени (если применяется
коробка подач):
Р
п
^смакс п^макс
975РЙ
кет,
(38)
где Мс „гг — наибольший статический момент на валу двигателя
МикС
в кГм;
пдмакс — наибольшая скорость двигателя на механической сту-
пени коробки подач, соответствующей верхнему под-
диапазону скоростей;
kt и Da2 — см, стр. 51.
В случае изменения скорости двигателя вниз и вверх от номиналь-
ной формула (38) верна при условии

Мсмакс
" макс
(39)
Если, в частности, быстрое установочное перемещение осуще-
ствляется от двигателя подачи, условие (39) принимает вид
Г)	смакс
32 С (Мс)б.„
(40)
В случае, если неравенства не удовлетворяются, двигатель
выбирается по большему из значений, полученных из выражений:
Рб. п = -М~б^дмакс Квт;	(41)
Р
п
М°МаксПном
975
квт.
(42)
Если при этом часть подач получается при пд > пшм, т. е. изме-
нением скорости двигателя при постоянной мощности, некоторое
снижение Qn (или Fx) может быть допущено, так как наибольшие
скорости подач относятся к чистовым режимам резания.
Выбранный двигатель постоянного тока необходимо проверить
на перегрузочную способность при преодолении момента трогания
с места, характеризуемого следующими факторами:
1)	отсутствием резания (Fx = 0, Fy = О, Fz = 0);
2)	наибольшим значением коэффициентов трения на направляю-
щих (/у = /01) и в передачах при sM = 0;
3)	наибольшим значением коэффициента прилипания а ~
= 0,05 кГ/см2.
Если быстрое установочное перемещение осуществляется от дви-
гателя подачи при ослаблении его потока, включение быстрого пере-
мещения должно производиться вначале при Ф = Фжате (т. е. при
Мд = Мадк(.) с последующим ослаблением.
59
Если быстрое установочное перемещение осуществляется от отдель-
ного асинхронного двигателя, то его выбор следует производить
так же, как выбор двигателей любых вспомогательных приводов,
работающих в кратковременном режиме.
Выбранный двигатель проверяется по условиям пуска при тро-
гании с места.
Условия пуска асинхронного двигателя быстрых установочных
перемещений могут быть значительно улучшены одновременным
включением двигателей подачи и быстрых установочных перемеще-
Фиг. 22. График требуемого усилия подачи Fx и тягового усилия вычисленного
с учетом изменения коэффициента трения, в зависимости от скорости.
Хорошие результаты дает применение для привода быстрых пере-
мещений асинхронных двигателей с повышенным скольжением, кото-
рые отличаются наибольшей кратностью пускового момента при наи-
меньшей кратности пускового тока.
Силовые характеристики привода подач и установочных переме-
щений. Все рассуждения и расчеты по приводу подач до сих пор
ограничивались общим положением о необходимости иметь для приво-
дов подачи постоянный момент (или постоянное усилие подачи).
Однако необходимое усилие подачи Qn не остается постоянным
при изменении скорости подачи. При малых подачах на оборот наи-
большее необходимое усилие подачи ограничено применяемой глу-
биной резания, в свою ойередь определяемой наибольшим припуском
или длиной режущей кромки резца.
Наибольшее усилие подачи может быть получено лишь при
подаче
. ___ С „	___ У * 5о)лшкс „	\ с
ло'1мин f	имин лммин-
1макс	мин
где (t X з0)иаи, — наибольшее сечение стружки в мм2, определяе-
мое наибольшим допустимым усилием резания;
tMaKC — наибольшая глубина резания в мм, ограничен-
ная величиной припуска на обработку.
При больших скоростях подачи, используемых при самых высоких
числах оборотов шпинделя (планшайбы), т. е. при наибольших ско-
ростях резания и наименьших диаметрах обработки, усилие подачи,
допустимое по мощности главного привода, значительно меньше
наибольшего. Поэтому при sM-+ возможны только получистовая
и чистовая обработка с малыми усилиями подачи.
На фиг. 22 показан вид кривой требуемых усилий подачи Fх
в функции скорости подачи. На том же графике дана кривая тяговых
усилий, вычисленных с учетом изменения коэффициента трения
в зависимости от скорости скольжения [39].
Рассмотрев фиг. 22, можно сделать следующие выводы:
1) уменьшение тягового усилия привода подач в нижней части
диапазона подач в какой-то мере согласуется с уменьшением необхо-
димого усилия подачи в этой части диапазона; поэтому коэффициент
kt, вводимый в формулы (32), (38) с целью учета плохого охлаждения
на малых скоростях двигателя, может быть несколько понижен;
2) уменьшение тягового усилия в верхней части диапазона делает
принципиально возможным изменение скорости подач в этой части
диапазона путем ослабления потока двигателя.
Поэтому снижение мощности и габарита двигателей подач может
быть достигнуто применением высокоскоростных двигателей с диа-
пазоном изменения скорости до 6ч-8 за счет ослабления потока.
ГЛАВА III
ИЗМЕНЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ПРИВОДА
ПО СИСТЕМЕ ЭМУ — D
13. Получение малых скоростей и регулирование скорости
двигателя
Получению малых скоростей в электроприводе по системе электро-
машинный усилитель — двигатель (ЭМУ—Д) препятствуют напря-
жение остаточного намагничивания ЭМУ, нелинейность характе-
ристики холостого хода ЭМУ и нагрузочных характеристик привода.
Для получения малых скоростей применяется отрицательная обрат-
ная связь по скорости двигателя. Отрицательная обратная связь
по скорости двигателя уменьшает гистерезисную петлю характери-
стики холостого хода ЭМУ, линеаризирует характеристику и умень-
шает передаточный коэффициент ЭМУ. Минимальная скорость иде-
ального холостого хода двигателя, зависящая от остаточного намаг-
ничивания ЭМУ, при наличии отрицательной обратной связи по
скорости равна
п — иУрЬд
д~ 1 + kykdko.c’
43)
где иу0 — напряжение остаточного намагничивания;
kd — передаточный коэффициент двигателя;
ky — передаточный коэффициент прямой цепи управления
разомкнутой системы;
k0_ с — передаточный коэффициент обратной связи.
При kyksk0' с » 1
п ~ Uyo
дман kyk0. с '
(44)
При увеличении ky и £0. с скорость двигателя определяется раз-
ностью двух сравнительно больших напряжений сигнала и обратной
связи.
Требуемый передаточный коэффициент контура регулирования
определяется по формуле (68), выведенной ниже.
62
Поддержание постоянства заданной скорости при изменении
нагрузки производится с помощью пропорционального регулиро-
вания, регулирования по производным и интегрального управления.
На фиг. 23 показана упрощенная схема привода с пропорцио-
нальным регулированием скорости. Разность между напряжениями
уяхпгенрпатопа и._ и эталонным
Фиг. 23. Упрощенная схема электро- производной; в — при интегральном
привода ЭМУ—Д.	управлении скоросЬю.
генератора уменьшается, а разность напряжений на обмотке
управления ЭМУ возрастает. Появляется положительное прираще-
ние напряжения управления, которое вызывает добавочную поло-
жительную э. д. с. ЭМУ Е1у, препятствующую падению скорости
двигателя (фиг. 24, а). Если при сбросе нагрузки скорость двигателя
63
возрастает выше заданной, то ошибка 6 получает отрицательное зна-
чение и в приводе появляется отрицательная добавочная э. д. с. ЭМУ,
которая уменьшает скорость двигателя. Добавочная э. д. с. упра-
ОД-1	Р5
J\N\>---------------
ОД-2
--------------------
вления пропорциональна отклоне-
нию скорости двигателя от задан-
ного значения
(пд0 — пд) = к^.
Фиг. 25. Схема привода с промежу-
точным усилителем.
Очевидно, для уменьшения
ошибки 6 необходимо увеличивать
передаточный коэффициент kx.
Для этого можно применять ЭМУ
с низкоомными обмотками упра-
вления и тахогенератор с боль-
шим передаточным коэффициен-
том; якорь тахогенератора выби-
рают низкоомный, что увеличи-
вает передаточный коэффициент
контура сравнения. В случае не-
обходимости большего увеличения
применяют промежуточный уси-
литель (фиг. 25).
Электропривод с одним пропор-
циональным регулированием ско-
рости имеет большую динамиче-
скую ошибку, которая особенно
проявляется на малой скорости
двигателя. Для уменьшения дина-
мической ошибки и повышения
быстродействия привода приме-
няется регулирование по первой
и второй производным от скорости
по времени. В приводе с регули-
рованием по первой производной
вырабатывается добавочная э. д. с.
управления, пропорциональная
ускорению двигателя:
р — ь
^У ~~ dt •
момент изменения скорости и,
Преимущество управления по
производной состоит в том, что
э. д. с. управления имеет доста-
точно большую величину в первый
таким образом, уменьшает динами-
ческую ошибку. Электродвижущую силу управления, пропорцио-
нальную ускорению двигателя, можно получить с помощью трансфор-
матора, первичная обмотка которого ТФ-1 включена на напряжение
якоря тахогенератора (через сопротивление), а вторичные обмотки
64
ТФ-2, ТФ-3 включены на вход промежуточного усилителя
(фиг. 25).
Результирующая э. д. с. управления, пропорциональная скорости
и ускорению двигателя, при наличии постоянного ускорения имеет
вид, показанный на фиг. 24, б.
Управление по второй производной от скорости двигателя полу-
чается с помощью емкости С, включенной параллельно сопротивле-
нию г. Ток, протекающий через емкость С и первичную обмотку
ТФ-1, наводит во вторичных обмотках э. д. с. управления1
Для уменьшения ошибки регулирования скорости полезно при-
менять интегральное управление скоростью:
Eiy = dt.
Если пренебречь зоной нечувствительности системы регулирова-
ния, то э. д. с. управления, пропорциональная интегралу от ошибки,
нарастает все время, пока ошибка
не уменьшится до нуля (фиг. 24, в).
В этом случае происходит аста-
тическое регулирование скорости
первого порядка. Интегральное
управление полезно применять
в приводах, где требуется очень
малая ошибка регулирования ско-
рости и где отсутствует ударная
нагрузка.
Фиг. 26. Схема ограничения и регули-
рования тока с использованием обмотки
управления и некомпенсированной
реакции якоря ЭМУ.
14. Ограничение и регулирование
тока двигателя
Автоматическое ограничение и
регулирование тока двигателя
производится отрицательнойобрат-
ной связью по току нагрузки,
действующей с отсечкой. Отрица-
тельная связь по току получается
с помощью обмотки ОУ-2, включен-
ной параллельно части сопротивле-
ния якорной цепи привода
(фиг. 26). Последовательно с обмот-
кой ОУ-2 включается напряжение отсечки и0 от независимого
источника.
При протекании тока нагрузки на сопротивлении компенсацион-
ной обмотки ЭМУ появляется входное напряжение ивХ = kK. у1д,
1 Авторское свидетельство № 98785 от 21 августа 1954 г. на имя Эльясберга М. Е.
и Верхолата М. Е.
5 Разыграев А. М. и др. 349
65
действующее против напряжения отсечки. Напряжение отсечки
выбирается равным падению напряжения на компенсационной об-
мотке от эталонного тока сравнения и0	При перегрузке
и во время разгона или торможения двигателя, при 1д > /ао, отри-
цательная обратная связь по току препятствует дальнейшему воз-
растанию тока двигателя. Одновременно производится автомати-
ческое поддержание постоянства ускорения привода в пределах от
^wo   kMIм — Мст
dt ~ J
Фиг. 27. Механические характе-
ристики привода с ограничением
тока.
ДО
dwQ _ kMI— Мст
dt ~ J
где J — приведенный момент инер-
ции системы.
В установившемся режиме с по-
мощью устройства ограничения тока
получается значительный наклон ме-
ханических характеристик привода
при статической нагрузке Mcm>IdokM
(фиг. 27).
Ограничение и регулирование
тока двигателя можно получить и
без обмотки управления1 (фиг. 23, 25, 28, а).
Ток обратной связи 1о-е и витки обмотки якоря ЭМУ образуют
магнитный поток некоменсированной реакции якоря Фр, который
действует против магнитного потока Ф1Г независимого возбуждения.
Передаточный коэффициент этой обратной связи легко рассчитать
через параметры компенсационной обмотки.
Передаточный коэффициент ЭМУ по напряжению при возбуждении
от компенсационной обмотки kK = —. Ток „ определяется
из соотношения /lyU7ly yWK. у. Для улучшения работы устрой-
ства ограничения тока необходимо увеличить передаточный коэффи-
циент контура обратной связи k „ =----г*'-и— , т. е. уменьшить
р гк.у ГО~ГГС
сопротивление отсечки г0 и прямое сопротивление вентиля на линей-
ной части характеристики гс.
Электродвижущая сила ЭМУ от обратной связи по току с отсечкой,
полученной с помощью некомпенсированной реакции якоря
Ер. я ^о. р^к^^вх ^о. р^кгк. у Дэо)-	(45)
При включении в цепь обратной связи обмотки управления ЭМУ
ОУ-2 (фиг. 26), с дной стороны, добавляется намагничивающая сила
(н. с.) управления за счет обмотки ОУ-2, но с другой стороны,
уменьшается н. с. управления за счет обмотки якоря ЭМУ вследствие
1 Авторское свидетельство № 95843 от 28 августа 1953 г. на имя Бахарева С. А.
i S
введения в контур обратной связи сопротивления обмотки. Поэтому
необходимо определить, увеличивается или уменьшается э. д. с. ЭМУ
от обратной связи при включении обмотки ОУ-2.
Электродвижущая сила ЭМУ при действии одной обмотки упра-
вления ОУ-2
^2у koifciyfк- у д ^<3о) >	(46)
где koi = ———г-~-----:-----передаточный коэффициент контура
гЪу~Т гк. у~Г ГЪ~Г Гс
обратной связи при действии обмотки
ОУ-2;
£
k2„ = —-----передаточный коэффициент ЭМУ для
У	Г 2у* 2У
обмотки ОУ-2.
Электродвижущая сила ЭМУ от действия одной обмотки якоря
при включении в цепь обратной связи сопротивления обмотки ОУ-2
— &0. Я&кГк< у (Jd ^5о)>	> (47)
где k0 я =----——-J---------— передаточный коэффициент контура
* Г2У~ТГК. у~г го~г гс
обратной связи при действии
реакции якоря.
Электродвижущая сила ЭМУ от суммарного действия обмотки
управления и обмотки якоря
^2я ~ (^о2^2у	*о. я^к) Гк. у (Iд 1до)‘	(4®)
Необходимо выбрать такой вариант схемы управления, для
которого передаточный коэффициент обратной связи больше k0. pkK
или ko2k2y + koakK.
15.	Статический расчет привода
На станкостроительном заводе имени Свердлова и в специальном
конструкторском бюро № 2 по станкостроению (Ленинград) разра-
ботан общий метод статического расчета привода подач станков,
некоторые положения которого рассмотрены в [29]. В дальнейшем
этот метод был усовершенствован [30].
Сущность метода состоит в следующем.
1.	Расчетная схема привода разделяется на независимые контуры,
которым приписываются контурные токи, направленные по часовой
стрелке; проставляются знаки э. д. с., показываются начала и концы
обмоток возбуждения.
2.	Для каждого контура составляется исходное уравнение равно-
весия э. д. с. и падений напряжений; составляются исходные уравне-
ния для э. д. с., действующих в контурах. Контурный ток, протекаю-
щий по обмотке возбуждения генератора от начала к концу наводит
э. д. с. положительной полярности; результирующая э. д. с. равна
сумме э. д. с. от отдельных обмоток.
3.	Исходные уравнения решаются совместно относительно того
неизвестного, действие которого желательно рассчитать. Исходные
5*	67
уравнения привода решаются относительно скорости вращения дви-
гателя. Полученное уравнение механической характеристики содер-
жит передаточные коэффициенты и другие параметры всех звеньев.
4.	Из уравнения механической характеристики выводится фор-
мула, связывающая передаточный коэффициент контура регулиро-
вания, диапазон изменения
скорости и ошибку регу-
лирования скорости. По этой
формуле рассчитывается диа-
пазон, который обеспечивает-
ся данным приводом, или не-
обходимый передаточный
коэффициент привода для по-
лучения заданных диапазона
и ошибки.
Фиг. 28. Расчетная схема электропривода (а) с эквивалентными
схемами контуров 5 -ь 7 (6).
5.	Из уравнения механической характеристики находятся урав-
нения для расчета вариатора скорости, устройства ограничения тока
и параметров привода.
Ниже дан расчет электропривода широкого диапазона изменения
скорости по системе ЭМУ — Д с отрицательной обратной связью по
скорости двигателя, с промежуточным электронным усилителем
й с токовой отсечкой.	*
68
На фиг. 28, а представлена расчетная схема привода. Эту схему
можно разделить на 9 независимых контуров, которым приписы-
ваются соответствующие контурные токи. Полярность э. д. с.,
начала и концы обмоток ЭМУ показаны на схеме. Составим исходные
уравнения равновесия э. д. с. и падений напряжения для каждого
контура.
Для контура 1
Аги —ue = 0;	(49)
для контура 2
^2Г22 Л/23 Ue ~ О*
Изменение тока 13 во время регулирования скорости не должно
менять величину эталонного напряжения Uc. Для выполнения
этого условия выбирают сопротивления 2г3, так, чтобы /2 Ц-
Тогда действием напряжения 13г23 третьего контура на второй
можно пренебречь:
/2г22 — ив = 0.	(50)
Для контура сравнения напряжений эталонного и обратной связи
Isr3s — Цг32 + Ет = 0.	(51)
Передаточный коэффициент балансного усилителя равен пере-
даточному коэффициенту одной его «половины». Для контура вну-
тренней обратной связи (фиг. 28, б)
	/3г3 — Ац —/6г4 = 0;	(52)
для контура 5		
	V85 — Ац(х1 = 0;	(53)
для контура 6		
	вГвв Л ’ 2г5 = 0,	(54)
для контура 7		
	/7г77	= 4,	(55)
где p-ц р2 — передаточный коэффициент лампы Л1, Л2;
1&,	/, — приращения токов ламп.
Для контура 8
Vee — Vs» + «о = °;	(56>
для якорной цепи привода
+ Ед — Еу = 0 (при /9 > /8).	(57)
В уравнениях (49)—(57) обозначено:
Гц — ги 4- fт'у ^23, — г2в'у г2з~ г32 — г2; г33 = г2 + 2г3 гя. т",
г33 = г4 4- Г8 4- ги-, г66 = 2 (г5 4- г,); г„ = г1у 4- г2/ 4- г^;
Гвв Гк- у 4“ Го 4" Гс, Г89 Гк. у, Г99	4- г я у 4- Гк. у 4- Г<). у	г я.
69
Переходным сопротивлением щеток и сопротивлением соедини-
тельных проводов пренебрегаем.
Составим исходные уравнения для э. д. с., действующих в кон-
турах.
Напряжение отсечки принимается равным падению напряжения
на компенсационной обмотке от эталонного тока сравнения
«О = Г к. у!до-	(58)
Электродвижущая сила ЭМУ от протекания контурного тока /7
по обмотке управления от начала к концу
£1у — kif lyll>
где klu =	----передаточный коэффициент ЭМУ по напряжению
и	r1у‘ 1У
при возбуждении его от обмотки ОУ-1.
Согласно методу расчета, контурный ток 18, протекающий по ком-
пенсационной обмотке от конца к началу, создает э. д. с. ЭМУ отри-
цательной полярности. В действительности ток 18 не протекает
по компенсационной обмотке, а протекает по обмотке якоря ЭМУ
от ее конца к началу и создает некомпенсированную намагничива-
ющую силу реакции якоря, которая индуктирует э. д. с. ЭМУ отри-
цательной полярности:
Е1К к- у^8>
где kK —	----передаточный коэффициент ЭМУ по напряжению
при возбуждении от компенсационной обмотки.
Электродвижущая сила ЭМУ от протекания контурного тока 19
по обмотке якоря от ее конца к началу и по компенсационной обмотке
от ее начала к концу
Ер< К К, у^9	&я^ я. у^О-
Величина и полярность э. д. с. Ер Лопределяются степенью ком-
пенсации ЭМУ. При наличии перекомпенсации (гш > гш0)
Е-2к — ^9^кГк- у^О'
Результирующая э. д. с. ЭМУ равна сумме э. д. с. Е1у, Е1к, Ер_ к
Еу	kiyi\ylf	kKrK yl8	к yl9 + Ео,	(59)
где Ео — э. д. с., обусловленная остаточным намагничиванием, опре-
деляемая из характеристики холостого хода ЭМУ.
Электродвижущая сила тахогенератора
Ещ ~ ЕтФтпт — СтФткрпа.	(60)
Электродвижущая сила двигателя
Ед = Сепд.	(61)
70
Решая уравнения (50) — (61) относительно скорости двигателя,
получим уравнение механической характеристики привода в следую-
щем
виде:
[tiek^k^k^k^k^kjy — kskKrK, у (Jd	Iдо) ~Ь к. у?д ' Гя^д £р] k$ (62)
Пд =
1 +k3kЛ1	.72^11/k<jk pkm
или
__	к, у (Id ^do) “k ^9^кгк.у^д гя^д i ^о]
Пд-----------------------------ГдГУ
(63)
где
Ь — Гг k — — k — —
«2 — r ’ К3 — г •	— -
г22	Г33	г55
k	k
“ Г55 ’	6 ~ г66
h — Г1У k — Гк- и k — Гк- у
к7 — г ’	— г ’ к9 — г
r88	rUl. Э
гк- У (гш	гшв)
Г 77
есть передаточные коэффициенты соответствующих контуров;
‘“"W? t-»=4’1*’- 4’=-i’ 4-=c-*~ ‘---S
есть передаточные коэффициенты усилителя Л1, Л2, двигателя, тахо-
генератора, редуктора;
knp = kwkd = k^k^k^k^k^kd — передаточный коэффициент
прямой цепи управления;
^о.с = kpkm — передаточный коэффициент
цепи обратной связи;
k — knpk„, с = k^k^k^k^k^kgkpkm — передаточный коэффициент
контура регулирования в ра-
зомкнутом состоянии.
Уравнение механической характеристики (62) позволяет соста-
вить структурную схему привода для установившихся режимов
(фиг. 29, а). Таким способом можно получить структурную схему
привода, когда затруднительно составить ее на основании прин-
ципиальной схемы.
Если ток двигателя изменяется в пределах от тока холостого хода
до эталонного (0 < 1д < /5о), когда устройство ограничения тока
не действует, то 1д— 1до = О, и слагаемое к&ккгку{1д — Ia^kd
в уравнении (62) отсутствует. Если для минимальной скорости дви-
гателя установлена полная компенсация ЭМУ, то гш ~ гш0, k9 — 0,
и слагаемое k^kKrK yIdkd в уравнении (62) для данной скорости отсут-
ствует. В этом частном случае уравнение механической характери-
стики привода
=,'11' =гшо, /э<^о)	(64)
и структурная схема привода принимает вид, представленный на
фиг. 29, б.
71
В уравнении (64) первое слагаемое представляет собой заданную
скорость двигателя при идеальном холостом ходе
=	.(65)
второе слагаемое в уравнении (64) представляет собой изменение
скорости двигателя в зависимости от нагрузки и остаточного намаг-
ничивания ЭМУ:
б = - пд = ._('*Z|+^.. .	(66)
Изменение скорости б называется статической ошибкой регули-
рования скорости. Относительная статическая ошибка
б _ (гя1д + £„) kd
пд» (1 + Л) n<Jo
(67)
Отсюда определяется передаточный коэффициент привода, необ-
ходимый для получения заданной минимальной скорости двигателя
Фиг. 29. Развернутая структурная схема привода (а); упрощенная структурная
схема при полной компенсации ЭМУ и отсутствии ограничения тока (6).
и для поддержания постоянства скорости в пределах заданной отно-
сительной статической ошибки
К = ~dn^°}kd- ~ 1 (ПРИ = '-<>)•	(68)
Если передаточные коэффициенты контура сравнения, ЭМУ,
двигателя, редуктора и тахогенератора известны, то необходимый
72
передаточный коэффициент промежуточного усилителя определяется
из формулы
Кэ-у = k3kiykdkpkm •	(69>
Зная Кэ. у, можно проектировать усилитель. В рассматриваемой схеме
передаточный коэффициент промежуточного усилителя находится
путем совместного решения исходных уравнения (52) — (55):
/Г _	_ ъ h ь	(7Q\
'''Э. у 1 I	Vй/
Заданная скорость двигателя устанавливается переменными сопро-
тивлениями га, г1в, связанными с одной рукояткой вариатора ско-
рости. Сопротивление г2 используется для задавания скорости дви-
гателя от минимальной до такой, когда э. д. с. тахогенератора дости-
гает максимально допустимой величины (положение а фиг. 28, а).
В данном случае варьирование скорости производится изменением
напряжения сравнения. При этом г1в = 0 и поток тахогенератора
имеет номинальное значение. Путем изменения сопротивления ги
и потока тахогенератора Фт осуществляется установка высоких
скоростей двигателя и, кроме того, можно получить ускоренные
перемещения при ослабленном потоке возбуждения двигателя. При
этом г2 = г2о. напряжение сравнения максимальное, а передаточные
коэффициенты тахогенератора, обратной связи и контура регулиро-
вания уменьшаются (положение б на фиг. 28, а). В этой части диа-
пазона варьирование скорости производится путем ослабления
отрицательной обратной связи.
Сопротивление г2 вариатора скорости рассчитывается из уравне-
ния (65). Пренебрегая единицей при 1, получим
г2 = пв0 (при г2 < г^).	(71)
Для определения сопротивления г1в нужно найти
= (72)
По полученному значению km = СтФот, с помощью кривой намаг-
ничивания, находят ток возбуждения тахогенератора 1г и из формулы
(49) определяют сопротивление
<73>
Большое влияние на точность поддержания постоянства скорости
оказывает нестабильность напряжения сравнения и тока возбуждения
тахогенератора при работе на линейной части кривой намагничивания.
Эта нестабильность во времени показана на фиг. 29, б в виде возму-
73
щения АД на входе звена #10. Ошибка, вносимая возмущением
АД, находится из структурной схемы:
или
\р
(при £» 1).	(75)
НрК-т
Для уменьшения ошибки Апа применяется стабилизация напря-
жения сравнения и тока возбуждения тахогенератора.
Устройство ограничения тока рассчитывается из условий, кото-
рыми определяется точка А на механической характеристике
(фиг. 27):
1)	установка вариатрра скорости соответствует максимальному
напряжению сравнения, когда k2 = 1;
2)	двигатель заторможен, па = 0;
3)	в якорной цепи протекает максимально допустимый ток дви-
гателя 1а = 1дм.
Для точки А уравнение (62) принимает следующий вид:
к- у д- м Iдо)	д- м 4“ ^0 ~ 9
(при гш = гш0).	(76)
Первый член представляет собой э. д. с. ЭМУ от задающей н. с.;
второй член — э. д. с. ЭМУ от н. с. отрицательной обратной связи
по току с отсечкой. Намагничивающая сила отрицательной обратной
связи по току с отсечкой должна компенсировать задающую н. с.
и обеспечить пд = 0. В реальных системах автоматического регули-
рования задающая н. с. Ilywly ограничена максимально допустимым
током 11ум в обмотке управления ЭМУ по условиям нагрева. Поэтому
э. д. с. ЭМУ в уравнении (76) не может быть больше э. д. с. от мак-
симально допустимой н. с.:
«ЛЛ7 71у. 1у&1-У‘	(77)
Это условие необходимо учитывать при расчете устройства огра-
ничения тока.
Из уравнения (76) находится передаточный коэффициент контура
отрицательной обратной связи по току с отсечкой
ka =	+ (при Uek3^ kly < Ily. Mrlykly) (78)
ккгк.у\1д.м 1до)
и сопротивление отсечки
го = ^~ ГК.у-Ге-	(79)
Если сопротивление отсечки известно, то из уравнения (76) опре-
деляется максимальный ток двигателя при неподвижном якоре.
74
16.	Пример расчета
Дано: 1) исполнительный двигатель постоянного тока с незави-
симым возбуждением типа МИ-42; Рд.к= 1,6 квт; иа. н == 220 в;
/э н = 9,1 а; пд н = 1500 об/мин; гя,3 = 0,75 ом; гд э = 0,53 ом;
2)	электромашинный усилитель типа ЭМУ50-4-Д; Ру н = 2,2 квт;
иу, н = 230в; Iн = $,Ъа; пу,н= 1440 об/мин.; гя, у = 1,'39 ом; гк у =
= 1,16 ом; гд, у = 0,32 ом; число витков компенсационной обмотки
wK.y = 242; комплект обмоток управления ЭМУ50-4-Д (табл. 4).
Таблица 4
Обмоточные данные ЭМУ50-4-Д
Данные	№ обмоток			
	1	2	3	4
Сопротивление в ом . .	2230	9,25	2230	930
Число витков		3200	220	3200	1200
Номинальный ток упра- вления в ма 		23	330	23	61
Из характеристики холостого хода ЭМУ э. д. с. остаточного
намагничивания Ео = 23 в;
3)	тахогенератор постоянного тока с независимым возбуждением;
электродвижущая сила тахогенератора Ет = 200 в при скорости
вращения пт = 1600 об/мин.; гя, т = 200 ом;
4)	напряжение возбудителя ив = 220 в;
5)	подача органа станка определяется рядом чисел оборотов
двигателя от пдОми/{ = 2,1 об/мин. до = 1670 об/мин. Зна-
менатель ряда <р = 1,26. Диапазон изменения подач Dn — - °-иа£с —
Пдоми н
~ ~2Т' = 800’ Ошибка Регулирования скорости s = 0,1.
Решение 1. Сопротивление якорной цепи ЭМУ—Д в нагре-
том состоянии1
^я = 1,2 (Тя. д + Гд. g Н" у “Ь Гк, у “Ь ^д-у)
= 1,2 (0,75 + 0,53 + 1,39 + 1,16 + 0,32) = 5 ом.
2.	Сопротивление якорной цепи двигателя в нагретом состоянии
 гд = 1,2 (гя. д + гд. д\ = 1,2 (0,75 + 0,53) = 1,54 ом.
3.	Номинальная э. д. с. двигателя
Ед.н = ид,н-гд1д.н = 220- 1,54-9,1 =206 в.
1 Коэффициент 1,2 приводит сопротивление обмотки к температуре 75°С.
75
4.	Передаточный коэффициент двигателя
, Пд. н 1500	_ OQ об/мин.
kd ~	~ -206- ~ 7’28	~ ‘
5.	Передаточный коэффициент контура регулирования при разомк-
нутой обратной связи по скорости двигателя
д = (гя1д,н + Е„)кд = (5-9,1 +23) 7,28 =
2,1-0,1
Такой передаточный коэффициент можно получить в электропри-
воде по системе ЭМУ—Д с промежуточным усилителем.
6.	Передаточный коэффициент тахогенератора
ь =	— 200 — л 125 в
т	пт “ 1600 ~ ’ об/мин. •
7.	Передаточный коэффициент редуктора между тахогенератором
и двигателем принимаем
ь — Пт _ 1570 _ 1 05
rp пд ~ 1500 “
8.	Передаточный коэффициент ЭМУ при возбуждении от обмотки
ОУ-1
а, __ н __________230_____о о
~ г1у11у ~ 2230-0,0125 —
где ток обмотки управления
Т AwH 40	, _ ..
Л v =---=	= 12,5 ма
wly 3200	’
определяется с помощью характеристики холостого хода.
9.	Сопротивление г3 контура сравнения выбирается по возмож-
ности низкоомным для того, чтобы уменьшить влияние наводок
на вход усилителя.
Принимаем г3 = 2,2 ком.
Сопротивление вариатора скорости выбирается так, чтобы
изменение э. д. с. тахогенератора во время регулирования скорости
не изменяло заметно величину заданного напряжения сравнения.
Принимаем
= 0,363 (2г3 + гя. J = 0,363 (2-2230 + 200) як 1670 ом.
10.	Передаточный коэффициент контура сравнения при мини-
мальной скорости двигателя
t _____________2г3______________2 - 2230____л qz,
3*ис 2г3 + гя. m + riMUH~ 2-2230 + 200 + 2 ~ и>эо'
Передаточный коэффициент контура сравнения при полностью
введенном сопротивлении вариатора
k	2'2230_______07
змин 2-2230 + 200+ 1670
76
1
11.	Передаточный коэффициент промежуточного усилителя
v-	К	2370	311	'
Л3• у ~ k3MaKCkwkdkpkm ~ 0,96-8,3-7,28-1,05-0,125 ~ °11 •
12.	Далее выполняется расчет промежуточного усилителя на
заданный передаточный коэффициент К3. у = 311.
13.	Сопротивления ступеней вариатора скорости для заданного
ряда чисел оборотов двигателя
_   rzekpkmtid0   1670-1,05-0,125	__। <
r2— Ue	220	. Пд0 ~ 'Пд^ 0М"
В данном примере сопротивление вариатора скорости по абсо-
лютной величине совпадает с числом оборотов двигателя на каждой
ступени скорости.
14.	Значение эталонного тока сравнения, в случае превышения
которого начинает действовать отрицательная обратная связь по току,
принимается равным номинальному току двигателя
^дО = ^д- н = 9,1 а-
15.	Максимально допустимый ток двигателя считаем равным
Ц. М = 1.5/,. «= 1,5-9,1 = 13,7 а.
16.	Номинальный ток управления ЭМУ при возбуждении от ком- -
пенсационной обмотки	.
Л	= 0,165 а.
к- у wK. у 242	’	-'5
17.	Передаточный коэффициент ЭМУ по напряжению при воз-
буждении от компенсационной обмотки
Ь =	g = 1200.
к- ук- у 1,16-0,165
18.	Максимальная задающая э. д. с. ЭМУ (условно)
uek3MUHK3. ykly = 220-0,7.311-8,3 = 397000 в.
19.	Максимально допустимая задающая э. д. с. по условиям
нагрева обмотки управления (условно)
5/iv ZiAv = 5-0,023-2230-8,3 = 2130 в.
Это значение э. д. с. принимается в дальнейшем расчете.
20.	Передаточный коэффициент контура отрицательной обратной
связи по току с отсечкой
l	Hriyk\y—Гя^д- л + Еп _	2130	5-13,7 + 23 _ 0424
8~ kKrK. у(1д.м-1дп)	1200-1,16(13,7-9,1)
21.	Сопротивление отсечки и прямое сопротивление вентилей
на линейной части характеристики
г« + г=тг-г-. = W—,'16 = 2-42 ом-
77
Сопротивление вентилей rL = 2-0,18 = 0,36 ом.
Сопротивление отсечки г0 = 2,42 — 0,36	2,0 ом.
22.	Опорное напряжение отсечки
«о =	1,16-9,1 = 11 в.
23.	Ток, протекающий по сопротивлению отсечки от посторон-
него источника питания
4 = = 4 = а-
го &
24.	Передаточный коэффициент обратной связи
АЛ = 0,324-1200 = 389.
25.	Ток обмотки управления ОУ-2
26.	Передаточный коэффициент ЭМУ для обмотки ОУ-2
ъ — иу-н  	230	_ 107
2у Чу’ъу	9,25-0,182 —
27.	Передаточный коэффициент контура обратной связи при
включенной обмотке ОУ-2
Ъ ____________Чу_______ _ ______9'23_____- П 79
02	Чу + гк. у + г0 + гс	9,25 4-2,42 4- 1,16	’
28.	Передаточный коэффициент контура обратной связи при
действии реакции якоря ЭМУ
Ь — __________Гк- У______ ________1,16____ __ м nqnr
°‘я Чи + гк. у 4- г0 4- гс 9,25 + 2,42+ 1,16	’ У °'
29.	Коэффициент обратной связи при суммарном действии обмо-
тки ОУ-2 и реакции якоря ЭМУ
ko2k2y + Ао. akK = 0,72-137 + 0,0905-1200 = 98,7 + 108,5 = 207,2.
30.	Так как kakK > (Ао2А2у + Ао. ЯАК), наиболее эффективно
работает устройство ограничения тока, использующее некомпенси-
рованную реакцию якоря, без обмотки управления ЭМУ.
ГЛАВА IV
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
17.	Характеристика электрического управления
Системы электрического управления на станках предназначены:
для осуществления процессов разгона, торможения, регулирования
скорости электродвигателей и т. п. (автоматическое управление
электрическими машинами); для осуществления операций управле-
ния станочными приводами — пуска, установления последователь-
ности движений, изменения направления движений и пр. (автомати-
ческое или полуавтоматическое оперативное управление); для защиты
органов станка и обрабатываемых изделий от повреждений и пр.
(автоматическая технологическая защита).
В процессе технологического цикла обработки изделий обычно
используются два режима работы: режим установочных операций
и режим обработки изделий (основной). В соответствии с этим в схеме
электрического управления предусматриваются режимы и элементы
основного и установочного управления. Кроме того, на многих стан-
ках предусматривается режим наладочного управления.
К установочному управлению на станках относятся все элементы
управления, связанные с установкой и снятием изделия, подводом
и отводом инструмента. Для большинства установочных операций
требуется: осуществление медленных или быстрых перемещений без
изменения скорости, выбранной для основного управления, а также
исключение фиксации командного импульса.
Переход от основного управления к установочному может про-
изводиться без дополнительных переключений (при раздельном кно-
почном управлении) или с применением переключателя режимов.
К наладочному управлению относятся элементы управления,
связанные с заправкой инструмента на станке, с перемещением нор-
мально неподвижных узлов станка при переходе на обработку изде-
лий другого вида, с контролем отдельных узлов, с изменением или
проверкой программы автоматического цикла обработки.
В отличие от операций установочного управления, которые про-
изводятся работающим на станке, наладочные операции в большин-
стве случаев осуществляются наладчиком. Переход на наладочный
режим может производиться с помощью наладочных переключателей,
расположенных отдельно от других органов управления.
79
Для главного привода и приводов подачи, как правило, требуется
самостоятельное оперативное управление. Управление вспомога-
тельными приводами может быть в большинстве случаев автомати-
зировано путем использования межузловых блокировочных связей.
Например, пуск и остановка привода насоса смазки (работающего
одновременно с главным приводом) могут производиться органами
управления главным приводом. Для управления приводом электро-
механического зажимного устройства может использоваться блоки-
ровочная связь между этим приводом и приводом подачи (гл. V) и т. п.
Элементарные функции оперативного управления и технологи-
ческой защиты. К числу элементарных функций оперативного
управления относятся следующие:
1)	выбор движущегося органа;
2)	выбор режима работы или программы автоматического цикла;
3)	выбор скорости движения;
4)	выбор направления движения;
5)	пуск;
6)	остановка.
Осуществление этих функций производится с помощью органов
управления в процессе операций управления. При одной операции
управления может осуществляться одна функция или несколько
функций в сочетании.
Группировка функций в определенные сочетания определяет
выбор системы управления, конструкцию органов управления
и структуру однотактных схем оперативного управления.
Удобство управления определяется в значительной степени мини-
мальным количеством органов управления для заданного сочетания
функций на одну пусковую функцию и минимальным количеством
разнородных функций, выполняемых каждым органом управления.
С другой стороны, для упрощения процесса оперативного упра-
вления и релейно-контактной схемы используются различные спо-
собы совмещения функций управления в одном органе. В случае
неизбежности применения двух (или более) органов управления или
электромагнитных аппаратов желательно в целях упрощения схем
и конструкций применять разделение функций, как показано
ниже.
Системы электрического управления могут осуществлять следую-
щие функции автоматической технологической защиты металлорежу-
щих станков:
1)	защиту от поломки деталей станка при столкновении движу-
щихся элементов (в результате неправильных операций управления
или по другим причинам);
2)	защиту трущихся поверхностей от задиров при недостаточной
смазке или при перегреве (путем дистанционного контроля темпе-
ратуры);
3)	защиту инструмента от поломки при резком возрастании уси-
лий резания, а также при внезапной остановке главного движения
во время подачи;
4)	защиту от брака при остановке во время обработки.
50
Функции технологической защиты могут выполнять аппараты,
непосредственно относящиеся к данному участку схемы, или аппа-
раты межузловых связей.
Связи в системах электрического управления. Распределение,
усиление, размножение и преобразование команд электрического
управления производится посредством прямых связей управления.
Фиксация командных импульсов и контроль исполнения команд
производятся посредством обратных связей. Взаимодействие
элементов управления с помощью этих связей может быть показано
в виде структурных схем управления. Сочетание последовательных
звеньев такой схемы называют каналом управления.
Фиг. 30. Простейшая обратная связь релейно-контактного
управления (самоблокировка).
Простейшим видом обратной связи управления является само-
блокировка электромагнитных аппаратов, которую условимся изо-
бражать, как показано на фиг. 30.
Структурные .схемы управления применяются для выбора и син-
теза, а также для пояснения системы управления. Примеры таких
схем приведены ниже.
Характеристика органов управления. Фиксация команд управ-
ления может быть электромагнитной или механической. Для электро-
магнитной фиксации используются кнопки и переключатели с само-
возвратом, в сочетании с электромагнитными реле и контакторами.
Механическая фиксация достигается с помощью переключателей
без самовозврата.
Управление кнопками с самовозвратом получило на станках самое
широкое распространение благодаря удобству управления, малым
габаритам пультов, простоте дублирования управления и осуще-
ствления защиты минимального напряжения.
Кнопки управления выполняются с различными видами и сочета-
ниями контактов. Основное универсальное исполнение — с 1 н. о.
и 1 н. з. контактами.
Кнопки с двумя н. з. контактами «стоп» удобно применять для
аварийного отключения двух независимых цепей, например цепей
управления двух независимых частей агрегатного станка (имеющих
независимое питание).
На станках с многодвигательным приводом большое количество
кнопок затрудняет управление станком. Поэтому в ряде случаев
применяются кнопки в сочетании с переключателями управления.
Переключатели с самовозвратом особенно удобно применять для
установочного управления. Орган управления может быть располо-
жен так, чтобы поворот рукоятки мнемонически совпадал с напра-
6	Разыграев А. М. и др. 349	81
влением движения исполнительного органа станка. Переключатель
с самовозвратом на два положения заменяет две кнопки.
Механическая фиксация поданной команды у переключателя без
самовозврата исключает надобность в сигнализации состояния испол-
нительных элементов.
К числу недостатков переключателей относится трудность дубли-
рования управления и осуществления защиты от минимального
напряжения.
Переключатели без самовозврата применяются, главным образом,
как распределители; переключатели с самовозвратом выполняют
Фиг. 31. Схема селективного
переключателя.
функции пуска, реверса, изменения ско-
рости.
Переключатели без самовозврата могут
быть селективными или неселективными.
При переводе рукоятки (или кнопки)
селективного переключателя в любое дру-
гое положение команда подается только
в новом фиксированном положении без
подачи ложных команд на промежуточ-
ных положениях (пройденных при пово-
роте рукоятки).
Селективность переключателя обеспе-
чивается только его конструкцией. Для
перевода в другое положение нужно нажать, вытянуть или
«переломить» рукоятку. Дополнительное движение рукоятки про-
изводится в плоскости, которая перпендикулярна плоскости,
проходящей через все положения переключателя. Другой способ
заключается в том, что отмена предыдущей команды производится
блокконтактом переключателя, срабатывающим в промежутках
между его фиксированными положениями, а подача новой команды
производится кнопкой (встроенной в рукоятку) в новом положении
переключателя.
Конструкция селективного переключателя может быть выпол-
нена так, что поворот рукоятки возможен только при разомкнутом
состоянии всех рабочих контактов (например, при отводе назад
контактной щетки а переключателя, схема на фиг. 31).
Для совмещения разнородных функций оперативного управления
в одном органе могут быть использованы следующие факторы:
1)	движение рукоятки в различных направлениях (от себя, на
себя, вправо, влево);
2)	изменение угла поворота рукоятки;
3)	нажатие и опускание кнопки, встроенной в рукоятку;
4)	изменение усилия, прилагаемого к рукоятке (например, уве-
личение усилия для получения быстрого хода или импульсного
включения для проворота переключаемых блоков зубчатых
колес).
Примером органа с совмещением функций выбора направления
и пуска может служить командоаппарат (фиг. 32), применяемый
на токарных и фрезерных станках.
82
Другим примером является «оператор» — орган управления
установочными перемещениями тяжелых расточных станков (фиг. 33)
с совмещением функций выбора направления движения, изменения
скорости и пуска привода. Применение такого органа значительно
сокращает вспомогательное время.
Системы электрического управления. С точки зрения функцио-
нальных связей между элементами в схеме автоматическое управле-
ние может быть независимым или зависимым.
При независимом управлении команда на переход к следующей
операции подается от исполнительного элемента без обратной связи*
Большинство элементарных
схем независимого управления
действует в функции времени.
Системы независимого управле-
ния отличаются от систем зави-
симого управления меньшим
количеством контактов и мень-
шим объемом станочной элек-
тропроводки. Но, с другой сто-
роны, при нарушениях в ра-
боте схемы независимого упра-
вления чаще возникает несогла-
0
сованность действий командных
и исполнительных элементов.
Системы зависимого упра-
вления делятся на два вида
(фиг. 34):
Фиг. 32. Пример органа управления
с совмещением функций выбора напра-
вления и пуска для быстрых установоч-
ных перемещений:
/ — кнопка, встроенная в рукоятку.
1)	замкнутые;
2)	с промежуточной обратной связью.
Замкнутая система зависимого управления характеризуется тем,
что команда на переход к следующей операции, на остановку или
на продолжение работы в изменившихся условиях, подается от испол-
нительного механизма (или двигателя) с помощью обратных связей
управления после отработки предыдущей команды. Так осуще-
ствляется обратная зависимость:
1) от пройденного пути — с помощью путевых переключателей,
датчиков импульсов, датчиков положения;
2)	от скорости — с помощью реле скорости или тахогенератора;
3)	от циркуляции масла в системе смазки—с помощью струйного
реле и т. п.
В схемах релейно-контактного управления эта зависимость может
выражаться двумя знаками — вызывать отключение или включение
элементов схемы.
Достоинством схем замкнутого управления является высокая
точность, почти полная гарантия последовательности действия
исполнительных элементов, так как без выполнения предыдущей
команды нет последующей. Недостаток таких схем — необходи-
мость установки на станке соответствующей аппаратуры и развет-
вленная станочная проводка.
6*
83
BuS А
Фиг. 33. Схематическое устройство «оператора» —
органа управления установочными перемещениями
тяжелых расточных станков:
а — выбор направления движения; б — изменение
скорости; в — пуск привода.

Фиг. 34. Структура систем зависимого управления:
а — замкнутой; б — с промежуточной обратной связью.
КУ — кнопочное управление; ПЭ — промежуточный элемент; ИЭ — испол-
нительный элемент.
84
Стремление к сокращению аппаратуры и проводки привело
к использованию схем управления с промежуточной обратной связью.
В этих схемах команда на переход к следующей операции подается
от элементов схемы управления: например, измерение скорости
привода постоянного тока заменяется измерением э. д. с. двигателя;
контроль циркуляции масла (струйным реле) заменяется измере-
нием давления или контролем включения насоса и т. п.
а)
Фиг. 35. Сравнение прямой (а) и распределительной (6) систем управле-
ния одним пряводом.
Системы оперативного управления.По виду связи управления
с электромагнитными аппаратами различаются две системы упра-
вления: прямая и распределительная.
При прямой системе пуск и остановка привода требуют одной
манипуляции управления — нажатия кнопки или поворота рукоятки
переключателя (фиг. 35, а).
При распределительной системе число манипуляций управле-
ния — не менее двух, причем перед пуском посредством распредели-
тельного переключателя осуществляется не менее чем одна из функ-
ций управления.
Необходимым условием для применения распределительной
системы является наличие группы однородных элементарных функ-
ций управления (например, пуск вперед и назад для каждого из
нескольких приводов).
Для прямой системы количество действующих элементов опера-
тивного управления п равно количеству сочетаний операций упра-
вления Л. Для распределительной системы
где п0 — количество общих элементов (например, кнопок «стоп»);
«1, к2 — количество положений каждого распределителя.
85
Для однодвигательного привода распределительная система не
Дает большого упрощения схемы, менее удобна; применение ее допу-
стимо только для наладочного режима.
В случае многодвигательного привода распределительная система
может дать значительное сокращение количества электромагнитных
аппаратов и органов управления.
Распределение может применяться для тех элементарных функ-
ций управления, которые в сочетаниях этих функций меняются реже,
чем другие. Применяется распределение по режимам работы, по при-
водам, по направлению движения.
Чаще используется распределение по режимам.
Фиг. 36. Структурная схема селективного управления миогодвигательным приво-
дом с одним распределителем:
1КУ, 2КУ — кнопочное управление; П, У — промежуточные реле (подачи, установки);
ПС — селективный переключатель; УВГ — управление возбуждением генератора; Г — гене-
ратор; IK, 2К.. . — контакторы; 1Д, 2Д. . . — двигатели.
Применение распределения по приводам является вынужденным
для систем многодвигательного привода подач постоянного тока при
питании их от одного генератора. При этом схема становится зна-
чительно проще, чем для прямого управления.
Сочетания распределителей с элементами прямого управления
могут быть различными. При количестве положений более двух
распределитель должен быть селективным.
На фиг. 36 показана структурная схема селективного управления
многодвигательным приводом подач с одним распределителем и двумя
раздельными группами кнопок для управления подачами (7) и уста-
новочными (II) перемещениями. В канале I имеется фиксация
команды (самоблокировка П), в канале II — односторонняя бло-
кировка исключения со стороны канала I (н. з. контакта II). При
переходе к управлению другим приводом необходимо повернуть
селективный переключатель.
Схема на фиг. 37 представляет собой развитие предыдущей си-
стемы.
86
Распределители 1ПС, 2ПС — раздельные для каждого канала.
Контакторы IK, 2К . . . могут включаться от того или другого
распредел ител я.
В каждом канале имеется реле (2/7, 2У), запоминающее первую
команду включения контакторов от того или другого распредели-
теля. Блокировка взаимного исключения этих цепей действует после
новой команды, так как контакты этой блокировки включены в цепь
Фиг. 37. Структура одноканальной преселективной системы упра-
вления приводом подач и установочных перемещений.
самоблокировки 277, 2У. В этой системе при переходе к новому
режиму / 7^ // или приводу второй селективный переключатель
можно устанавливать заранее, во время работы в предыдущем режиме.
Таким образом, система является преселективной. Для исключения
ложных движений, зависящих от времени срабатывания отдельных
аппаратов, в системе имеется релейная обратная связь (на входе УВГ),
допускающая возбуждение генератора только по окончании всех
переключений на новый режим или привод.
Если в разных режимах работают некоторое время два определен-
ных привода, то распределители не переключаются и управление
получается прямым. Благодаря этому сокращается вспомогательное
время по сравнению с предыдущей схемой.
Дальнейшее развитие преселективной системы представляет собой
схема на фиг. 38, где в каждом канале имеется генератор и группа
контакторов переключения приводов. Благодаря этому могут рабо-
тать одновременно два привода, что еще больше сокращает вспомо-
гательное время.
На схеме показаны два вида возможной блокировки исключения.
Если оба распределителя поставлены на один и тот же привод /Д
или 2Д, то во время работы по каналу I переключение на режим II
87
невозможно. Напротив, привод ЗД допускает переключение на ре-
жим II с восстановлением работы в прежнем режиме после снятия
команды 2КУ-
Последняя схема отличается наибольшим сокращением вспомо-
гательного времени и наибольшей стоимостью электрооборудования.
Фиг. 38. Структура двухканальной преселективной системы управления.
Для сравнения рассмотренных вариантов распределительной
системы с системой прямого управления на фиг. 39 приведена струк-
Фиг. 39. Структурная схема системы прямого управления многодвига-
тельным приводом.
турная схема последней (для двух приводов). Для упрощения в схеме
опущено управление установочными перемещениями. Контакторы
переключения двигателей (1Д, 2К) включаются через реле времени
(/В, 2В) с самоблокировкой. Возбуждение генератора включается
только по окончании переключений в других цепях.
88
Подобная система может применяться в тех случаях, когда
ошибки управления (более частые при распределительной системе)
могут вызвать брак дорогостоящего изделия. При числе приводов
более двух схемы типа, показанного на фиг. 39, становятся слишком
сложными и поэтому почти не применяются.
Способы дублирования оперативного управления. Многопосто-
вое управление на тяжелых и агрегатированных станках тре-
Фиг. 40. Примеры схем дублирования оперативного управления:
а — дублирование органов с электромагнитной фиксацией команд; б — дубли-
рование двух пультов с кнопочным переводом управления; в — схемы перевода управ-
ления с использованием путевых переключателей; г— размещение пультов и пере-
ключателей схемы в.
бует дублирования органов управления и иногда — целых пуль-
тов.
Дублирование органов управления с электромагнитной фикса-
цией команд может быть неселективным и осуществляется простым
включением дублируемых н. о. контактов параллельно и н. з. кон-
тактов— последовательно (фиг. 40. а).
Дублирование органов управления без самовозврата должно быть
селективным и требует введения сигнализации состояния. На
фиг. 40, б показана схема включения реле для переключения орга-
нов управления, дублированных на двух пультах. Основным пуль-
том управления является первый, который включается автомати-
чески при включении станка; при этом горит лампа 1ЛС. Для упра-
вления со второго пульта нужно нажать установленную на нем
кнопку 2КУ, включающую реле РП (с самоблокировкой). При этом
89
загорается лампа 2ЛС. Ддя возврата к управлению с основного
пульта нужно нажать кнопку 1КУ, отключающую реле РП.
Если переход на управление с другого пункта связан с изменением
положения какого-либо органа станка, то переключение на другой
пульт может быть автоматизировано путем использования путе-
вого переключателя. Такой вариант переключения показан на
фиг. 40,виг.
18.	Основные принципы составления схемы электрического
управления
Схема составляется на основе анализа функций, которые она
должна выполнять, законов и методов теории схем дискретного
действия, при использовании существующих типовых узловых схем
автоматического управления.
Основным общим методом теории является аналитический метод,
заключающийся в представлении работы схемы в виде функций
логической алгебры. Этот метод особенно полезен при составлении
и преобразовании однотактных схем. Для составления многотактнЫх
схем удобно применять графический метод, заключающийся в пред-
ставлении работы схемы в виде линейных функций, изменяющихся
во времени; но и этот метод лучше применять в сочетании с аналити-
ческим.
Схема должна удовлетворять требованиям, выработанным на
основе теории и практических условий работы станочного привода.
Можно сформулировать следующие основные принципы составления
схемы, обеспечивающие ее эксплуатационную надежность и эконо-
мичность:
1)	профилактика аварийных режимов;
2)	принцип минимальной мощности дискретного управления;
3)	минимальное количество проводных связей;
4)	минимальное количество контактов и аппаратов.
Некоторые из этих принципов и способы их осуществления про-
тиворечат друг другу; средства управления могут удовлетворять всем
принципам, но в большей степени — одному из них. При проекти-
ровании необходимо сравнивать различные варианты схемных реше-
ний и выбирать то, которое обеспечивает наибольшую надежность
работы, как главное требование к схеме.
Профилактика аварийных режимов. Главным требованием этого
раздела является тщательная проработка вопросов электрической
и технологической защиты. Кроме того, необходимо иметь в виду
нижеследующие правила.
1.	Выбор минимального напряжения цепей
управления. Чем ниже напряжение цепей управления, тем
меньше влияние ухудшения изоляции их в эксплуатации. Несмотря
на некоторые преимущества напряжения НО в для цепей управления
постоянного тока, для релейной аппаратуры следует рекомендовать
применение более низких напряжений — 24 или 48 в.
С другой стороны, контакты некоторых аппаратов с номинальным
напряжением НО и 220 в нельзя использовать в ненагруженных
90
цепях низкого напряжения, так как на поверхности этих контактов
образуется непроводящая оксидная пленка (последняя легко про-
бивается при напряжении, на которое аппарат рассчитан).
Поэтому в сложных схемах постоянного тока желательно при-
менять две цепи управления постоянного тока на разные напряжения.
2.	Правило равнопотенциальности кон-
тактов электромагнитных аппаратов. Рекомен-
дуется подключать обмотки электромагнитных аппаратов к одному
полюсу или фазе для того, чтобы все контакты аппаратов находились
8
Фиг. 41. Защита контактов схемы «реверсив-
ного квадрата».
под одним потенциалом.
Выполнение этого пра-
вила часто препятствует со-
кращению количества кон-
тактов. Кроме того, пра-
вило равнопотенциальности
иногда оказывается просто
невыполнимым для контак-
тов, находящихся в цепях
управления, питающихся от
другого источника.
В практике приходится обычно выполнять это правило только
для отдельных аппаратов или для отдельных контактных групп (что
учитывается при составлении монтажных схем и таблиц).
Для схем управления типа «реверсивного квадрата» (фиг. 41)
рекомендуется включение предохранителя или защитного сопро-
тивления даже при наличии взаимной электрической блокировки
аппаратов В и Н.
3.	Правило действия защиты и органов оста-
новки на размыкание цепи. Для ограничения хода
посредством путевых переключателей обязательно использование
н. з. контактов. Если использовать н. о. контакт, то надежность огра-
ничения хода ставится в прямую зависимость от исправности элек-
трической цепи, в которую включен н. о. контакт, что недопустимо.
Использование н. о. контактов стоповых кнопок для остановки недо-
пустимо по тем же соображениям.
4.	Правило односторонней блокировки
цепей автоматического и установочного
управления. Цепи автоматического управления не должны
размыкаться под действием органов установочного управления до
полной остановки привода. Цепи установочного управления во время
действия автоматического управления должны быть разомкнуты,
за исключением некоторых особых случаев, когда это требуется
по условиям работы (например, включение быстрого хода во время
подачи того же органа с двухдвигательным приводом).
5.	Правило разрешения пуска. Не должна допу-
скаться продолжительная пауза между нажатием пусковой кнопки
и началом движения органов станка, если неожиданность начала
движения угрожает безопасности работающего на станке. Если
перед началом движения должна происходить работа внутренних
91
механизмов, безопасных для работающего (например, насоса или
зажимного устройства), то пуск должен производиться в два приема;
в этом случае пуск движения производится после срабатывания
сигнала разрешения пуска.
6.	Преимущественное использование н. о.
контактов электромагнитных аппаратов, более
надежных и снижающих аварийность, Отношение количеств контак-
тов н. о. и н. з. должно быть не менее 3:1.
При преобладании н. з. контактов какого-либо аппарата схема
может быть преобразована путем введения инверсии этого аппарата.
Фиг. 42. Пример включения контактов в цепи различной мощности:
а — неправильно; б — правильно.
Принцип минимальной разрывной мощности. Основным прин-
ципом построения релейно-контактных схем является принцип
минимальной разрывной мощности, имеющий ряд весьма важных
следствий.
1.	Применение усилительных устройств.
Самое радикальное снижение разрывной мощности достигается путем
применения усилительных устройств: электромашинных, электрон-
ных, магнитных, электрогидравлических, позволяющих применять
телефонную аппаратуру, отличающуюся высокими коэффициентами
усиления, меньшими механическими усилиями и длительным сроком
службы; расширяется также возможность применения бесконтактной
аппаратуры.
2.	Использование телефонной и радиотех-
нической аппаратуры во вспомогательных
цепях и силовых цепях постоянного тока. Мно-
гие вспомогательные цепи блокирующих связей, контроля и сигнали-
зации систем управления переменного тока целесообразно пере-
водить на постоянный ток. Особенно это удобно для схем с приво-
дами переменного и постоянного тока и схем с электромагнитными
муфтами, т. е. когда уже имеются источники питания ПО или 24 в.
Для перехода к цепям большей мощности удобно применять теле-
фонные реле типов РКНВ (с разрывной мощностью 50 ва постоян-
ного тока), РКН-ЗА (150 ва), РКС (1 ква). Например, для переклю-
чения цепей системы двигателей, питающихся от одного генератора,
целесообразно использовать вместо контакторов сочетания однокон-
92
тактнбго реле РКС на 1 ква (для якорных цепей) и обычного теле-
фонного реле типа РКН (для цепей управления).
3.	Включение контактов в цепи меньшей
мощности (фиг. 42 и 43).
4.	Селективность включения и отключения.
Каждый контакт должен отключать только минимально необходимое
число цепей (фиг. 44). Кроме сокращения разрывной мощности,
правило селективности отключения преследует цель повышения
удобства проверки и наладки схемы.
5.	Включение выпрямителей со стороны
переменного тока (фиг. 45). При этом не только облегчаются
условия коммутации, но и снимается напряжение с вентилей при
отключении.
6.	Использов ан ие низкого коэффициента
возврата. Низкий коэффициент возврата позволяет вводить
в цепи самоблокировки «экономические» сопротивления (фиг. 46),
понижающие разрывную мощность иногда довольно значительно (для
аппаратов постоянного тока).
При коэффициенте возврата ke = 0,3 ч- 0,4 возможно примене-
ние сопротивлений вместо контактов самоблокировки. Для контакто-
ров постоянного тока без цепей самоблокировки применяются эконо-
мические сопротивления, шунтированные н. з. контактом контактора.
7.	Использование коэффициента запаса.
Электромагнитные аппараты рассчитываются на номинальное напря-
жение с коэффициентом запаса обычно не ниже 1,15, с учетом воз-
можных колебаний питающего напряжения. Если питание аппаратов
в конкретной схеме стабилизировано, то создается возможность
снижения питающего напряжения, и, следовательно, разрывной
мощности всех контактов практически на 5 -г- 8%.
8.	Переключения цепей без разрыва тока.
Схема должна составляться так, чтобы возможно меньшая часть
всех контактов коммутировала ток вообще, и чтобы возможно боль-
шая часть служила только для подготовки тех или иных цепей.
Сокращению числа коммутирующих контактов электромагнитных
аппаратов способствует, например, применение селективных пере-
ключателей управления.
9.	Применение разрядных контуров в виде
сопротивлений или емкостей.
Сокращение количества проводных связей. В первую очередь
необходимо стремиться к сокращению станочной проводки и межпа-
нельных соединений как для повышения надежности, так и для сни-
жения трудоемкости монтажа, в особенности на тяжелых станках.
Самым радикальным средством сокращения элементов станочной
проводки является передача команд управления последовательным
кодом. Однако при этом схема усложняется введением счетных
устройств.
Сокращению станочной электропроводки способствуют:
1)	применение подвесных и переносных пультов управления
вместо дублирования стационарных пультов;
93
Фиг. 43. Пример включения контакта w в цепи различной мощности:
а — неправильно; б — правильно.
Фиг. 44. Пример включения контакта и:
а — неправильно; б — правильно.
Фиг. 45. Схема отключения выпрямителя:
а — неправильно; б — правильно.
f(a,b...)
Фиг. 46. Введение сопротивления в цепь
самоблокировки.
94
2)	размещение некоторых аппаратов на узлах станка;
3)	передача команд управления параллельным кодом.
Для сокращения межпанельных соединений применяются:
1) дублирующие аппараты общего назначения на панелях;
2) малогабаритная аппаратура, позволяющая увеличить емкость
панели или блока.
Сокращение количества аппаратов. Для сокращения количества
аппаратов главным образом применяются:
1)	распределительные системы управления;
2)	командоаппараты с электромеханическим управлением;
3)	общие аппараты защиты для приводов, не работающих одно*
временно.
Сокращение количества контактов. Различные способы сокра-
щения количества контактов релейной схемы используются в про-
цессе ее преобразования.
Однако во многих современных системах автоматического упра-
вления эти меры оказываются недостаточными, и все чаще начинают
применяться бесконтактные элементы дискретного действия.
В качестве приемных элементов могут применяться, например,
индуктивные резонансные датчики (гл. VIII), генераторы импуль-
сов со срывом генерации (гл. VI) и т. п. В исполнительных цепях
используются магнитные усилители с положительной связью.
Как известно, все функции промежуточных элементов в схемах
дискретного действия могут быть приведены к четырем логическим
функциям: «и», «не», «или», «память».
Для выполнения функции «память» могут применяться магнит-
ные элементы на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса,
обычные магнитные усилители с положительной связью и полупро-
водниковые триггеры.
Функции «и» и «не» могут осуществляться с помощью тех же эле-
ментов или, проще, с помощью вентильных элементов и полупровод-
никовых усилителей.
Для выполнения функции «или» как в контактных, так и в бес-
контактных схемах обычно используются вентильные элементы.
19. Способы преобразования схем
Задачи преобразования схем. Главной задачей преобразования
релейно-контактных схем является сокращение количества элемен-
тов, контактов и проводов с целью упрощения схем и повышения
их эксплуатационной надежности.
В первую очередь необходимо стремиться к сокращению коли-
чества приемных и промежуточных элементов, действующих кон-
тактов, проводных связей между аппаратами и между конструктив-
ными узлами.
Могут ставиться и вспомогательные задачи:
1)	возможно более равномерное распределение количества кон-
тактов промежуточных элементов с целью сокращения номенкла-
туры применяемых типоразмеров аппаратов;
95
2)	распределение контактов между аппаратами, обеспечивающее
равномерный износ контактов;
3)	замена н. з. контактов некоторых аппаратов (или комбина-
ций) н. о. контактами других аппаратов или другими комбина-
циями с целью повышения надежности;
4)	сокращение количества последовательно включенных контак-
тов в цепи одного аппарата и т. п.
Для сокращения количества контактов применяются:
1)	аналитическая проверка схемы;
2)	замена контактов или их комбинаций другими элемен-
тами;
3)	замена двухпозиционных элементов многопозиционными;
4)	сочетание в одном аппарате контактов с различной функцио-
нальной зависимостью;
5)	использование дифференцирующих контуров.
К группе преобразований с заменой контактов другими элемен-
тами относятся следующие:
1)	применение аппаратов с двумя или несколькими независимыми
обмотками, с приблизительно равными намагничивающими силами;
2)	применение схем с последовательным включением обмоток;
3)	замена контактов обмотками трансформаторов, электрических
машин и приборов;
4)	замена сочетаний параллельно включенных контактов сериес-
ным реле;
5)	применение поляризованных элементов;
6)	применение вентильных элементов;
7)	замена контактов сопротивлениями.
Все эти преобразования могут производиться как непосредственно
в графике, так и аналитически.
Алгебраические преобразования. Большая часть ненужных для
работы контактов, внесенных в схему в процессе ее составления,
может быть сокращена путем алгебраических преобразований на ос-
нове теории схем дискретного действия.
Основной математический аппарат этой теории — три действия
алгебры логики (табл. 5, а, б, в).
Для логического сложения и умножения справедливы переме-
стительные, сочетательные и распределительные свойства суммы
и произведения обычной алгебры. Из них в практике чаще всего
используется переместительное свойство произведения (табл. 5, г),
позволяющее производить перестановку элементов в целях упроще-
ния монтажной схемы. *
Закон повторения логической суммы и произведения (табл. 5, д),
очевидный для электрической схемы, используется при алгебраи-
ческих преобразованиях.
Функция инверсии (табл. 5, е) может быть использована не только
для получения обратного значения функций, но и для преобразований
в целях замены н. з. контактов открытыми.
Любой символ или выражение логической алгебры может иметь
только одно из двух значений: 0 или 1 (разомкнутая или замкнутая
96
Таблица 5
Основные действия логической алгебры н равносильности, '
используемые при преобразовании схем
Действие		Структурная формула.	Графическое изображение
а	Логическое сло- жение (функция «или»)	* + У	х	
б	Логическое ум- ножение (функция «и»)	ху	х у II " 11 "
в	Логическое от- рицание (инверсия)	ху = х +у X + у = ху	1 3477—1	Протибо- X	У ’"П У Г"- ПОДОКНО ’»	» X у	ПротиВо-!—ic—1_ ПОДОКНО 1	1 fLJ
г	Переместитель- ные свойства	ху = ух * + У = У + X	гЦ = ч II II М VI-
д	Закон повторе- ния	XX ... X = X X —1~ х -f- . . . -f- X = X		X XX	X —и—1Г^	II- =		II— -gg- = —
е	Основные рав- носильности	X ху = X	—1 ^'х У 1—		|г— 1 ||	п 1
		х (х + у) = X	X	—	X “Н	1 у	|— —		!Г—
		ху + ху = х	—1—я =	—11—
		х + ху= X + у	“MU-iV-i— =
		х(х + у) = ху	
		(х + Z) (у + г) = ху + г	
7 Разыграев А. М. и др. 349
97
цепь). Отсюда следуют равносильности, используемые при преобра-
зованиях:
хх = 0;
х + х=1;
Ох — 0;
1 -х — х;
1 + х = 1.
В табл. 5, е приведены элементарные алгебраические упрощения,
выполненные с использованием приведенных законов и равносиль-
ностей. В левых частях равенств приведены сочетания контактов,
часто встречающиеся в схемах, не подвергавшихся аналитической
проверке.
Следует иметь в виду, что при всех видах чисто алгебраических
преобразований не учитываются неустойчивые (переходные) состоя-
ния элементов и временные задержки.
20. Преобразование однотактных схем
Из теории релейно-контактных схем известно, что схема вида
X (Ь + ас) + Y (с + ab)
может быть выполнена мостиковой, с общим элементом а (фиг. 47, а).
Возможность превращения схемы класса П в мостиковую (класса
Н) выявляется прежде всего по виду структурной формулы, в кото-
рой вторая скобка читается в порядке, обратном первой:
X (Ь ас) + Y (с ab).
По виду структурной формулы можно выявить и мостиковые
схемы вида
X (а + be) + Y (d + be)
с общим элементом Ь (фиг. 47, б).
К такому же виду приводится и распространенная схема управле-
ния реверсивным приводом (фиг. 47, в) со структурной формулой
вида
Ху (а + хе) + Yx(b+ ус).
98
Схему вида
F = X (а + bed) + Y (е + bed)
удобнее всего преобразовать для использования двухобмоточных
элементов X, Y:
F = (Xj ~Ь Kj) bed 4~ X м 4* Y ^е.
Если такое преобразование исключено, то возможность иного
упрощающего преобразования может выявиться при рассмотрений
реальных условий работы схемы.	|
Если, например,	,'	j
а = 0, когда е = 1,
и
е = 0, когда а = 1,
возможно приведение схемы к виду
F = X (а + bede) + У (е + abed),
т. е. к мостиковой, с общими элементами bed.
Схема вида Ха 4~ Ya может быть приведена к виду а (X 4- Y)
или ХаУ.	’
Преобразование вида XaY (с последовательным включением
обмоток) имеет то преимущество, что при обрыве цепи X или У
не возникает ложных включений. Такое преобразование возможно
только для цепей постоянного тока.	:
При этом обмотки аппаратов выбираются на напряжение, равное
половине напряжения цепи управления.
Применение последовательного включения обмоток можно соче-
тать с использованием двухобмоточных аппаратов, что позволяет
расширить возможности преобразования схем.
Сочетания вида XaY удобно использовать при преобразовании
других схем, например,
Ха -j-Yb-j-Z (a-f-b) = XaZi	YbZ 2-
При использовании дополнительного реального условия
а = 1; b ~ 0 1
b = 1; а = 0 J .
получим
Ха + Yb + Z (а + b) = Z (Ха 4- УЬ).
Аналогично, без дополнительного условия,
Хуа 4- Yxb + Z (а + b) = Z (Хуа 4- Yxb).
При преобразовании схем могут применяться и добавочные сопро-
тивления, например (фиг. 48),	, '
X (а 4- Ь) 4- Ya = X (aY 4- bR).
7*
99
В цепях управления реверсивным приводом часто встречаются
сочетания группы контактов (промежуточных элементов) и ее инвер-
сии вида
т + п, тп.
Для сокращения их применяются преобразования схем включе-
ния элементов М, N, путем замены элемента М (или N) элементом М’
так, чтобы
Фиг. 48. Введение добавочных
сопротивлений при преобразо-
вании вида XaY.
tri = тп.
Например:
Ma + Nb = (ЛГ + Na) (а + Ь) (фиг. 49, а)
или
Ма . . . + Nb . . . = М' (Ra . . . + Nb. . . ). (фиг. 49, б)
Рассмотрим несколько примеров равносильных преобразований
с применением сочетаний вида XaY.
Фиг. 49. Пример преобразования схемы путем видоизменения
функций промежуточного элемента М.
Пример 1. Упростить схему со структурной формулой вида
F = X (а + xz) + Y (b + yz) + Z (а + b + г).
Раскрывая скобки и применяя сочетания вида XaY, получим
F = XaZ ~Ь YbZ XxzZ -|- YyzZ,
откуда окончательно
F = Z [X (а ~г~ xz) + Y (b + yz) ].
При дополнительном условии
а — 1; 6=01
6 = 1; а = 0 J
схема может быть выполнена мостиковой, с общим элементом z
(фиг. 50).
Пример 2. Дано
F = X (а + 6) + Y (с + d) + Z (6 + d).
100
Раскрыв скобки и преобразовав, получим
F = Ха + XbZ + Yc + YdZ.
Для включения в общую цепь управления необходимо ввести
добавочные сопротивления 7?:
F = X (aRi + bZ) + Y (cR2 + dZ).
Если существует дополнительное условие
а = 1; с = 0 1
с = 1; а = 0 }
схема может быть мостиковой, с общим элементом Z (фиг, 51),
Пример 3. Составить и упростить узловую схему кнопочного
управления реверсивным приводом, с исполнением элементарных:
Фиг. 51. Схема к примеру 2.
Фиг. 50. Схема к примеру 1.
функций: вперед (В), назад(Н), длительная работа (Р), установочные
(толчковые) движения (У), быстро (В),
Должна быть предусмотрена обычная блокировка взаимного
исключения между В и Н, а также блокировка исключения функций У
в режиме Р; функция «стоп» вводится в общую схему позднее.
Первоначальная структурная формула
F = Вн (кдр + к~р + ке6р + ер) +
+ Не (кнр +	+	+ нр) +
+ Р (кдр + кнр + Р) + Бр (кдб + кяб),
где кдр — кнопка «вперед работа»;
кду — кнопка «вперед установка» и т. д.
Преобразуем эту структурную формулу так, чтобы привести
часть ее .членов к виду, рассмотренному в примере 1:
F = Вн (кдр + ер) + Не (кнр + HP) + Р (кдр + кнр + р) +
+ Внр (кдУ + кдб) + Нер (кяу +Кнб) + Бр (кд6 + кяб).
Как видно из формулы, при таком преобразовании вторая ее часть
оказалась приведенной к виду, рассмотренному в примере 2.
По аналогии с примерами 1 и 2 получим
F = ВнР (кдр + ер) + НеР (кнр + нр) +
+ Бнр (KgyR + кдбБ) + Нер (кнУР + кябВ);
101
При дальнейшем преобразовании
F = Вн[Р (квр 4- ер) 4- р (к,уП 4- квб5)] 4-
4- Не [Р (кнр + нр) + р (кнУР 4- «кб5)].
Фиг. 52. Схема к примеру 3.
Схема может быть выполнена мостиковой, с общими элементами
р и Б (фиг. 52).
Таким образом, число контактов по сравнению с первоначальной
структурной формулой сокращается примерно на 40%.
Пример 4. Упростить схему
(фиг. 53, а).
Структурная формула этой схемы
F = (Ха 4- Ya) (ab 4- ab 4- с).
Упрощение достигается простым
алгебраическим преобразованием;
раскрыв скобки, получим
F = Xaab 4~ Yaab 4~
ХааЬ 4- Yaab 4- Хас 4- Yac =
= Ха (Ь 4- с) 4- Ya (b 4- с).
Так как Xaab = 0 и Yaab = 0, получим
F = Ха (Ь 4- с) 4- Ya (b 4- с).
По виду полученной формулы схема является мостиковой
(фиг. 53, б).
Пример 5. Составить схему блокировки рукояток механического
управления: цепь должна быть замкнута при включении одной из
--X— а——а— Ь-
—а—Ь--
--У-а —---с--

Фиг. 53. Пример преобразования схемы класса П (а)
в мостиковую (б).
трех рукояток и разомкнута при включении двух, трех или при
отключении всех рукояток.
Первоначальная структурная формула схемы может иметь вид
F = аЬс 4- Ьас 4- cab
или
F = (а 4- b 4- с) (Ьс 4- ас 4- ab).
Преобразуем первую формулу:
dbc 4- Ьас 4- cab = b (ас 4- ас) 4- Ьас.
102
Добавим к правой части член
Ьасас = О
и вынесем за скобки bai
F = Ь (ас + ас) + Ьа ( с + аса).
По виду полученной формулы схема является мостиковой
(фиг. 54, а) и содержит 7 контактов (при 9 исходных).
. Преобразуем вторую формулу:
(а + b + с) (be + ас + ab) = (а + Ь+ с) [с (а + b) + ab 1.
Фиг. 54. Примеры решения задачи блокировки трех рукояток.
Для превращения схемы в мостиковую введем вентиль:
F = (а + Ь+ с) [с (а + 1 -Ь) + а (0-а + 6)1-
Получим схему фиг. 54, б, содержащую 7 контактов и вентиль.
Выбор варианта схемы определяется другими элементами
в цепях а, Ь, с.
21. Изменение режимов работы и программы автоматического
цикла
Схема автоматизированного станочного электропривода весьма
часто должна предусматривать возможность работы в различных
режимах и по различным программам автоматического цикла.
Возможны такие случаи изменения режима:
1)	коренное изменение траектории движения инструмента (с изме-
нением программы), связанное с технологией обработки (например,
обработка строчками и обход контура на копировально-фрезерном
полуавтомате);
2)	замена одного из приводов без изменения программы цикла
(режимы вертикальных и горизонтальных строчек на том же станке);
3)	установочные движения по программе цикла при воздействии
на орган управления, включающий автоматическую работу (цикл
прерывается на время отпускания органа);
4)	изменение скорости отдельных движущихся органов на неко-
торых позициях цикла и т. п.
Таким образом, изменение режима не всегда связано с изменением
программы.
Цикл с наибольшим числом позиций называют полным; непол-
ный цикл может быть разомкнутым (при полном замкнутом цикле),
прерывным (при полном непрерывном цикле). Неполный разомкнутый
103
цикл является начальной или средней частью полного замкну-
того цикла. В общем случае неполный цикл (разомкнутый или замк-
нутый) может быть и последней частью полного цикла; может иметь
пропуски средних позиций и т. п.
Даже при полной автоматизации станка нужно дать возможность
работающему на станке активно вмешиваться в процесс обработки,
обеспечить маневренность управления. Исходя из этого, к схеме
электрического управления могут быть предъявлены и такие требо-
вания:
1)	возможность возврата всех подвижных органов из любой
позиции в исходную от одной команды;
2)	продолжение прерванной автоматической работы с любой
позиции;
3)	возможность отвода инструмента с любой позиции, с переры-
вом цикла или без перерыва;
4)	переход на другой режим автоматической работы или на другую
программу цикла на ходу;
5)	возможность перевода некоторых операций на ручное упра-
вление и т. п.
Эти требования вызывают усложнение схемы управления. Поэтому
перед составлением схемы автоматического цикла необходимо тща-
тельно продумать весь технологический процесс обработки на станке,
составить перечень возможных режимов работы и программы,
выбрать органы переключения режимов.
Переключатели управления, служащие для выбора режимов
и программ цикла, будем называть режимными приемными
элементами, в отличие от цикловых приемных элементов, срабаты-
вающих в процессе автоматического цикла (в результате действия
исполнительных элементов).
При большом числе сочетаний возможных режимов и программ
схема режимных приемных и промежуточных элементов может быть
построена наиболее рационально способом кодирования таблицы
режимов и программ.
Этот способ осуществляется в несколько приемов:
1)	составляется общая таблица всех сочетаний режимов и про-
грамм;
2)	записывается ряд чисел натурального двоичного кода с числом
членов ряда не меньше числа сочетаний и с числом разрядов не меньше
числа столбцов таблицы;
3)	каждому двоичному разряду присваивается свой промежуточ-
ный элемент;
4)	составляется исходная структурная формула и исходная прин-
ципиальная узловая схема;
5)	производятся обычные равносильные преобразования схемы.
Пример. Составить схему для заданной таблицы режимных эле-
ментов (табл. 6).
Общее число сочетаний равно 11. Следовательно, может быть соста-
влен ряд двоичных чисел с 4 разрядами (не меньше числа столбцов
таблицы). Число членов такого ряда п > 11. Поэтому можно исполь-
104
Таблица 6
Пример задании иа составление схемы режимных элементов
Программное управление	Расточка	движением ниж- иих саней	
		шпинделем	Расточка и свер- ление
			Нарезание резьбы от главного привода
	Фрезерование		
Непрограммное управление	Установка	иижиих саией	
		шпинделя	
	Быстрый ход	нижних саней	
		шпинделя	
	Подача	иижних саней	
		шпинделя	
зовать наиболее удобные члены ряда. Записываем ряд двоичных
чисел. Единицам старшего разряда присваиваем включение про-
граммного управления, единицам второго разряда — включение
шпинделя.
Функции промежуточных элементов, присваиваемых младшим
разрядам, могут быть неодинаковыми для программного и непрограм-
много управления. Им присваиваем условные обозначения IP, 2Р.
Режим программного фрезерования легко определяется нулями
в трех младших разрядах. Присвоим режиму программной расточки
включение реле 2Р, нарезки резьбы—1Р. Остальные члены ряда
четвертого разряда будут резервными.
При непрограммном управлении реле 2Р может выполнять функ-
ции определения режима подачи, реле 1Р — функции быстрого хода.
Окончательное распределение всех режимных функций по членам
ряда показано в табл. 7.
Все требуемые сочетания команд могут быть осуществлены с по-
мощью одного кодового селективного переключателя.
При использовании некодовых переключателей может быть
составлена схема (фиг. 55, а), которая может быть затем преобра-
зована в упрощенную схему (фиг. 55, б).
105
Таблица 7
Пример решения задачи синтеза схемы режимных элементов
Реле				Код			
4	3	2	1	4	3	2	1
Непрограммное управление	Нижние сани	Установка		0	0	0	1
			Быстро	0	0	0	1
		Подача		0	0	1	0
				0	0	1	1
	Шпиндель	Установка		0	1	0	0
			Быстро	0	1	0	I
		Подача		0	1	1	0
				0	1	1	1
Программное управление	Нижние сани	Фрезерование		1	0	0	0
		Расточка		1	0	0	1
				1	0	1	0
	Шпиндель	Расточка		1 1 1	0 1 1	1 0 0	1 0 1
				1	1	1	0
			Нарезание резь- бы	1	1	1	1
106
Приведенный пример позволяет сделать некоторые общие выводы.
1.	Минимальное число проводных связей между режимными
приемными элементами и промежуточными элементами равно числу
разрядов исходного ряда двоичных чисел.
2.	Возможно использование как общего переключателя режимов,
так и переключателя в сочетании с выключателем, более удобных
при непрограммном управлении.
а)
-ПР-
----2Р-
Фрезеробание
—I-- -О О—
3 3 Расточка
- —О О—
к к Подача
— 1Р.
„ Фрезерование
---рР—о-.~ — о о—
3 г Расточка
'  ---о о—
; к Подача
— 2Р-о-±------О о 
лп ИЗ. быстро
I Р Нарезание
—5Р---Зр—<чр^
Шпиндель
—о о—
'—ЗР
Шпиндель
—о о—
Фиг. 55. Решение задачи синтеза схемы режимных элементов.
3.	Описанный способ составления схемы может рассматриваться
как общий для всех режимных элементов.
При работе по различным программам наиболее часто исполь-
зуемый цикл принимается за основной.
22. Общая методика составления схемы автоматического
цикла
Заданием для разработки схемы автоматического цикла является
Циклограмма работы механизмов, выражающая .технологические
требования к схеме.
В начале разработки еще не определены не только промежуточные
элементы схемы, но и некоторые приемные элементы. Даже периоды
включения некоторых исполнительных элементов могут в процессе
составления схемы изменяться.
Процесс разработки схемы автоматического цикла прежде всего
состоит в последовательном дополнении циклограммы работы меха-
низмов циклограммой исполнительных, приемных и промежуточных
элементов схемы, а также в последовательном изменении и уточнении
периодов включения этих элементов.
Составление схемы для всей группы электроприводов, участвую-
щих в автоматическом цикле, удобнее начинать со схемы основного,
полного цикла. Но при составлении схемы часто возникает необхо-
димость выбора одного из нескольких вариантов включения испол-
нительных элементов. Такой выбор может быть сделан на основании
проверки возможных вариантов решений на циклограммах исполни-
тельных элементов других циклов, кроме основного.
В случае сложного цикла с большим количеством элементов
разработка циклограммы ки схемы производится по частям, для
Ю7
неполного цикла и только для основных взаимосвязанных эле-
ментов схемы.
Процесс составления схемы разбивается на отдельные этапы,
разграниченные в рабочей таблице (например, см. табл. 8).
Элементы схемы вносятся в циклограмму и схему в определенной
последовательности: вначале исполнительные, затем приемные и,
в случае нереализуемости циклограммы — промежуточные элементы.
Введение новых элементов (а также составление первоначальных
структурных формул) производится на каждом этапе рабочей таблицы.
Вначале элементы вносятся в циклограмму, затем — в схему в виде
отдельных ее фрагментов. Составление общей структурной формулы
не требуется.
Выбор варианта структуры и равносильные преобразования
участков узловой схемы производятся не только при окончательной
обработке схемы, но и на каждом этапе ее составления.
Правила изображения циклограммы. В циклограмме сплошными
линиями изображаются периоды включения элементов схемы. Мас-
штаб времени может быть произвольным.
Периоды включения исполнительных элементов изображаются
жирными линиями (табл. 8). Периоды, в течение которых элемент
может быть включен, но не должен влиять на работу схемы, изобра-
жаются штриховыми линиями. У путевых аппаратов обозначение
периода включения принято для н. о. контактов.
Вертикальными стрелками в циклограмме показывается зависи-
мость срабатывания одних элементов от других: стрелка направлена
от элемента, вызывающего включение или отключение другого эле-
мента.
Нумерация тактов необязательна, но позиции цикла должны
быть разграничены, иметь названия и, если нужно, пояснительные
рисунки.
Циклограмма не должна быть перегружена лишними линиями:
элементы с одинаковыми периодами включения обозначаются одной
линией; некоторые элементы опускаются. Повторение цикла пока-
зывается стрелкой.
Для лучшего разъяснения порядка работы аппаратов цикло-
грамма (в окончательном виде) изображается на принципиальной
схеме или на отдельном листе с номером принципиальной схемы.
Порядок введения приемных элементов. Определение вида, коли-
чества приемных элементов и периодов их включения прежде всего
зависит от выбора системы управления. Вопрос выбора системы может
быть решен путем сравнения различных систем управления приме-
нительно к заданным условиям.
Во всех случаях необходимо стремиться к минимуму приемных
элементов, как наиболее подверженных влиянию окружающей среды
и понижающих степень надежности схемы.
Введение приемных элементов для пуска и остановки цикла обычно
не вызывает сомнений. Режимные приемные элементы определены
ранее, как указано выше. Остальные приемные элементы вводятся
только в количестве, необходимом для реализации циклограммы
108
работы исполнительных элементов, и срабатывают только в резуль-
тате действия исполнительных элементов.
Порядок введения промежуточных элементов. При составлении
узловой многотактной схемы промежуточные элементы вводятся
только для реализации циклограммы, если после введения мини-
мально необходимых приемных элементов циклограмма остается
нереализованной.
Промежуточные элементы для размножения команд (повторители)
и для усиления мощности контактов (усилители) непосредственного
отношения к узловой многотактной схеме не имеют и могут вводиться
после ее составления.
Для выявления условий* включения и отключения нового проме-
жуточного элемента при разнообразии возможных решений можно
разделить период цикла на четыре зоны:
1) минимально необходимый период включения нового элемента;
2) запретная зона для данного элемента; 3) зона возможного вклю-
чения;
4)	зона отключения.
Первыми из них (во времени) определяются и изображаются мини-
мальный период включения и запретная зона; остальные две зоны
образуются в промежутках между двумя первыми. Разграничение
зон облегчает процесс составления структуры схемы.
При однородном воздействии приемных элементов переход на сле-
дующий такт может осуществляться путем применения многопозй-
ционного элемента или введения нового двухпозиционного промежу-
точного элемента. Таким же путем исключается воздействие прием-
ного элемента в предыдущих тактах при отсутствии изменения состоя-
ния исполнительных элементов.
Переход на следующий такт при отсутствии воздействия на прием-
ные элементы или срабатывание исполнительных элементов может
осуществляться путем использования отдельных контактов с выдерж-
кой времени у имеющихся элементов схемы или посредством введе-
ния нового промежуточного элемента.
Осуществление в схеме каждой различной выдержки времени
возможно следующими способами:
1)	использованием отдельных контактов или цепей с выдержкой
времени;
2)	двухтактной работой реле времени (например, при работе элект-
ронного реле времени на срабатывание и отпускание);
3)	введением нового промежуточного элемента.
23. Пример составления схемы автоматического цикла
В табл. 8 приведен пример составления многотактнОй схемы цикла
обработки штампов горизонтальными строчками на копировально-
фрезерном полуавтомате.
Заданием для составления схемы является траектория относи-
тельного движения инструмента (табл. 8). В конце каждого хода
вправо или влево (П, Л) должна производиться периодическая подача
вниз (//).
109
Составление схемы основного
Этапы
Составление циклограммы
П
1.	Составление цикло*
граммы требуемых дви-
жений механизмов д
2.	Замена движений
(в циклограмме)испол-
нительными элементами
Составление участков
схемы с цепями кон-
тактов исполнительных
элементов
3.	Введение приемных
элементов в циклограмму
Введение в схему
промежуточных элемен-
тов» связанных с введе-
нием приемных
4.	Введение промежу-
точных элементов в ци-
клограмму. Доработка
схем их включения
5.	Составление схем
включения исполни-
тельных элементов
Введение в схему
других промежуточных
элементов (если тре-
буется)
/7
П
Нг
6.	Проверка, упроще-
ние и дополнение схемы
Условные обозначения: МкПр, МкПR—максимальный период включения элементов
• возможного отпускания ф; —запретная зона дляФ;
110
Таблица 8
автоматического цикла
Аналитиче- ская запись	Заданная траектория относительного движения инструмента (проекция на плоскость)	Краткие выводы
	п Гч	п	Двигатель Н дол- жен включаться после реверса строчки с постоян- ной полярностью при переменной полярности ге- нератора Г
	Составление участков схемы	
				
	Л.2. -и			
	//f	в?			
	П2			
	1Г	II		
/ (Р) = а, 4~ а3 4- + аа 4- а4 4- f (В) = р [fomn			fomn fCP	-Р- -Р-
f (Р) = °' + °* +	1 + йз 4- Ot + Рб	1 f = Р If-,..,- (Ml + Pirn				
	/ 	1 >
Требуются прием-
ные элементы:
для подачи коман-
ды на реверс П,
Л и включение
Н; для отключе-
ния Н
Ф п р В
IFT
Р
'0	1	<*> пА ?
		п 8
	—11	Цх1	
Элемент Р дол-
жен отключаться
нс раньше чем Н.
Время включения
В-с момента от-
ключения Р
Для создания
различия в усло-
виях отключения
П н Л ввести
промежуточный
элемент (Ф)
Ф
Яг “
= pe(Htn.+ Н2п}
I [Ф}~ в (пр^Ф)
л
1 1Г"
Н2 П
Р. В; tg—время включения элемента В; ВСф— зона возможного срабатывания Ф; ВОф— зона
МнПф — минимально возможный период включения Ф.
ш
Питание двигателей производится от одного генератора (Г).
Реверс двигателя горизонтальной подачи осуществляется измене-
нием полярности генератора.
Этап 1. Вносим в таблицу циклограмму требуемых движений
и формулу цикла. Отмечаем, что полярность двигателя Н должна
оставаться постоянной.
Этап 2. Вносим в циклограмму исполнительные элементы (с уче-
том собственного времени их срабатывания), обозначив их теми же
символами, что и движения.
. Изображаем участки схемы с исполнительными контактами.
На основании вывода первого этапа для включения периодической
подачи вводятся два исполнительных элемента Нг и Н2, срабатываю-
щие поочередно.
Требуются приемные элементы, из которых один срабатывает
в конце строчки, другой — в конце периодической подачи.
Этап 3. Команда на реверс по заданию может быть подана:
1)	от путевых переключателей горизонтального хода ах, а2;
2)	от путевого переключателя предварения подачи а3 (непосред-
ственно не связанного с ходами П, Л, Н);
3)	от кнопки предварения подачи а4.
Во втором и третьем случаях элементы П, Л должны включаться
поочередно от одинаковых команд. Отсюда следует:
1)	действие элементов, подающих команду на реверс, может быть
однородным во всех случаях;
2)	так как возможность применения путевого командоаппарата
исключается, необходимо ввести новый промежуточный элемент (Р);
3)	периоды включения приемных элементов не равны продолжи-
тельности периодической подачи.
Для команды на отключение Ну, Н2 выбрано электронное реле В.
Выдержка времени при отключении этого реле измеряется с начала
подачи Н и зависит от скорости подачи (приемный элемент для отклю-
чения Hlt Н2 выражен неявно).
При введении Р, В необходимо исключить влияние на работу
схемы различия в продолжительности периодов включения прием-
ных элементов в цепи Р.
Этап 4. Первое условие, вытекающее из выводов 3-го этапа,
выполняется введением самоблокировки Р и контактов нх, н2 (или в)
в цепи самоблокировки.
Второе условие выполняется введением контакта р в цепь вклю-
чения В.
Этап 5. Исполнительные элементы 77, Л, Нх, Н2, как видно из
циклограммы, могут включаться контактами р (с самоблокировкой).
Общее условие отключения Нх, Н2 — отключение элемента В.
Условия включения Нг, Н2 различны, что следует из циклограммы.
Отсюда
FH1. н2 = (Нхл — Н2п) рв.
Подобного различия для элементов П, Л в циклограмме пока нет.
Элементы П, Л должны быть связаны блокировкой взаимного исклю-
112
чения; эта связь и устанавливает различие в условиях их вклю-
чения.
Для создания различия в условиях отключения 77, Л вводим
промежуточный элемент Ф, изменяющий свое состояние через один
период включения Р.
Первоначальная структурная формула для элемента П запишется:
фр (включение при реверсе Л-+П)
f (П)
фп (самоблокировка)
рп (отключение при реверсе П-^-Л)
f(ri) =фр + фп + рп = ф(р + п) + рп.
Эта формула может быть упрощена путем добавления члена рр = 0:
f(H) =ф(р +п) +рп +рр= (ф+ р)(р + п).
Аналогично
f(A) = (ф + Р) (Р + Л).
Для выявления условий включения и отключения элемента Ф
определим в циклограмме границы минимального периода включения
и запретной зоны.
Из сравнения зон возможного включения и отключения Ф следует
что можно использовать различия между ними: в первой зоне вклю-
чены 77, Нг, во второй — <77, Нх.
Используя различие условий включения 77, <77 можно установить,
что элемент Ф может быть включен контактом в в период включения 77;
но для отличия от условий запретной зоны в цепь Ф должен быть
введен контакт р\ так как при реверсе контакты р и п прерывают цепь,
нужна самоблокировка Ф, которая может прекратиться с отключе-
нием В. Отсюда можно записать:
/(ф) = впр + фв = в [пр + ф).
Этап 6. В цепи элементов 77 и Л нужно еще ввести органы пуска
и остановки, ограничители хода и блокировочную связь с исполни-
тельным элементом главного привода У.
Режим установочных перемещений, как независимых, так и по
программе цикла, требует введения в цепь самоблокировки исполни-
тельных элементов 77, Л контакта аь режимного приемного элемента.
В ту же цепь вводится также контакт реле пуска автоматической
работы х.
Функции ограничения хода могут выполняться контактами имею-
щихся элементов — ах, а?. Размыкание этих контактов при автома-
тическом реверсе не нарушает программы цикла.
8 Разыграев А. М. и др. 349
ГЛАВА V
УЗЛОВЫЕ СХЕМЫ СТАНОЧНЫХ ПРИВОДОВ
24. Управление главным приводом
Привод с асинхронным двигателем. Выбор исполнения двигателя
и схемы управления зависит от следующих факторов, характеризую-
щих режим работы привода:
1)	относительной величины пускового момента, необходимости
его повышения или ограничения;
2)	выбранного способа торможения;
3)	необходимости и способа изменения скорости привода;
4)	требуемой продолжительности и интенсивности или плавности
разгона и торможения;
5)	частоты включений.
При больших величинах момента трогания механизма следует
применять двигатели с повышенным пусковым моментом (типа АОП
или АП). Если, кроме этого условия, требуется высокая частота
пусков или плавность разгона, или смягчение ударных нагрузок,
применяются двигатели с повышенным скольжением (АОС, АС).
При отсутствии этих требований используются двигатели нормаль-
ного исполнения.
В случае необходимости ограничения начального момента (по
условиям прочности механизмов или для выполнения установочных
перемещений) в цепь статора двигателя включаются добавочные
сопротивления. При этом ограничивается и величина пускового
тока.
Для ограничения пускового момента в р раз требуется добавочное
сопротивление
где
2 __ ^ном
Запуск
(при соединении звездой);
114
rK = zK cos <PK; xK = У z\ — rK -
n, — k Mx'x
И sanMnuCK’
где k3an — коэффициент запаса (k3an ~ 1,5 -h 2);
Mx, x — приведенный момент трогания на холостом ходу с уче-
том потерь в приводе при минимальном передаточном
числе.
При введении сопротивлений в три фазы статора пусковой ток
уменьшается в J/ и раз.
Ящики или поля сопротивлений выбираются с некоторым запасом
по рассеиваемой мощности. В случае неопределенной частоты и про-
должительности включений сопротивления выбираются из расчета
30-секундной мощности.
Для ограничения пускового тока двигателей большой мощности
применяются пусковые автотрансформаторы.
Привод с многоскоростным двигателем позволяет получить двух-
ступенчатый разгон: пуск на низшей скорости с последующим пере-
ключением на высшую (фиг. 56, а).
При этом пусковой момент наибольший, а энергетические потери
сокращаются (фиг. 56, 6).
Торможение привода. Для торможения главного привода при-
меняются:
1) тормозные устройства механического действия с электрическим
дистанционным управлением;
2) схемы автоматического управления тормозным режимом работы
двигателя.
К устройствам механического действия относятся многодисковые
тормозные электромагнитные муфты; ленточные и колодочные тор-
моза с пружиной или грузом, освобождаемым тяговым усилием элект-
ромагнита, включающегося одновременно с двигателем. Существует
исполнение двигателей малой и средней мощности со встроенным
электромагнитным тормозом (тип АОЭ).
Применение тормозных электромагнитов переменного тока имеет
тот недостаток, что в эксплуатации бывают случаи неполного втяги-
вания якоря и сгорания катушки электромагнита при заедании меха-
низма тормоза (так как при этом значительно снижается индуктив-
ное сопротивление катушки).
Применение тормозных электромагнитных муфт особенно удобно
в том случае, если ведущая часть привода до затормаживаемого
рабочего вала отключается другой электромагнитной муфтой; при
этом тормозная муфта имеет минимальную величину момента и мощ-
ности управления.
Автоматическое отключение тормозной муфты по окончании тор-
можения производится обычно с независимой' выдержкой времени
(фиг. 57).
8*	115
Фиг. 56. Двухступенчатый разгон привода с двухскоростным двига-
телем:
а— принципиальная схема; б—зависимость пускового тока I = f (О
и скорости двигателя п= <р (/) при прямом пуске (/в nt) и при
двухступенчатом (I2, п2).
116
К тормозным режимам двигателя относятся: динамическое тормо-
жение, противовключение и рекуперативное торможение в режиме
асинхронного генератора.
Динамическое торможение производится путем возбуждения дви-
гателя постоянным током от постороннего источника. Отключение
производится обычно с независимой выдержкой времени (фиг. 58).
Время торможения обратно пропорционально току возбуждения 1е.
Рекомендуемые кратности тока возбуждения в зависимости от
*	* ном~
характера нагрузки и исполнения
передачи приведены в табл. 9 [9].
Мощность возбуждения
Р StrS Р
* в^^НОМ* НОМ'
QMT
РТ Рв кг
1Г
рв	кг
W---------------|г~
Фиг. 57. Схема включения тормозной
электромагнитной муфты.
Фиг. 58. Схема динамического тормо-
жения асинхронного двигателя.
откуда напряжение возбуждения
_____, shom Рном
ив 	.
1 в
Отсюда следует, что источник возбуждения должен быть рассчи-
тан на относительно невысокое напряжение, но на большой ток.
В качестве источника применяются обычно низковольтные твердые
выпрямители.
Одним из недостатков способа динамического торможения
является необходимость применения довольно громоздкого понизи-
тельного трансформатора. С другой стороны, применение динами-
ческого торможения удобно в случае, если в схеме электрообору-
дования станка имеется трансформатор (или выпрямитель) с вторич-
ным напряжением, близким к требуемому для торможения; в этом
117
Таблица 9
Рекомендуемые кратности постоянного тока при динамическом торможении
Характер нагрузки и тип передачи	к НОМ	Продолжительность торможения в сек.
Тяжелая нагрузка, редукторная пере- дача 		14-1,5	1
Легкая нагрузка, редукторная пере- дача 		14-2	1
Непосредственное соединение, лег- кий шпиндель		24-2,5	2
Непосредственное соединение, тяже- лый шпиндель 		2,54-3	2
Клиноременная передача, большие инерционные массы 		34-4	3
случае нужно только увеличить мощность трансформатора (или
выпрямителя).
Способ торможения противовключением с использованием индук-
тивного реле контроля скорости (РКС) широко известен.
Типовая схема реверсивного привода с торможением по способу
противовключения показана на фиг. 59. Промежуточные реле 1П,
2П в схеме служат для исключения опасности пуска двигателя
при провороте привода от руки. Эта опасность существует при непо-
средственном включении контактов РКС в цепи катушек реверсивного
контактора привода. Введение промежуточных реле уменьшает также
износ контактов РКС.
Для уменьшения тормозного тока служат сопротивления в цепи
статора; во время рабочего режима эти сопротивления закорочены
контактами КТ. Те же сопротивления могут использоваться для
ограничения пускового тока и момента.
С другой стороны, если в схеме привода необходимо введение
сопротивлений для ограничения момента, то для торможения противо-
включением нужно добавить сравнительно немного стандартных
аппаратов.
Большинство неисправностей в схеме торможения противовключе-
нием в условиях эксплуатации происходит из-за неправильного при-
соединения РКС к валу двигателя. Поэтому необходимо уделять
особое внимание конструкции и качеству исполнения этого узла
Автоматизация механического переключения скоростей. Основ-
ными достоинствами способа механического переключения скоростей
главного привода являются: возможность получения любого диапа-
зона скорости при постоянной мощности простыми средствами;
полное использование преимуществ асинхронного двигателя.
электрогидравлическим.
Фиг. 59. Схема торможения противовклю-
чением.
Устройства механического переключения скоростей можно разде-
лить на две группы:
1) с осевым перемещением блоков зубчатых колес;
2) с переключением электромагнитных муфт коробки скоростей.
Обе группы могут выполняться с ручным или дистанционным управ-
лением, селективным и преселективным.
Управление осевым перемещением блоков зубчатых колес может
быть электромеханическим и
Современные системы ме-
ханического переключения
скоростей с осевым переме-
щением блоков должны обес-
печивать возможность пере-
ключения скоростей на ходу
станка и автоматический
импульсный проворот при-
вода при непопадании зубцов
хотя бы одного блока во впа-
дины сцепляемого с ним
колеса.
Пример такой системы
с центральным механическим
селективным переключателем
скорости1 для главного при-
вода расточных станков (мо-
дели 262) показан на фиг. 60.
При отводе рукоятки селек-
тивного переключателя «на
себя» освобождается пру-
жина 1, выключатель ВИ
размыкается: двигатель от-
ключается и затормаживает-
ся. Затем поворотом ру-
коятки выбирается нужная
скорость.
При нажатии рукоятки
«от себя» происходит переме-
щение блоков колес. В конце перемещения селекторный диск дохо-
дит до упора раньше фиксации рукоятки. При досылке рукоятки
в фиксированное положение колесо 3, обкатываясь по неподвижной
рейке 2, через ось 4 перемещает валик 5, преодолевая усилие пру-
жины 1. Перемещения валика 5 достаточно для прекращения воз-
действия на выключатель ВИ. Последний включает контактор КГ;
начинается вращение привода с новой скоростью.
При непопадании зубцов во впадины сцепляемых колес пружина /
сжимается раньше, чем селекторный диск дойдет до упора. Как только
1 Авторское свидетельство № 9342,1950,. на имя Эльясберга М. Е., Когеля П. Г.,
Кирьянова, А. И., Китенко А. И., Гольцикера Д. Г.
119
при провороте зубцы окажутся против впадин сцепляемого колеса,
пружина сдвинет валик 5 и выключатель ВИ остановит двигатель.
Дальнейшее нажатие на рукоятку не встречает препятствия; происхо-
дит повторное включение ВИ и фиксация рукоятки; привод вращается
с новой скоростью.
Недостатком подобных систем является повышенный износ тор-
цов зубьев в эксплуатации.
б)
Фиг. 60. Схема управления пере-
ключением скоростей с импульс-
ным проворотом:
а — принцип действия; б — эле-
ментарная схема.
Для ликвидации этого недостатка была предложена система
с очень слабой досылающей «импульсной» пружиной, максимально
возможным снижением пускового момента и реверсивным цикли-
ческим импульсным проворотом привода1. В этих условиях к торцам
сцепляемых колес приложены малые усилия и преждевременный
износ их исключается. Цикл реверсивного импульсного проворота
задан релейной схемой с использованием реле времени.
С увеличением‘мощности привода возрастает величина усилий,
требуемых для перемещения блоков. В этом случае может приме-
1 Авторское свидетельство № 550441, 1956 г., на имя Эльясберга М. Е.,
Когеля П. Г., Кирьянова А. И., Дворина 3. А.
120
няться сервопривод (фиг. 61). При отводе рукоятки 1 селективного
переключателя освобождается выключатель 1ВСД. Главный двига-
тель отключается и тормозится. Одновременно включается серводви-
гатель СД для отвода дисков. Вращение серводвигателя передается
через зубчатую передачу, фрикционное устройство с разгонной муф-
той 9 и винт 8, сообщающий осевое перемещение валику 2, соединен-
ному с гильзой 3.
Вскоре после начала отвода прекращается нажатие на выключа-
тель ЗВСД, а освободившаяся пружина 7 поворачивает через рейку 6
и колесо 5 сектор 4; в результате освобождается выключатель 4ВСД.
По окончании отвода дисков упор 10 нажимает на выключатель 2ВСД,
отключающий серводвигатель.
При повороте рукоятки 1 поворачивается валик 2 с селекторными
дисками. В положении, соответствующем новой скорости, снова
нажимается 1ВСД, подготавливая цепь включения серводвигателя
для перемещения блоков. Эта цепь (контактора СВ) разомкнута
до окончания торможения главного двигателя.
Для предохранения торцов зубьев реле РКС настраивается на раз-
мыкание контактов при возможно меньшей скорости.
При пуске серводвигателя нажатие на 2ВСД прекращается,
но цепь н. о. контакта 2ВСД блокирована и. о. контактом СВ.
При непопадании зубцов во впадины перемещение валика 2
приостанавливается; винт 8 начинает вывертываться из гайки, вызы-
вая сжатие пружины 7 и поворот сектора 4 до нажима на 4ВСД. Вклю-
чается двигатель ДГ для проворота колес. При устранении препятст-
вия усилием пружины колеса сцепляются. Освобождаясь от сжатия,
пружина вновь прекращает нажатие сектора на 4ВСД-, двигатель ДГ
останавливается. Подобные импульсные провороты могут повторяться
несколько раз, по числу столкнувшихся колес.
Когда диски доходят до упора, происходит нажатие на ЗВСД
и 4ВСД. Серводвигатель отключается; восстанавливаются цепи
включения двигателя ДГ. Начинается вращение привода с новой
скоростью.
Переключение скорости с подобным сервоприводом может быть
выполнено полностью дистанционным, если исполнительную ось
механического селективного переключателя связать с задающим
переключателем на пульте отдельным следящим сервоприводом для
дистанционного поворота селекторных дисков.
Для главного привода большой мощности можно применять
систему дистанционного переключения скоростей с многодвигатель-
ным сервоприводом. Использование сервоприводов позволяет осу-
ществить преселективное управление скоростью.
Пример электрогидравлической системы с дистанционным управ-
лением для координатно-расточного станка показан на фиг. 62.
Кодовый переключатель задает программу включения (фиг. 62, в)
электромагнитов золотников, управляющих гидроцилиндрами пере-
мещения блоков.
Селективный выбор скорости производится поворотом нажатой
рукоятки переключателя. При нажатии размыкается цепь управле-
121
б)
Фиг. 61. Схема автоматического управления переключе
а — упрощенная кинематическая схема;
ния двигателем и включается тормозная электромагнитная муфта.
После поворота и прекращения нажатия на рукоятку переключа-
теля включаются электромагниты золотников, а также электромаг-
нит отвода защелки, фиксирующей полное зацепление колес. Блок-
контакт защелки включает электромагнит гидрораспределителя
и поток масла поступает в соответствующие гидроцилиндры.
По окончании переключения или при непопадании зубцов во впа-
дины давление масла возрастает, реле давления отключает электро-
магнит защелки. Если переключение завершилось, то второй блок-
контакт защелки отключает электромагнит гидрораспределителя;
давление снижается, отключаются электромагниты золотников, вклю-
чается главный двигатель.
122
Элементы схемы		Вращение шпин- деля	Отвод рукоятки селективного ме- ханизма	Поворот ру- коятки (выбор скорости)
в н т ДГ 1РП; 1РКС-1 1ВСД (пуск серводвига- теля) 2ВСД (отвод дисков) ЗВСД (отклю- чение серво- двигателя) 4ВСД (им- пульс) СВ СН		II 1—1111 1	к	
сд	отвод ди- сков			
	перемеще- ние блоков			
	проскальзы- вание фрикциона			
Фиксация ру- коятки в новом положении	Блок на упоре (непопадание зу- ба во впадину)	Окончание за- цепления	Вращение шпин- деля с новой скоростью	Отключение сер- водвигателя
	 в  m там			
				
				
				
				
	т м ш			
				
				
				
				
	ш ™ т			
				
нием скоростей с сервоприводом перемещения блоков:
б — электросхема; в — циклограмма.
При неполном зацеплении реле давления включает импульсный
реверсивный проворот. Для управления золотниками применяются
электромагниты постоянного тока, отличающиеся большей надеж-
ностью и меньшими габаритами.
Системы переключения скоростей электромагнитными муфтами
имеют ряд достоинств: быстродействие; возможность изменения ско-
рости в процессе резания; полное исключение износа колес при пере-
ключении скоростей; простота устройства; удобство осуществления
дистанционного, преселективного, дублированного управления.
Недостатки этих систем: увеличение габаритов коробки скоростей
для встройки муфт; постоянный нагрев (что имеет значение для пре-
цизионных станков); снижение к. п. д. коробки скоростей вследствие
123
необходимости постоянного вращения всех ведущих валов и
колес.
Ионный привод. Системы ионного привода, применяемые
в станкостроении, весьма разнообразны и охватывают широкий
а)
В ПС ДГ.
кн____дн
ПС В
"Г
т
гкн
КН
18 1Н
Стоп
™ 1В
~Вг7~*Н
~ZJ-# ог
П IPH^IH
v8'r
1ПС
18 > КН
зле__________РД
~"РК1ПС РД~
-|| I Н 4F-
'РВС 17 РД
Т^Злс" | злТ
МС	РВС	1Т"	1ПС'~
“	"	«	| znc'pj
|Г"ПГ^
2ПС Ж
___.двР1
'РД
РФ______
зле
2РИ
1РИ 2РИ
2Т
1РВС 8 И
*37 *
11-------------
27
115------------
ВС-1 ВС-1К
ВС-5
вЙк
1ВФ,
ъпс
в)
13Ф
18Ф
28ФСЗ
Насос
1Z3C
15ЭС
Схема электрогидравлического
Фиг. 62.
управления переключением скоростей; а— элек-
тросхема; б — циклограмма; в — гидросхема.
1НЭС
8
диапазон мощностей. Если в приводах малой мощности эти системы
по показателям сравнимы с другими типами привода, то ионный при-
вод мощностью свыше 10 кет занимает особое положение. Развитие
безнасосных («отпаянных») ртутных выпрямителей и одноанодных
ртутных выпрямителей — экситронов — придало мощному ионному
124
приводу ряд несомненных преимуществ по сравнению с приводом
по системе Г — Д: меньшие габариты, вес, стоимость, шум; более
высокий к. п. д.; высокое быстродействие. Эти преимущества могут
быть решающими при выборе типа привода тяжелых строгальных,
токарных и карусельных станков.
Если ионный привод должен быть реверсивным (например, на
строгальных станках), то комплект ионных приборов удваивается.
Несмотря на значительное
увеличение стоимости, такое
решение лучше, чем введе-
ние мощных контакторов.
Для управления ионным
приводом все чаще применя-
ются не ламповые, а магнит-
ные и полупроводниковые
усилители. На фиг. 63 по-
казана упрощенная схема
управления ионным приво-
дом с использованием МУ.
На вход промежуточного
усилителя ПМУ подаются
задающий сигнал (/), жест-
кие (<?) и гибкие (2) обратные
связи. Выходное напряже-
ние ПМ У подается на управ-
ляющие обмотки усилителей
1 -ч- ЗМУ, образующих трех-
фазный статический фазо-
регулятор. Последний со-
стоит из трех мостовых схем,
получающих питание от тран-
сформаторов 1 -i-ЗТУ. В каж-
дой мостовой схеме одним
плечом служит активное со-
Фиг. 63. Упрощенная схема мощного
ионного привода.

противление, другим — реак-
тивное переменное сопротивление выходных обмоток МУ с внутрен-
ней обратной связью. Первичные обмотки ТУ ъ схеме фиг. 63 опу-
щены.
При сеточном управлении полное напряжение на выходе РВ
нарастает за 3—4 периода, т. е. в 4—5 раз быстрее, чем в системе
Г-Д.
25. Управление подачей и установочными перемещениями
При осуществлении подачи от привода главного движения управ-
ление подачей производится в кинематических цепях. В этом случае
функции включения, отключения, распределения органов и переклю-
чения скоростей не отличаются от соответствующих функций автома-
тического управления главным приводом. Эти функции в пределах
125
одного станочного узла наиболее удобно выполнять с помощью элект-
ромагнитных муфт.
При переключении блоков зубчатых колес коробки подач импульс-
ный проворот можно осуществить путем импульсных включений
входной электромагнитной муфты в цепи подач, при понижении
момента введением в цепь катушки муфты добавочного сопротив-
ления.
Для станков малых и средних размеров распределение движений
подачи по смежным станочным узлам с помощью механических сило-
вых связей до сих пор применяется, хотя и вызывает ряд затрудне-
ний, например, при осуществлении совместных движений двух орга-
нов с различными сочетаниями направлений.
Самостоятельный привод подачи осуществляется двумя способами:
1) от одного двигателя, с распределением движений подачи по
смежным узлам станка с помощью механических силовых связей;
2) от отдельных двигателей для привода каждого подвижного
органа.
Выбор движений подачи при однодвигательном приводе произво-
дится децентрализованным механическим распределителем с непо-
средственным переключением кинематических цепей или электро-
механическим распределителем с дистанционным переключением
кинематических цепей электромагнитными муфтами. Для исключения
двух или более несовместимых одновременных движений вводится
электрическая блокировка рукояток механического распределителя
(гл. IV, п. 20).
Для тяжелых станков все преимущества оказываются на стороне
многодвигательного привода подач. При этом используется и возмож-
ность распределения двух несовместных движений подачи от одного
двигателя в пределах одного станочного узла с помощью электро-
магнитных муфт (если это дает сокращение габаритов и стоимости
узла).
Многодвигательный привод подачи выполняется:
1)	с общим источником питания и регулирования;
2)	с двумя источниками питания — для раздельного управления
движениями подачи и установочными перемещениями или совмест-
ными перемещениями двух органов в заданном сочетании;
3)	с раздельными источниками для каждого двигателя.
В последнем случае обеспечивается совершенно самостоятельное
управление скоростями и направлениями перемещений. Однако,
использование такого привода ограничивается его сложностью и высо-
кой стоимостью.
Некоторые системы управления многодвигательным приводом
подач и установочных перемещений рассмотрены в гл. IV.
Особенности привода и управления периодической подачей. Выбор
типа привода периодической подачи прежде всего зависит от сово-
купности всех функций, выполняемых приводом.
Например, на тяжелых строгальных станках, где привод пери-
одической подачи суппорта, кроме основной функции, выполняет
быстрые установочные перемещения и медленный подвод резца к изде-
126
лию (вместо физически тяжелого ручного подвода), преимущества
оказываются на стороне привода постоянного тока с широким диапа-
зоном изменения скорости.
Попытки применения в данном случае нерегулируемого привода
переменного тока приводят к большим ограничениям требований
к приводу и, в конечном счете, к ухудшению свойств станка.
При большой частоте циклов периодической подачи на совре-
менных строгальных и карусельных станках, и при высоких требова-
ниях к ним такой привод переменного тока может найти применение
только в легких моделях.
На копировально-фрезерных станках периодическая подача осу-
ществляется от любого из приводов рабочей подачи и вопрос выбора
привода периодической подачи не ставится.
Управление величиной периодической подачи на современных
станках всех перечисленных типов, как правило, дистанцион-
ное.
Путевые кулачковые аппараты управления периодической пода-
чей, требующие установки на тот или иной кулачок, в настоящее
время заменены более совершенными средствами дистанционного
управления. Независимое управление также не применяется, так
как не может дать требуемой точности.
Из числа систем управления с обратной связью могут приме-
няться следующие:
1) следящая система с задающим сельсином-приемником и сельси-
ном-датчиком положения; 2) система числового управления с кодо-
вым датчиком положения или датчиком импульсов; 3) система
с электронным реле-интегратором.
Следящая система с сельсинной связью дает требуемую точность,
но имеет недостатки:
1) необходимость периодического расцепления кинематической
связи сельсина-датчика с приводом и механического возврата сель-
сина;
2) несоответствие линейной шкалы сельсина-приемника требуе-
мому геометрическому ряду величин подачи.
Схемы с датчиком импульсов и счетным устройством в виде шаго-
вого распределителя не обладают требуемой долговечностью и в на-
стоящее время не применяются.
Схемы числового управления (гл. VII) удовлетворяют всем
требованиям управления периодической подачей, но довольно
сложны.
Наиболее удобна схема с использованием электронного реле-
интегратора (гл. VI). Принцип действия этого реле состоит в изме-
нении времени его срабатывания в обратной зависимости от управ-
ляющего напряжения, пропорционального скорости периодической
подачи.
Условия работы реле-интегратора в схеме привода постоянного
тока на строгальных станках благоприятны, особенно в режиме
периодической подачи во время обратного хода стола. В самом тяже-
лом случае — при совершении подачи в период между рабочим
127
и обратным ходом стола — на максимальную подачу отводится воз-
можно меньшее время
lnn==J^[^lt5-^2,5 сек.].
Умакс
Диапазон изменения периодической подачи на современных
станках довольно велик (Ds «к 100). Поэтому для обеспечения точ-
ности при подаче s мин = 0,018Лал.г необходимо снижать скорость
подачи не менее чем в 20 ч- 25 раз. Это снижение осуществляется
без потери производительности станка и требуемая точность подачи
обеспечивается.
При этом к оси вариатора периодической подачи присоединяется
ось переменного сопротивления, изменяющего скорость подачи.
Диапазон времени срабатывания реле-интегратора
Условия работы реле-интегратора на копировально-фрезерных
станках значительно тяжелее.
Во-первых, максимальная периодическая подача здесь совер-
шается не при максимальной, а при минимальной скорости привода
(при обдирке); минимальная периодическая подача происходит при
максимальной скорости рабочей подачи (чистовая обработка).
В этих условиях
Dt = DsDv,
что может привести либо к очень малым значениям времени (сравни-
мым с временем срабатывания аппаратов), либо к работе интегра-
тора на очень пологой характеристике t = f (v) и, следовательно,
к снижению точности.
Поэтому рекомендуется при чистовой обработке задавать вариа-
тором малую скорость привода, работающего в режиме периодиче-
ской подачи; максимальная периодическая подача осуществляется
при двукратном цикле работы интегратора. При этих условиях точ-
ность подачи полностью обеспечивается.
Схемы с использованием реле-интегратора достаточно просты,
позволяют легко осуществлять дистанционное управление и плавное
изменение подачи. Пример релейно-контактной схемы части показан
в табл. 8.
Особенности электропривода и управления подачей копировально-
фрезерных станков. Одной из важных особенностей следящего элек-
тропривода современного копировально-фрезерного станка является
совместная работа следующих систем:
1)	регулирования положения копировального пальца в про-
странстве (слежение по копиру);
2)	регулирования постоянства модуля вектора результирующей
скорости в плоскости или пространстве (связь между следящей
и задающей подачей);
128
3)	поворота вектора результирующей скорости касательно к кон-
туру копира (автоматический обход замкнутого контура);
4)	регулирования скорости подач в функции нагрузки главного
привода (автоматическое ограничение мощности);
5)	регулирования скорости составляющих подач при изменении
нагрузки приводов подачи.
Фиг. 64. Примеры упрощенных структурных схем электропривода подачи
копировально-фрезерных станков с прерывным (а), непрерывным (б) и сме-
шанным (е) управлением.
Проектирование таких многоконтурных систем регулирования
представляет собой довольно сложный процесс и выбор правиль-
ных решений требует глубокого анализа и экспериментального иссле-
дования.
Системы электропривода подачи этих станков можно разделить
на 3 группы: 1) с прерывным управлением; 2) с непрерывным управ-
лением; 3) сочетания первых двух (фиг. 64).
Системы прерывного управления с управлением электромагнит-
ными муфтами от контактного датчика рассогласования при постоян-
ной скорости исполнительных двигателей (фиг. 64, а) имеют весьма
9 Разыграев А. М. и др. 349	]29
ограниченные возможности удовлетворения совокупности требований
к системе- регулирования, указанных выше.
Это обусловило ограниченное применение систем прерывного
управления: копировальные приспособления к фрезерным станкам
широкого назначения, легкие и дешевые модели станков для обра-
ботки штампов.
Системы непрерывного управления выполняются преимущест-
венно с приводом ЭМУ—Д, управляемым от индуктивного датчика
рассогласования (фиг. 64, б). Основные достоинства этих систем:
широкие возможности осуществления комплексного решения всех
задач регулирования многоконтурной системы; высокие скорости
копирования, высокая чистота обработки. Основной недостаток —
трудности преодоления влияния инерционности исполнительных
двигателей.
Положительные свойства систем непрерывного управления при-
вели к попыткам создания смешанных систем. Структурная схема
одной из них показана на фиг. 64, в. Только одно введение привода
ЭМУ—Д дает возможность получить требуемый технологический
диапазон изменения скорости Dv < 20.
Введение интегральной составляющей приводит к снижению
1 чР
частоты срабатывания элементов прерывного управления и, в сово-
купности с введением дифференцирующего контура №диф (р), к неко-
торому повышению скоростей копирования. Но так как в схеме
(фиг. 64, в) общий коэффициент усиления системы остается низким,
датчик, дифференцирующие и интегрирующие звенья несовершенны;
диапазон технологического изменения скорости мал; возможности
элементов непрерывного управления используются не полностью;
схему можно рассматривать как пример неправильного общего реше-
ния.
Качество систем непрерывного управления может быть значи-
тельно повышено путем усиления действия дифференцирующего
звена.
Если представить передаточную функцию следящего привода
в существенно упрощенном виде
Л(Р)^ЛС» + М,	(80)
А “Г 1 ЭКвР
где ka — коэффициент передачи дифференцирующего звена
(фиг. 64, б).
— эквивалентная постоянная времени инерционных звеньев,
то при условии
ь — т
к3 — 1 акв
система будет иметь идеальное быстродействие:
Фактически такая возможность ограничивается перегрузочной
способностью привода в переходных режимах и некоторыми откло-
130
нениями передаточной функции системы от уравнения (80). Поэтому
к следящему приводу в системе непрерывного управления предъяв-
ляется ряд требований.
Двигатель выбирается с возможно большим отношением
J д
при возможно меньшей номинальной скорости, в исполнении с при-
нудительной вентиляцией, с пристроенным тахогенератором. Питаю-
щий генератор (ЭМУ) выбирается по максимально допустимому
(в переходных режимах) току двигателя.
Фиг. 65. Пример упрощенной релейно-структурной схемы
привода подач с тремя следящими каналами и двумя
датчиками рассогласования.
К механической части привода предъявляются требования макси-
мальной жесткости и исключения зазоров в передачах. Число звеньев
передачи должно быть минимальным; следует избегать длинных
валов, шлицевых и шпоночных соединений, червячных передач.
Рекомендуется применение простых цилиндрических зубчатых колес
с возможно меньшим модулем (для сокращения зазоров); беззазор-
ных винтовых пар с циркулирующими шариками.
Перспективы развития следящего привода копировально-фрезер-
ных станков — использование гидравлических исполнительных дви-
гателей, полупроводниковых усилителей, совершенствование мето-
дов синтеза систем непрерывного управления.
Элементы схем следящего привода станков рассматриваются
в гл. VI и подробно в [21—=-23].
Разнообразие режимов обработки на копировально-фрезерных
станках вызывает необходимость переключений не только в релей-
ной схеме, но и в структурной схеме следящего привода.
9*	131
Структурная схема должна быть построена так, чтобы коли-
чество переключений было наименьшим. На фиг. 65 приведен при-
мер упрощенной релейно-структурной схемы электропривода подач
е тремя составляющими следящими каналами /, II, III. Копироваль-
ный прибор содержит два датчика: датчик продольного рассогласо-
вания 1ДР и рассогласования по двум поперечным осям 2ДР.
В режиме строчек С на поперечные каналы II, III поступает
независимый сигнал от трансформатора ЗТУ и блокирующее напря-
жение от обоих датчиков через блокирующий усилитель Б У (контур-
ный датчик 2ДР при этом центрирован).
В режиме обхода контура К канал продольной подачи I, ЗТУ
и усилитель БУ отключены. Включена система управления началь-
ным рассогласованием (УНР) датчика 2ДР (система автоматического
обхода контура). Режим трехмерного копирования (К, Г) отличается
от контурного включением канала I.
Таким образом, все релейные переключения производятся только
в цепях входных звеньев структурной схемы.
В реальных схемах привода каждый из указанных режимов имеет
различные программы автоматического цикла (вертикальные, гори-
зонтальные, контурные, гребенчатые строчки и пр.). Релейная схема
режимных элементов и автоматических циклов проектируется по мето-
дам, изложенным в гл. IV.
26. Управление вспомогательными приводами
Приводы электромеханических зажимных устройств. Зажимные
устройства на станках служат для закрепления некоторых подвиж,-
ных органов станка во время обработки и освобождения их для
выполнения перемещений; для закрепления и освобождения изде-
лия; для прижатия изделия к базовым поверхностям.
Электромеханические зажимные устройства отличаются наиболее
широкими возможностями дистанционного и автоматического управ-
ления зажатием и освобождением одного или группы органов, про-
стотой осуществления блокировочных связей, простотой конструкций.
Электромеханические зажимные устройства (ЭМЗУ) разделяются
на два основных вида.
В устройствах первого вида зажатие осуществляется главным
образом за счет кинетической энергии быстровращающихся частей
привода. Привод этих устройств имеет кинематическую цепь с малым
передаточным числом и, следовательно, высокую скорость переме-
щения зажимных элементов; угол поворота вала двигателя в про-
цессе зажима ад составляет обычно не более двух оборотов. Характер
нагрузки — ударный.
В ЭМЗУ второго вида зажатие осуществляется почти исключи-
тельно действием момента двигателя. Привод выполняется с большим
передаточным числом, так что зажатие происходит при малой ско-
рости перемещения: угол ад сравнительно велик.
Выбор вида ЭМЗУ для той или иной операции определяется отве-
денным для нее временем, а также конечным усилием зажатия.
Заклинивание с помощью ЭМЗУ второго вида происходит с малой
132
скоростью, примерно за 1 -г- 5 сек., сравнительно мягко, без ударов:
усилие зажатия зависит от момента выбранного двигателя и от пере-
дачи. Быстродействующие устройства применяются при частей смене
операций, например, в автоматах и на универсальных станках
с большой долей вспомогательного времени и частой сменой движений.
В приводе ЭМЗУ первого вида при жестком соединении двигателя
с механизмом и при высокой приведенной жесткости звеньев возможно
возникновение чрезмерных усилий порядка Мзаж макс > 10 -н
- 12
Для защиты механизма и двигателя от опасных усилии вводится
фрикционная предохранительная муфта, отрегулированная на вели-
чину момента Мфрикц 8 н- 10 М^.
Так как при трогании с места из положений «зажато» и «отжато»
момент сопротивления превышает величину пускового момента,
в кинематическую цепь привода вводится разгонная муфта с приве-
денным люфтом 0,75	3 оборота двигателя. Двигатель разгоняется
вхолостую до скорости, близкой к номинальной, и ударом выводит
механизм из заклиненного состояния. Для привода ЭМЗУ наиболее
удобны асинхронные двигатели с повышенным скольжением. При
большой частоте циклов (примерно свыше 300 в час) выбор двигателя
для привода ЭМЗУ (или вспомогательного привода с аналогичным
характером нагрузки) определяется не только требованиями к работе,
механизма, но и к пусковой аппаратуре. Может оказаться более вы-
годным применение привода постоянного тока с бесконтактной пуско-
вой аппаратурой. При этом величина пускового момента падает почти
вдвое, но разрывная мощность уменьшается приблизительно в 7 раз.
Управление процессом зажима современных ЭМЗУ автоматизи-
ровано и выполняется преимущественно по замкнутой системе,
в функции перемещения, нагрузки или скорости.
Управление с временной зависимостью, не дающее преимуществ
по сравнению с замкнутыми системами, все же находит применение
в ЭМЗУ второго вида с фрикционной муфтой, срабатывающей по окон-
чании зажатия.	«
Управление с путевой зависимостью (фиг. 66, а). По достижении
определенного положения зажимного элемента двигатель отклю-
чается с помощью путевого выключателя. В ЭМЗУ первого вида такое
управление возможно, так как кинетическая энергия привода
практически не зависит от выбора момента отключения двигателя,
и уменьшение кинетической энергии при преждевременном отклю-
чении незначительно. Для ЭМЗУ второго вида требуется точная уста-
новка путевого выключателя, так как при преждевременном отклю-
чении усилие зажатия может оказаться недостаточным.
Путевой контроль совершенно непригоден для управления зажи-
мом заготовок, если размеры их не являются постоянными.
Отключение двигателя путевым выключателем в конце отжима
наиболее надежно и просто, поэтому может применяться при любых
способах контроля окончания зажима.
Для отключения двигателя в аварийном режиме при заклини-
вании в промежуточном положении необходима тепловая защита.
133
Отключение двигателя в зависимости от скорости. В конце зажима
(или в конце отжима при столкновении с упором) скорость двигателя
резко пгфдет; отключение производится контактом реле РКС, соеди-
ненного с валом двигателя (фиг. 66, б). Наличие разгонной муфты
в механизме ЭМЗУ обязательно.
Скоростной контроль удобен тем, что отключение при зажиме и от-
жиме может производиться одним аппаратом (РКС), конструктивно
связанным только с двигателем. Недостатки такого способа управле-
Фиг. 66. Схемы управления приводом ЭМЗУ:
с путевой зависимостью (а); с зависимостью от скорости (б); с зависи-
мостью от тока при использовании кнопочного управления (в) и рас-
пределителя (г).
ния: отсутствие электрической фиксации отжатого состояния, требуе-
мой для блокировочной связи с приводом перемещений; высокая
разрывная мощность при отключении в конце отжима; необходимость
исключения аварийного режима при длительной команде на вклю-
чение двигателя.
Отключение двигателя в зависимости от величины нагрузки
(фиг. 66, в, г). Возрастание момента нагрузки двигателя при зажиме
вызывает повышение тока двигателя до величины тока короткого
замыкания. Это возрастание тока используется для отключения
двигателя посредством максимального реле с уставкой в пределах
н < Jсраб 0,87ПуСК’
Для ЭМЗУ второго вида точность уставки имеет существенное
значение.
134
Фиг. 67. Пример схемы автоматического
управления зажимом и отжимом попере-
чины карусельного или строгального
станка.
При пуске двигателя катушка максимального реле блокируется
и. з. контактом реле фиксации отжатого состояния.
Неавтоматическое включение ЭМЗУ осуществляется кнопками
(фиг. 66, а, б, в) или переключателем без самовозврата (фиг. 66, г).
Во втором случае дополнительной сигнализации состояния не
требуется. При управлении кнопками сигнализация состояния может
быть односторонней: «отжато» — синий свет, т. е. движение разре-
шено. Автоматическое управление приводами ЭМЗУ осуществляется:
1)	от распределительного переключателя (аналогично фиг. 66, г)
при распределительной системе управления движениями подачи;
при этом замыкается цепь кон-
тактора отжима только того
ЭМЗУ, которое соответствует
выбранному для движения
органу станка, остальные ЭМЗУ
приводятся в состояние «за-
жато»;
2)	от органов управления
перемещением подвижного
органа станка (фиг. 67); при
этом перемещение происходит
только после автоматического
отжима;
3)	от схемы автоматического
цикла работы ЭМЗУ во взаим-
ной связи и в связи с другими
автоматизированными приво-
дами.
В ряде случаев приходится
отменять автоматическое дей-
ствие ЭМЗУ. При этом все ЭМЗУ приводятся в состояние «отжато».
Это необходимо, например, при чистовом фрезеровании, при уста-
новочных перемещениях подвижных органов станка и т. п.
Если на каком-либо органе станка имеется насосная установка
для гидравлических устройств, то зажимное устройство может быть
выполнено с гидравлическим исполнительным органом и электро-
гидравлическим управлением. В этом случае окончание процесса
зажима или отжима сопровождается повышением давления в гидро-
системе, реле давления отключает распределительный гидроцилиндр
и поток масла через золотник в исполнительный гидроцилиндр
прекращается. Лишь после этого отключается золотник, что исклю-
чает возможность ложных действий.
Привод устранения зазора в кинематической цепи. В передаче
с реверсивным вращательным движением к датчикам или измери-
тельным устройствам часто накапливается суммарный воздушный
зазор, вносящий при реверсе значительную ошибку измерения или
вызывающий колебания системы регулирования.
Для устранения суммарного зазора применяется вспомогатель-
ный привод с постоянно включенным моментным двигателем, который
135
может длительно находиться в заторможенном состоянии. Привод
подключается к последнему звену кинематической цепи, сопряжен-
ному с датчиком (фиг. 68) так, что приведенный момент на этом звене
равен сумме
±	+ Муз13,
причем второе слагаемое много меньше первого.
При изменении знака Мд знак Муз остается постоянным. Вели-
чина Л1 должна быть достаточной для исключения суммарного
зазора XAj., Л2. при условии
^->пд	.
11»2/3	° макс
Как видно из схемы на фиг. 68, зазор 2А4 в силовой передаче
при реверсе не устраняется.
Фиг. 68. Включение привода -устра-
нения зазоров в кинематическую схему:
ПД — двигатель подачи; ДМ — момент-
ный двигатель, ИМ — исполнительный
механизм.
Фиг. 69. Схема включения двух-
фазного двигателя устранения за-
зоров при мощности до ~200 вт (а)
и большей (б).
При величинах Муз примерно до 0,4 кгм в качестве моментного
двигателя может применяться асинхронный двухфазный двигатель.
Питание обмоток двигателя можно производить при малой мощности
по схеме на фиг. 69, а, при большей — на фиг. 69, б. Для уменьше-
ния нагрева двигателя рекомендуется питание обмоток пониженным
напряжением.
27. Межузловые связи станочных приводов
Межузловые связи служат для координации узловых схем в про-
цессе работы станка; для технологической защиты органов станка.
Наибольшее распространение имеют электрические блокировоч-
ные межузловые связи, основные виды которых приведены в табл. 10.
В современных схемах управления пуск насоса смазки произво-
дится автоматически (фиг. 70), одновременно с пуском главного
привода. Устанавливается такая последовательность: 1) включение
(при пуске) реле времени 1В, контакт которого до отключения под-
136
держивает замкнутой цепь катушки контактора главного привода;
2) срабатывание реле давления; 3) отключение реле времени. Если
реле давления не сработает, главный привод отключается.
Могут быть два вида последовательности отключения главного
привода при падении давления в системе смазки. Первый вид после-
довательности отключения
(фиг. 71, а):
1) отключение реле давле-
ния; отключение катушки В
с выдержкой при размыка-
нии; зажигание лампы «нет
смазки» и включение звуко-
вого сигнала;
2) отключение главного
привода по истечении вы-
держки времени (сигнальная
лампа продолжает гореть);
выдержка времени дается
Фиг. 70. Пример схемы блокировки вклю-
чения главного привода и насоса смазки.
для отвода инструмента,
чтобы предупредить возможность брака изделия.
Второй вид последовательности отключения (фиг. 71, б):
1)	отключение реле РД; отключение катушки В; зажигание лампы
«нет смазки»;
Фиг. 71. Схемы блокировки отключения главного привода при прекращении смазки:
а — с выдержкой времени; б — с автоматическим отводом инструмента.
2)	отключение продольной подачи;
3)	автоматический отвод инструмента движением поперечной
подачи;
4)	отключение главного привода и отвод инструмента по истече-
нии выдержки времени (сигнальная лампа продолжает гореть полным
накалом).
При втором виде последовательности отключения с приводами
главного движения и смазки связаны еще два привода — продольной
и поперечной подач; степень автоматизации выше, чем при первом
виде.
137
Таблица 10
Виды основных межузловых связей
Вид привода	Направление связи	Характер связи	Вид привода
Главный привод		Связь последовательности включения и отключения, раз- решающая	Привод насоса смазки
		Разрешающая Отключающая при непредви- денной остановке	Привод насоса охлаждения
	->	Разрешающая Связь последовательности от- ключения	Привод подачи
		Разрешающая	Привод зажима изделия
Привод подачи		Запрещающая (при подаче)	Привод устано- вочных перемеще- ний
		Разрешающая (для быстрого хода)	
	1 1 4- t	Разрешающая (после от/кима) Командная (при остановке или переходе на другой привод) Запрещающая (при подаче)	Привод зажим- ного устройства подвижного органа
	<—у	Связь взаимного исключения	Другие приводы подач
Блокировочные связи между приводами главного движения
и подачи должны обеспечивать прежде всего последовательность
отключения: во избежание поломки инструмента главный привод
должен останавливаться позднее привода подачи.
Для станков с независимым приводом подачи блокировка после-
довательности отключения основных приводов является обязатель-
ной. Такая блокировка должна действовать как при нажатии кнопки
главного привода до остановки подачи, так и при аварийном отклю-
чении главного привода.
Простейшим видом этой связи является исключение торможения
главного привода при одновременном отключении обоих приводов.
Недостаток этого способа — увеличение времени выбега главного
привода.
138
Одна из возможных схем блокировки последовательности отклю-
чения показана на фиг,, 72. Если подача не включена, контактор глав-
ного привода Г отключается при нажатии кнопки «стоп шпиндель»
без задержки; если подача была включена, главный привод останав-
ливается с выдержкой времени, достаточной для остановки подачи.
При отключении питания дей-
ствие блокировочных связей на-
рушается. В этом случае необхо-
димо обеспечить хотя бы больший
выбег главного привода. Напри-
мер, если главный привод с асин-
хронным двигателем тормозится
противовключением, то при сраба-
тывании защиты минимального
напряжения торможение не дей-
ствует; в то же время торможение
привода подачи в большинстве
случаев действует как обычно.
Таким образом, последователь-
ность остановки может обеспе-
чиваться выбором способа тор-
Фиг. 72. Пример схемы блокировки
последовательности отключения при-
вода подачи и главного привода.
можения.
Блокировка взаимного исключения и другие виды блокировочных
связей съемных узлов может осуществляться перемычками на штеп-
сельных разъемах.
Для блокировочных связей подвижных органов используются
путевые переключатели. Пример решения задачи блокировки взаим-
ного исключения показан на фиг. 54 (гл. IV).
ГЛАВА VI
ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
Современные устройства автоматического управления станками
немыслимы без усилительных устройств какого-либо рода: релейных,
гидравлических, электронных, магнитных и пр.
Среди них электронные усилительные устройства выделяются
благодаря ряду достоинств: удобство осуществления любого коэффи-
циента усиления, безинерционность, возможность выполнения их из
стандартных элементов, удобство осуществления связей с другими
элементами автоматического управления (электромашинными и ре-
лейными), разнообразие характеристик усилительных ламп
и т. д.
Усилительные устройства позволяют решать задачи автомати-
зации машины комплексно с наиболее полным использованием свойств
средств автоматики.
Применение усилительных элементов в станках дает возможность
осуществления функций релейно-контактного управления и дистан-
ционного оперативного управления во входных цепях усилительных
устройств. В результате повышается качество и долговечность средств
релейно-контактного управления; в такой системе могут быть успешно
решены, например: задачи автоматического регулирования заданной
скорости, точной остановки привода по заданным координатам,
импульсных доводочных перемещений, работы по автоматическому
циклу и т. п.
Введение элементов электронного управления повышает степень
сложности систем электрооборудования машин. Но при выборе
систем это обстоятельство не является решающим. Важно обеспечить
эксплуатационную надежность узлов электронного управления,
чтобы при эксплуатации весь уход за ними сводился лишь к смене
ламп.
Высокая эксплуатационная надежность и стабильность усили-
тельного устройства достигается следующими способами:
1)	питанием усилителей через электромагнитный стабилизатор
напряжения;
2)	применением жестких отрицательных обратных связей;
3)	уменьшением величин, вынесенных на пульты переменных
сопротивлений;
140
4)	применением сопротивлений с запасом по рассеиваемой мощ-
ности, конденсаторов — с запасом по рабочему напряжению;
5)	электрической блокировкой цепей накала;
6)	применением экранировки входных цепей и трансформаторов;
7)	улучшением защиты элементов усилителя от влияния окружаю-
щей среды;
8)	сокращением входных цепей путем установки усилителей
в непосредственной близости к датчикам;
9)	применением балансных или мостовых схем;
Фиг. 73. Уменьшение нелинейности
характеристики усилителя при введе-
нии отрицательной обратной связи:
а — путем автоматического смещения;
б — между анодом и сеткой; в— в цепи
экранной сетки; г — анодносеточная
характеристика.
10)	сменой полного комплекта усилительных ламп при выходе
из строя лампы с наибольшей продолжительностью включения.
Уменьшение нелинейности и одновременно стабилизация харак-
теристики усилителя (фиг. 73) достигается введением жесткой отри-
цательной обратной связи: путем автоматического смещения; между
анодом и сеткой; в цепи экранной сетки.
Напряжение автоматического смещения при возрастании анод-
ного тока увеличивается, препятствуя росту анодного тока. При
этом коэффициент усиления обратной связи
о   АЧр. с   MgTк   Г к
&ивых Ыагн гн
где гк — сопротивление автоматического смещения (фиг. 73, а).
Величину коэффициента 0 можно уменьшать, если напряжение
смещения подавать с делителя.
141
В схеме связи между анодом и сеткой (фиг. 73, б) напряжение
отрицательной связи
Заменяя Дыа = р-Дцвл., получим
Ди. . = ц • Ди„,--,
о.с Г ОХ гвх + г0.с
откуда коэффициент обратной связи
Ъ - - &ио- с   гвх
°'с	&ивх	ГвХ~\~ГО.С
Отрицательная связь в цепи экранной сетки создается путем
питания экранной сетки через сопротивление или с высокоомного
делителя.
Смещение динамической характеристики вправо или влево от
вертикальной оси (фиг. 74) легко может быть получено путем изме-
нения напряжения экранной сетки. Этот способ наиболее удобен
для уставки запирающего напряжения или максимального анодного
тока.
Уменьшение крутизны динамической характеристики усилителя
достигается путем увеличения сопротивления нагрузки (фиг. 75, а).
Различная крутизна характеристики балансного усилителя при
разных знаках сигнала (фиг. 75, б) получается путем введения нели-
нейного звена (вентильного элемента) в цепь сигнала или обратной
связи усилителя.
Введение зоны нечувствительности (фиг. 76) достигается путем
большого фиксированного смещения или путем введения в цепь
сигнала напряжения отсечки.
28. Усиление жесткой отрицательной обратной связи
Для усиления отрицательной обратной связи по скорости в системе
привода с широким диапазоном изменения скорости двигателя при-
меняется промежуточный усилитель. В качестве примера рассмотрим
двухкаскадный усилитель постоянного тока с общим источником
питания и непосредственной межкаскадной связью, упрощенная
схема которого показана на фиг. 77.
Первый каскад выполнен на лампе 6Н9С как балансный усили-
тель напряжения. Второй каскад на лампе 6Н8С является балансным
усилителем тока (и мощности).
На входе первого каскада алгебраически складываются напря-
жения: жесткой отрицательной обратной связи по скорости (Ед с)
(отдатчика скорости); входного сигнала; гибкой отрицательной обрат-
ной связи по изменению скорости, т. е. по ускорению, на вторичных
обмотках противоколебательного трансформатора ТПК-2.3.
На вход второго каскада подана алгебраическая сумма напряже-
ний: выхода первого каскада и автоматического смещения (на сопро-
142
Фиг. 74. Смещение характеристики (а) усилителя
при изменении (6) напряжения экранной сетки:
1 — при повышении «с2; 2 — при понижении и^.

Фиг. 75. Изменение крутизны характеристики:
а — при увеличении сопротивления нагрузки; б — при введении
нелинейного звена
Фиг. 76. Введение зоны нечувствительности путем большого
фиксированного смещения или отсечки в цепи сигнала в неба-
лансной (а) и балансной (б) схемах.
143
тивлении ггк). На выходе второго каскада включены встречно (по
потоку) высокоомные обмотки ЭМУ-1 и ЭМУ-3 электромашинного
усилителя. Параллельно обмоткам включены разрядные сопроти-
вления, предохраняющие обмотки от пробоя при возникновении
перенапряжений (например, при размыкании анодной цепи), а также
поглощающие высокочастотные помехи. Величина разрядного сопро-
тивления для индуктивной нагрузки в анодной цепи гр — (5	6) гн.
В схемах с усилением напряжения отрицательной связи по ско-
рости резко возрастает влияние пульсаций напряжения возбужде-
Фиг. 77. Упрощенная схема баланс-
ного промежуточного усилителя для
привода с широким диапазоном
изменения скорости.
ния датчика скорости, зубцовых и коллекторных пульсаций напря-
жения датчика и исполнительного двигателя, зазоров в механиче-
ской связи между двигателем и датчиком скорости.
Для уменьшения влияния пульсаций напряжения от эксцентри-
ситета якоря, коллекторных и зубцовых пульсаций источников
напряжения обратной связи — двигателя и датчика скорости при-
меняются емкостные фильтры. Питание обмоток возбуждения дат-
чика скорости постоянного тока может производиться только напря-
жением с малым коэффициентом пульсаций, допустимое значение
которого
h	&п' ^в‘мин
кп. в. д. с	ь Ь ,	’
кн. скн. а. с. мин
где kn дв мин — допустимый коэффициент пульсаций минималь-
ного напряжения на двигателе;
kH с — коэффициент усиления по напряжению системы
датчик — ЭМУ-,
kH а. с мин — коэффициент усиления датчика по напряжению
при минимальной скорости.
144
Если в механической связи между двигателем и датчиком имеется
зубчатая передача, кольцевая или кулачковая муфта, то в конструк-
ции передачи обязательно предусматривается возможность устране-
ния или уменьшения зазоров, вызывающих возмущения системы.
Пример расчета двухкаскадного
усилителя обратной связи
Дано: сопротивление нагрузки — обмотки ЭМУ го6м = 2,2 ком;
максимально допустимый ток обмотки 1обм,макс = 60 ма; коэффи-
Фиг. 78. График анодных характеристик двойного триода 6Н8С.
циент усиления ЭМУ по напряжению (при возбуждении с обмотки
обратной связи) kH эму = 8,5.
Для выходного каскада выбираем двойной триод с наибольшей
статической крутизной и наибольшей величиной максимального
анодного тока — тип 6Н8С. По графику анодных характеристик
(фиг. 78) при и2с = 0
^2 а. макс ~ 20	^2 а. мин' '143 в.
При ЭТОМ
Ю Разыграев А. М. и др.
^2 а. макс Цбм. максг
349
145
Выбираем точку покоя на участке с наибольшей статической крутиз-
ной:
=	W ма.
Напряжение на нагрузке при токе покоя
и2 я 0 = ^2 а 0 Г2 а ~ 22 в.
Анодное напряжение при токе покоя
и2 а 0 ~ и2 а. л<«к U2 я о = 105 в.
Проводим линию нагрузки (фиг. 78) через точки 20 ма; 143 в
и 10 ма; 165 в. Из графика находим результирующее напряжение
на сетке каждого триода при токе покоя
^2 с 0~ Зв.
Максимальное входное напряжение 2-го каскада (при усилении
в классе Л)
и2 вх. макс ~ 2 I ы2 с 0 I ~ I 0 | в.
По графику максимальный анодный ток при ис = — 6 в
^2 а. и.ин''-' 4 ма-
Средняя динамическая крутизна 2-го каскада
S	_ 1а. макс 1а. мин  пс
2 дин. ср ~	7	— 2,6 ма!в.
*	ивх. макс
Коэффициент усиления 2-го каскада по напряжению
^2я	§2 дин. ср ^2 а 5,7.
Выбираем напряжение питания анодной цепи, равное максимально
допустимому анодному напряжению для лампы 6Н8С
Епит = 300 в.
Для 1-го каскада (усилителя напряжения) выбираем двойной
триод типа 6Н9С с наибольшим коэффициентом усиления.
Примем сопротивление нагрузки 1-го каскада
ri а ~ 4гг = 4 • 44 = 180 ком.
Определим положение линии нагрузки:
ма
Г1 а
и проведем ее на графике анодных характеристик 6Н9С (фиг. 79).
Определим анодное напряжение 1-го каскада при токе покоя
из уравнений для двухкаскадного усилителя с общим питанием анод-
ной цепи:
ЕПит ~ ^2 а о “Ь w 2я0 + ^2
Епи т ~	а о “Ь wi я О “Ь к’
U2 к = а О с fl-
146
Пренебрегая малой величиной Wj к ~ и1с 0, из последних двух
равенств получим:
Ы1 а 0 = Епит и2ао и2н0 и2 с о ~ ^00	165 22	3= 110 в",
и1а.макс = и1ао + -и^х2^- = 110 + |= 113 в,
т. е. меньше допустимого для лампы 6Н9С иа_ макс = 200 в.
Находим по графику (фиг. 79) при и1а0 = 110 в:
71а0=1,1 ма’ “ico = O,5 в.
Фиг. 79. График анодных характеристик двойного
триода 6Н9С.
Сопротивление смещения 1-го каскада
г1к =	- 0,227 ком = 227 ом.
к 2/1ао	2-1,1
Напряжение смещения 2-го каскада
и2К = Епит — и2а0 — u2„o = 3OO — 165 — 22= 113 в.
Сопротивление смещения 2-го каскада
^ = 27^ = S = 5>64— •
Средняя динамическая крутизна 1-го каскада на участке иа = 180 -ь
-г- 200 в из графика
Коэффициент усиления 1-го каскада по напряжению
^ = 51Эая.срг1а = 0,25-180 = 45.
Коэффициент усиления промежуточного усилителя
э и = ^1М^2и~45-5,7 % 256.
/»• V • у	П " П	'	...
10*	147.
Коэффициент усиления системы
KH=kH.o6MkH. ,.^8,5-256^2176.
Максимальное входное напряжение усилителя
_ ех. макс _	_ A | о
иеХ.макс~ kw -45-и,1бв.
29. Усиление и формирование гибких связей
Передаточная функция обычного дифференцирующего трансфор-
матора имеет вид
11 _ М12 Р
иех riri 1 + (Т! + Тр
Постоянные времени первичной и вторичной цепи Тг и Т2 вносят
искажения в функцию дифференцирования, действие связи запазды-
вает. Уменьшение этого запаздывания, т. е. уменьшение Ту + Т2
возможно путем увеличения сопротивлений г1( г2, что приводит
к снижению к. п. д. дифференцирующего контура, к снижению эффек-
тивности гибкой связи.
Введение дифференцирующего трансформатора в схему лампового
усилителя позволяет уменьшить постоянные Ту, Тг до пределов,
близких к нулю. Вторичная обмотка трансформатора может быть
включена в цепь сетки с большим сопротивлением, введение же
большого добавочного сопротивления в первичную цепь компенси-
руется увеличением числа витков и усилением схемы; коэффициент
трансформации также может быть довольно высоким.
При этом значительно уменьшается объем и вес дифференцирую-
щего трансформатора.
В схемах следящего электропривода (для копировальных стан-
ков) и схемах привода широкого диапазона изменения скорости
применяется дифференцирующая гибкая связь по производной рас-
согласования, в несколько раз превышающая значение сигнала.
В отличие от противоколебательных гибких обратных связей,
это связь прямая, т. е. имеет общую направленность с сигналом. Для
осуществления этой связи наиболее удобно применять межкаскадный
дифференцирующий трансформатор. При этом в первичную цепь
трансформатора входит внутреннее сопротивление лампы, благодаря
чему Ту ~ 0.
Использование дифференцирующих трансформаторов в схемах
с высоким коэффициентом .усиления имеет и свои трудности, заклю-
чающиеся в том, что через них на выход усилителя проникают раз-
личные помехи: пульсации первичного напряжения и так называе-
мые «наводки». Для снижения влияния этих помех необходима
хорошая фильтрация первичного напряжения. Если первичная
обмотка трансформатора включена в цепь усилителя с питанием пере-
менным током, то либо выпрямление должно быть двухполупериод-
ным, либо для питания должен применяться ток повышенной частоты.
Если первичная обмотка трансформатора включена в цепь якоря
М8
тахогенератора постоянного тока, то возбуждение тахогенератора
должно производиться хорошо отфильтрованным напряжением..
Фильтр необходим даже в том случае, если возбуждение производится,
от генератора постоянного тока.
Для уменьшения «наводок» дифференцирующий трансформатор*
должен помещаться возможно дальше от трансформатора питания,
а магнитные оси обоих трансформаторов не должны быть параллель-
ными. Может потребоваться стальной экран. Вторичные обмотки
практически приходится нагружать большими сопротивлениями.
Для формирования сигнала, пропорционального производной
рассогласования, может быть использован непосредственно датчик
производной (с катушкой в магнитном поле с постоянным потоком
и изменяющейся проводимостью) с последующим усилением этого
сигнала в общем усилительном канале.
В некоторых случаях при сочетании жесткой и гибкой отрица-
тельной обратной связи вместо дифференцирующего трансформатора
применяется простой емкостно-омический дифференцирующий контур.
Передаточная функция такого контура
ивых _ 1 Тр
ивх I ।
где
Т = г2С; р = —Д- -.
2 Г /-1 + /-2
При значениях р < 1 и малых Т можно считать
^^Р(1 +Тр\
ивх
т. е. выходное напряжение содержит пропорциональную и дифферен-
цирующую составляющие.
Применение такого контура оправдывается при достаточно
большом коэффициенте усиления, когда коэффициент Р может
быть достаточно малым. Преимущество этого контура в том, что он
состоит из стандартных элементов и легко поддается настройке.
Включение емкостно-омического контура в цепь первичной
обмотки дифференцирующего трансформатора дает составляющую,
пропорциональную второй производной входного напряжения.
Система привода широкого диапазона с ламповым промежуточным
усилителем благодаря применению сильных корректирующих свя-
зей полностью отрабатывает единичное возмущение за время
в несколько сотых секунды.
Емкостно-омические контуры в цепях обратной связи могут
быть использованы для введения интегральной составляющей.
Например, в схемах привода копировально-фрезерных станков
интегральная составляющая используется для уменьшения ошибки
копирования в установившемся режиме.	’
149
Покажем, что в схеме усилителя (фиг. 80) выходное напряжение
при определенных условиях может содержать пропорциональную,
Дифференцирующую и интегральную составляющие.
Запишем уравнения контурных токов:
i3r3 = Р»вы/>
1г,Г2 ~ РМвыж 1’1 (Г1 + Cjj) ’
“вых = Г2 (G + if2) +	= l’2f2 +	•
Фиг. 80. Схема усилителя с интегродифференцирую-
щим контуром.
Решая систему уравнений и заменяя г1С1 = 7\; г2С2 = Т2;
г2(\ = Т2г, получим:
и	Л — В Аг Ч- П ~(1 ~ Р)-(1-+ Лр)] kT1P -1 = ku
ивыху	Тар + а+ЛдХЦ-Тгр) J
Положим теперь (в режиме, близком к самовозбуждению усили-
теля)
1 — р А = 0.
Тогда передаточная функция усилителя
ивых _	+ (Л + Тг + Тя) р + 1 .
ивх IP — (1 — Р) Т2р] Т1Р
При достаточно малой величине (1 — Р) Т2р
ивых__ Т1Л~Тг-\-Тг1	.	1
ивх ~ РЛ + р р РЛр ’
т. е. содержит все три составляющих.
150
30.	Фазочувствительные устройства (ФЧУ)
В системах следящего электропривода копировальных станков
встречается необходимость преобразования сигнала (от индуктив-
ного датчика), пропорционального рассогласованию, в напряжение
постоянного тока с изменением полярности в зависимости от изме-
нения фазы входного напряжения. Такие фазочувствительные устрой-
ства могут быть как выпрямительными, так и усилительными.
Усилительные ФЧУ обладают, прежде всего, тем преимуществом,
что позволяют, кроме преобразования и усиления входного сигнала,
производить формирование сиг-
налов, пропорциональных про-
изводной и интегралу рассогла-
сования, что необходимо для
повышения динамических ка-
честв системы. С увеличением
скоростей слежения приходится
уменьшать размеры и выходную
мощность датчиков рассогласо-
вания; следовательно, прихо-
дится повышать усиление в по-
следующих звеньях системы.
Из-за этих причин преимущест-
венно применяются фазочувст-
вительные усилители, а не вы-
прямители.
Так как фазочувствительный
усилитель является обычно
входным звеном системы автома-
тического регулирования, сни-
жение коэффициента пульсаций выходного напряжения усилителя
может иметь решающее значение. Поэтому схемы ФЧУ с однополу-
периодным выпрямлением применяются обычно в случае питания
током повышенной частоты (400-н600 ги}).
При питании током промышленной частоты хорошие результаты
дает применение балансной схемы ФЧУ с двухполупериодным вы-
прямлением на двух двойных триодах (фиг. 81).
В схемах межузловых связей следящего привода может ста-
виться обратная задача: получение выходного напряжения неизменной
фазы при возможном изменении фазы входного напряжения на 180°.
В этом случае может быть использована схема усилителя на двойном
триоде со сдвоенными анодами и общим катодом (фиг. 82).
Входное напряжение ив1С с обмотки 1ТП-2 подается на обе сетки
двойного триода. Анодное питание подается от повышающей обмотки
задающего трансформатора ЗТУ; фиксированное смещение ис0 —
от общего источника анодного питания выходных каскадов.
Усилитель работает в классе С: величина постоянного смещения ил
превышает напряжение запирания лампы; таким образом, усилитель
имеет определенную зону нечувствительности.
151
За каждый полупериод на одной из сеток лампы образуется такой
потенциал, при котором может протекать анодный ток; но так как
анодное питание подается от источника переменного тока, анодный
ток протекает только в течение того полупериода, когда потенциал
U-!
анода является положительным
(по отношению к катоду).
В анодную цепь включены пер-
вичные обмотки выходных транс-
1а
Фиг. 82. Блокирующий усилитель амплитуды с постоянной фазой при изменении
фазы сигнала на 180°: а — электрическая схема; б — характеристики Ia = f (ис),
1а = ф (0-
форматоров 2ТП или ЗТП. Так как аноды сдвоены, ток нагрузки
протекает только в течение «проводящего» полупериода и только
через один анод, когда отрицательный потенциал соответствующей
(любой) сетки становится меньше напряжения запирания триода
(фиг. 82). Таким образом, независимо от изменения фазы входного
напряжения на 180°, выходное напряжение усилителя будет иметь
неизменную фазу, что и требовалось.
31.	Автоматическое регулирование нагрузки резания
Производительность станка может быть значительно повышена
путем применения устройств автоматического поддержания постоян-
ства заданной мощности резания.
Кроме повышения использования главного привода и режущего
инструмента, система автоматического регулирования мощности
способствует сокращению поломок инструмента при увеличении
сечения стружки или при затуплении инструмента в процессе реза-
ния.
Автоматическое регулирование мощности производится путем
управления приводом подачи в зависимости от мощности, потребляе-
мой главным приводом.
Управление приводом подачи может производиться с помощью
реле мощности, а в системах непрерывного управления — с помощью
152
промежуточного усилителя. При этом на вход усилителя подается
напряжение от устройства, измеряющего потребляемую двигателем
мощность, за вычетом напряжения отсечки, определяющего заданную
величину наибольшей нагрузки станка.
При выполнении измерительной части устройства должна быть
обеспечена достаточная крутизна характеристики при возможно
меньшем напряжении отсечки. Эта крутизна
__ ^вых. макс
г^Рмин ’
гДе ивых. макс — требуемое максимальное выходное напряжение
устройства (запирающее вход усилителя);
&Рмин — минимальное приращение потребляемой мощ-
ности, при котором должна происходить отсечка.
Заменяя
др — с р
мин ЛР MUH’
АР
где sp ~ -р — допустимая точность регулирования мощности, и
Р — Рмакс
мин ~ £)р ’
где Dp — диапазон изменения нагрузки,
получим
(Тр = ивыХ.максОр в/квт_
Рмакс^Р
Существует много различных схем измерительной части устройств
ограничения мощности.
На фиг. 83 приведена схема, применяемая заводом имени Сверд-
лова для копировально-фрезерных станков.
В этой схеме измерение нагрузки асинхронного двигателя произ-
водится с помощью измерительного трансформатора ТМ с двумя
первичными обмотками — тока и напряжения.
Токовая обмотка ТМ-1 включена в рассечку фазы статора,
а обмотка напряжения ТМ-3 — на фазовое напряжение последова-
тельно с емкостью. Такое включение дает требуемый начальный
сдвиг фазы между намагничивающими силами первичных обмоток.
Результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора
определяется геометрической суммой намагничивающих сил первич-
ных обмоток.
Фаза намагничивающей силы, создаваемой обмоткой напряже-
ния, при изменении нагрузки остается неизменной. Намагничиваю-
щая сила токовой обмотки при увеличении нагрузки возрастает
по величине и изменяется по фазе. В результате взаимодействия
намагничивающих сил первичных обмоток напряжение на вторич-
ной обмотке ТМ-2 изменяется с большей крутизной характеристики,
чем при изменении одной лишь токовой составляющей.
153
Фиг. 83. Схема измерительной части устройства автомати-
ческого ограничения нагрузки резания: а — принципиальная
схема; б — график; в — векторная диаграмма.
154
Напряжение вторичной обмотки ТМ-2 выпрямляется и усили-
вается с помощью двойного триода 6Н2П, который запирается напря-
жением отсечки, поданным на переменное сопротивление ВОМ —
орган уставки мощности. Минимальная уставка соответствует мощ-
ности холостого хода, максимальная — номинальной мощности дви-
гателя (при этом не требуется тепловая защита двигателя).
В выходную цепь двойного триода включен микроамперметр,
дающих показания только при действии устройства, т. е. когда
напряжение на сетке, пропорциональное нагрузке, превышает напря-
жение отсечки? Выходное напряжение лампы 6Н2П усиливается
триодом 6Н5П, анодная цепь которого представляет собой одно
из плеч мостовой схемы. Напряжение в диагонали моста иаых подается
на схему управления приводом подачи.
Фиг. 84. Схема включения устройства ограничения на-
грузки резания.
Конденсаторы Съ С2 служат для сглаживания пульсаций выпрям-
ленного напряжения. Вторичная обмотка трансформатора (ТМ-2)
нагружена балластным сопротивлением. Это сопротивление умень-
шает зависимость выходного напряжения выпрямителя от внешней
нагрузки при изменении уставки отсечки.
Часть балластного сопротивления зашунтирована н. з. контактом
реле включения подачи для защиты обмоток ТМ-2, ТМ-3 от пере-
напряжений при пусковых токах главного двигателя.
Выходное напряжение устройства ограничения нагрузки имеет
неизменную полярность. Между тем, весьма желательно ограниче-
ние нагрузки путем воздействия на вход усилителя, куда подается
сигнал с изменяющейся полярностью (например, на вход усилителя
следящей подачи копировальных станков). В этом случае может
применяться схема шестиполюсника (фиг. 84), отличающаяся от обыч-
ных подобных схем отсечки (например, автоматической отсечки
по току) тем, что вместо постоянного эталонного напряжения вводится
напряжение, пропорциональное мощности.
Частично функции ограничения мощности может выполнять
нелинейное звено в цепи отрицательной обратной связи.
Кроме использования на копировально-фрезерных станках,
подобные устройства автоматического регулирования мощности
могут применяться на станках для глубокого сверления, тяжелых
отрезных станках, лобовых токарных и на различных специальных
станках.
155
32.	Автоматизация смены операций
Электронные реле времени. Существует много различных схем
и конструкций электронных реле времени, но не все они пригодны
для использования в схемах станочного привода.
При отсутствии необходимости в дистанционном управлении
выдержкой времени удобны реле времени с использованием тиратрона
с холодным катодом типа МТХ-90, долговечного и достаточно ста-
бильного элемента (фиг. 85).
Если требуется дистанционное управление, то ^сопротивление
изменения выдержки времени должно быть низкоомным, чтобы
Фиг. 85. Схема электронного реле вре-
мени с использованием безнакального
тиратрона.
Фиг. 86. Схема электронного реле вре-
мени с дистанционным управлением
выдержкой времени.
исключить влияние утечки. Для этого наиболее удобна схема элек-
тронного реле с изменением выдержки времени путем изменения
напряжения заряда конденсатора (фиг. 86).
Когда вспомогательное командное реле РП отключено, конден-
сатор заряжается выпрямленным током, проходящим по цепи г3 —
—г4 — гх — сетка—катод (за каждый полупериод, в течение кото-
рого потенциал анода отрицателен).
Величина напряжения заряда и0 зависит от положения движка
переменного сопротивления г4.
При включении реле РП цепь заряда разрывается и начинается
разряд конденсатора Сх на сопротивление г4.
Результирующее напряжение на сетке, при котором реле Р вклю-
чается,
чср = иое т ’	(81)
где tcp — время срабатывания реле РВ;
Т =	— постоянная времени разрядного контура.
Прологарифмировав уравнение (8J), получим
__ Др   1П иср
Т	1П и0 
Переменив знаки и преобразуя, получим
156
tco = T In
cp	Ucp
или, переходя к десятичным логарифмам,
(82)
t[p 2,37 1g
и	иСр
Достоинством схемы фиг. 86 является отсутствие выпрямителя.
Для обеспечения стабильности времени срабатывания необходимо
питание от электромагнитного стабилизатора напряжения.
В других схемах управление выдержкой времени производится
путем изменения постоянной времени разрядного (или зарядного)
контура. Из всех схем этого типа для дистанционного управления
пригодны только схемы электронных интеграторов с активным инте-
грирующим контуром.
Применение электронных интеграторов для измерения коротких
отрезков пути. Для автоматической периодической подачи на
копировально-фрезерных и современных тяжелых строгальных
станках могут применяться простейшие электронные реле-интегра-
торы.
От широко применявшихся ранее электромеханических устройств
электронные реле-интеграторы отличаются конструктивной про-
стотой, низкой стоимостью, малыми габаритами и наиболее удобны
для дистанционного управления.
Реле-интегратор отмечает пройденный отрезок пути
s = J vdt
или
S — cv f
где cv =— коэффициент пропорциональности	ц- 
Существует 3 типа электронных реле-интеграторов:
1)	с пассивным интегрирующим контуром (на входе);
2)	с дифференцирующим контуром в цепи отрицательной обратной
связи;
3)	с интегрирующим контуром в цепи положительной обратной
связи.
В широко известных схемах с пассивным интегрирующим кон-
туром осуществляется весьма приближенное интегрирование. Пере-
даточная функция этого интегратора
и вых   & .
ивх 1 ~i~Tp
точность повышается с увеличением постоянной Т.
Интегрирование с большой точностью достигается в схеме с диф-
ференцирующим контуром в цепи отрицательной обратной связи
(фиг. 87). Передаточная функция этой схемы
157
ивых___ ________k_______.
ивх 1 + (k + 1) Тр ’
точность интегрирования тем выше, чем больше коэффициент усиле-
ния.
Эквивалентная постоянная времени этой схемы (по отношению
к схеме с пассивным интегрирующим контуром)
Тэга=(А+1)Т.
Отсюда следует, что применение активного контура дает возмож-
ность уменьшить переменное сопротивление контура г С, т. е. улуч-
шает условия дистанционного
управления.
В схеме интегратора с по-
ложительной связью может
быть получена передаточная
функция чистого интегриро-
вания
ивых _
ивх Тр
но ввиду низкой стабильности
параметров такой схемы она
не получила практического
применения.
Для автоматического управления периодической подачей на тяже-
лых копировально-фрезерных станках завода имени Свердлова
применяется схема двухкаскадного интегрирующего усилителя
(фиг. 88).
В этой схеме входное
напряжение (пропорцио-
нальное скорости движе-
ния) изменяется в диапа-
зоне Dv = 100 при измене-
нии уставки периодиче-
ской подачи в диапазоне
Ds = 100.
Для каждой уставки
произведение времени'сра-
Фиг. 88. Схема электронного реле-интегратора
для автоматического управления периодической
подачей.
батывания реле-интеграто-
ра ша среднюю скорость
vcptcP const.
Это равенство используется при контроле качества интегратора.
Время срабатывания изменяется в пределах Dt = Dflv 104.
В таких тяжелых условиях работы необходима стабилизация
питания.
Зависимость времени срабатывания реле-интегратора от входного
напряжения, очевидно, должна быть гиперболической.
158
Если в цепь сетки электронного реле (фиг. 86) ввести переменное
входное напряжение ивХ, то из уравнения (82)
^ = 2,31g
“о
иср + ивх
Приближение характеристики к гиперболической возможно при
условии изменения логарифма в пределах 0,2-4-0,9.
Отсюда, полагая иср -> 0, получим
^- = 1,6 -=-8,
ивх
Фиг. 89. Схема непосредственного
включения фотодатчика.
управления или использовать
т. е. при изменении величины ивх в диапазоне 1 : 5 возможно исполь-
зование этой схемы для приближенного измерения коротких отрезков
пути.
33. Усилители фотодатчиков
В качестве фотодатчиков для устройств автоматического упра-
вления на станках почти исключительно применяются полупроводни-
ковые фотодиоды и фотосопротивления. Вакуумные фотоэлементы
вытеснены вследствие их низкой чувствительности; фотоумножители
отличаются невысокой стабиль-
ностью, относительно большими га-
баритами и высоким напряжением
питания, поэтому применяются лишь
в специальных случаях.
Высокая чувствительность фото-
сопротивлений ФС, в особенности
сопротивлений на базе селенида кад-
мия, в ряде случаев позволяет
применять их для непосредственного
релейный усилитель (поляризованное реле), как показано на
фиг. 89.
Если фотодатчик работает в условиях прямого освещения и затем-
нения, то для повышения стабильности и долговечности следует
ставить его в условия облегченного режима: включать осветитель
на пониженное напряжение, до красного накала осветительной нити;
включать фотосопротивление на 70 н- 80% максимального напря-
жения и максимальной рассеиваемой мощности.
Фотосопротивления перед установкой обязательно должны под-
вергаться искусственному старению.
Запас выходного сигнала фотодатчика должен составлять не менее
50%, в особенности при отраженном освещении. Для подстройки
сигнала устанавливаются переменные сопротивления.
Если фотодатчик должен реагировать' на изменение освещенности
поверхности (при отраженном свете), то для повышения надежности
следует применять дифференциальное включение двух фотодатчиков
с балансировкой их выходного напряжения.
Усиление постоянной составляющей фототока даже при дифферен-
циальном сигнале требует применения балансной схемы усилителя.
159
Для получения дискретного сигнала от фотодатчика при отражен-
ном освещении лучше использовать переменную составляющую
фототока. В этом случае можно исключить влияние изменений фото-
тока, протекающих медленно, т. е. влияние нестабильности освещен-
ности, напряжения питания, характеристик фотосопротивления.
Фиг. 90. Схема усилителя фотодатчика
при изменении сигнала с постоянной
скоростью.
Если работа такого фотодатчика
происходит в условиях изменения
сигнала с постоянной скоростью,
возможно применение лампового
усилителя по схеме фиг. 90. Диод
Д препятствует созданию на сетке
лампы положительного потенциа-
ла; сопротивление гр служит для
разряда конденсатора Сс. Развя-
зывающий фильтр УфСф уменьшает
влияние помех.
При работе в условиях пе-
ременной скорости изменения
сигнала коэффициент усиления
усилителя должен быть повы-
шен; вводится ограничитель амплитуды, а входная емкость
уменьшается до значения, обеспечивающего работу на мини-
Фиг. 91. Схема усилителя фотодатчика для условий
изменения сигнала с различной скоростью.
мальной скорости при полной амплитуде выхода ограничителя.
Пример подобной схемы показан на фиг. 91.
34. Усилители на полупроводниковых триодах
Применение полупроводниковых триодов (ППТ) для решения
различных задач автоматического управления непрерывно расши-
ряется и имеет большую будущность. -
160
Преимущества ППТ общеизвестны. Основной недостаток ППТ —
температурная нестабильность — долгое время мешал их распро-
странению в схемах непрерывного управления.
Нестабильность ППТ характеризуется коэффициентом нестабиль-
ности 5. Последний представляет собой коэффициент усиления соста-
вляющей тока нагрузки, зависящей от изменения начального кол-
лекторного тока 1к0 при нагреве:
5 =
Коэффициент нестабильности может достигать больших значений;
например, в элементарной схеме усилительного каскада с общим
эмиттером (ОЭ)	о-
S = _1_	(83)
макс 1 — а ’
где а = 0,9 -т- 0,95 — статиче-
ский коэффициент уси-
ления триода в схе-
ме ОБ.
Существуют разнообразные
способы температурной компен-
сации, требующие точного под-
бора характеристик триодов или
нелинейных элементов. Но эти
Фиг. 92. Балансная схема с общим эмит-
тером (ОЭ), с внутренними отрицатель-
ными связями по току и напряжению.
способы для производства и
эксплуатации неудобны.
Для повышения стабильности усилителей на ППТ наиболее
эффективны те же способы, что и для ламповых усилителей: приме-
нение балансных и двухтактных схем, жестких отрицательных
обратных связей; стабилизация питания.
Применение балансных схем на ППТ, в отличие от схем на лам-
пах, не связано с увеличением количества недолговечных элементов,
а увеличение габаритов несущественно.
Введение отрицательных связей необходимо также для умень-
шения влияния разброса практически неизменных характеристик
ППТ, различных даже для малых партий.
Аналитические расчеты усилителей на ППТ могут быть выпол-
нены приближенно, главным образом, из-за неизбежного разброса
характеристик триодов, а также из-за необходимости выбора сопро-
тивлений для схемы только из имеющегося ряда. При расчетах преду-
сматривается запас усиления, который всегда может быть уменьшен
с помощью установочных сопротивлений.
Графические методы более точны, но требуют снятия характери-
стик и сортировки триодов.
Найдем значение коэффициента S для балансной схемы ОЭ при
введении жестких отрицательных связей (фиг. 92, 93).
Отрицательная связь по току осуществляется введением добавоч-
ного сопротивления в цепь эмиттера, по напряжению — между кол-
лектором и базой.
11 Разыграев А. М. и др. 349
161
При допущениях а = const; гн < гк можно записать:
^пит Iff н	э + Л/"к’
Еццт н 1с	о- >Го- н’
э'э 1С с * о' о’
Лс — аЛ» + Лсо’>
IН	IО- «’
А>.« = Л + Л;
Ъ = Л? + Аг
(84)
Фиг. 93. Эквивалентная схема одного плеча балансного каскада.
Полагая /ого % 0 и решая систему (84) относительно 1Н, получим
[(G, + го.«) (гэ + <) + г’с (г;—аг0. ж)] = 1^в. н (г'а + г'с) +
откуда
5' =
(85)
(86)
минимальное значение 5^ин<1.
Если в схеме введена только отрицательная связь по току
(Го.н~^ °°)> то
S' =
при наличии только одной связи по напряжению (^~0)
162
S' =
1
rо. н
при снятии отрицательных связей
с' _ * ________________________________е
°	1 __а	°.«акс>
т. е. получим написанное ранее выражение (83).
Требуемое для конкретной схемы значение S' определяется
допустимым максимальным изменением тока А7Н при изменении
составляющей
Л/к0 7ко (20) (20,1Д/° — 1),
где /к0(20) — значение 1к0 при 20° и Af = Г — 20.
Задаваясь значением коэффициента S', можно определить исход-
ные величины сопротивлений в цепях отрицательных связей. Из урав-
нений (85) и (86)
(87)
_____ EnumS
°'Н__1 нор SIkqcp
(средние значения 1Н и взяты при ивх — 0).
Остальные сопротивления определяются из системы уравне-
ний (84).
Для балансного усилителя постоянного тока необходимо также
задаваться значением напряжения на коллекторе
= ЛА-
Вводя глубокие отрицательные связи, в балансных схемах можно
добиться исключения подбора триодов (при значениях S' < 2).
Снижение усиления можно компенсировать увеличением числа каска-
дов.
Коэффициент усиления балансного каскада по току (в схеме
фиг. 93) из уравнения (87):
If' _ н С' Епшп
ывх мвхгн-
(88)
Коэффициент усиления по напряжению:
v' &1НГН	гн
Аи — Л/ г ~
ы вхгвх	'вх
(89)
Входное сопротивление каскада из эквивалентной схемы фиг. 94:
4- »Г (90)
ГЭГс (fO. И 4~ гк) 4“ (Гэ 4“ Гс) [гнго- н 4“ гк (гн Го. H)j
Повышение входного сопротивления желательно для каждого
каскада в целях лучшего использования предыдущего каскада.
Величина гвх, как видно из уравнения (90), в основном определяется
величиной г'э. Вторичные обмотки трансформаторов гибких связей
включаются в цепи баз триодов (фиг. 92). Для работы этих обмо-
ток особенно важно увеличение сопротивлений гэ + гс.
11*	163
Для повышения коэффициента усиления часто применяют вклю-
чение низкоомного сопротивления параллельно сопротивлениям
roml + гвт2, так как при этом коэффициент нестабильности S не
изменяется. Следует помнить, что это сильно уменьшает величину гаХ,
а при использовании сопротивлений гот1, гвт2 для балансировки
может резко увеличить коэффициент S'.
Если оконечный каскад усилителя работает на индуктивную
нагрузку (например, обмотки ЭМУ), то для уменьшения постоянной
времени приходится увеличивать выходное сопротивление каскада
гвых и> следовательно, напряжение питания Епит. Введение отри-
------------------------------о о------------
и вых
гсг
------i - ।—о о-------------
rnp Ufa
Фиг. 94. Эквивалентная схема балансного каскада.
цательной связи по току увеличивает как входное, так и выходное
сопротивление, а отрицательная связь по напряжению ограничивает
повышение напряжения ик.
Из эквивалентной схемы фиг. 94 выходное сопротивление баланс-
ного каскада с отрицательными связями по току и напряжению
1"вых	X
го.нгк [гпргс + гэ (гпр + 2гс)] + ГпрГсгэ^го.н-}-	-
X г----------7~-------ГГг-----------------Т-----------------ГТ • (У 1)
|/н (го.н + гк) + го.нгк] 1гпргс + гэ (Гпр -^ 2rc)j 4- ГПрГСГэ (г0.н-|-Гк)
Для повышения выходного сопротивления оконечного балансного
каскада в цепь нагрузки можно вводить добавочные сопротивления.
Основное требование к каскадам предварительного усиления:
’ Г г
* вых ^-'вх^^
К фазочувствительнцм устройствам на ППТ предъявляются те же
требования, что и к ламповым: достаточно высокое входное сопроти-
вление, стабильность, низкий коэффициент пульсаций. Высокий
коэффициент усиления обычно не требуется. Этим требованиям
удовлетворяет, например, схема ФЧУ с двухполупериодным выпрям-
. 164
лением на фиг. 95. В схеме введены отрицательные связи по току
и напряжению. Сопротивление гу служит для балансировки усили-
теля. Включение емкостного фильтра обязательно не только для
сглаживания пульсаций, но и для исключения опасных перенапряже-
ний в переходе эмиттер-коллектор.
Расчет цепей ФЧУ в принципе не отличается от обычных при-
ближенных расчетов, за исключением введения коэффициентов
выпрямления (0,45 — для однопол упер иодного и 0,9 — для двух-
полупер иодного).
====== ГЦ
Фиг. 95. Схема ФЧУ на полупроводнико-
вых триодах.
Наибольшее развитие и воз-
растающее применение полу-
чают схемы с ППТ, работаю-
щими в режиме переключения.
К числу их принадлежат
Фиг. 96. Схема бесконтактного пу-
тевого выключателя с использова-
нием генератора звуковой частоты
на полупроводниковых триодах.
импульсные генераторы для ограничения перемещений, для упра-
вления прерывистыми движениями, шаговыми приводами, для
использования в качестве датчиков положения систем числового
управления и т. п., даже для непосредственного управления элек-
тродвигателями.
На фиг. 96 показана схема станочного путевого бесконтактного
выключателя. Принцип действия схемы состоит в управлении срывом
генерации высокочастотного импульсного генератора на ППТ.
Срыв генерации происходит при вводе (или выводе) внутрь трансфор-
матора обратной связи проходной медной планки, изменяющей
коэффициент связи.
От индуктивных резонансных выключателей (см. гл. VIII) гене-
раторный выключатель отличается меньшими габаритами, но и мень-
шей надежностью. В случае использования для кодовых датчиков
положения принцип генератора имеет то преимущество, что границы
срыва генерации обозначаются резко, чего не может быть при исполь-
зовании принципа изменения индукции.
Генераторы импульсов на ППТ особенно удобны, если требуется
изменение скважности импульсов. Для автоматического управления
прерывистыми доводочными перемещениями на координатно-расточ-
165
ном станке завода имени Свердлова применяется генератор прямо-
угольных импульсов (фиг. 97) с трансформаторной положительной
обратной связью. Сердечник насыщающегося трансформатора TH
перемагничивается по петле гистерезиса abcda (фиг. 97, в) с участ-
ком cd, на котором процесс закрытия триода ППТ протекает лавино-
образно вследствие положительной связи. Участок ab соответствует
открытому состоянию триода.
Фиг. 97. Генератор импульсов для управления доводочными перемещениями
органов координатно-расточного станка: а — принципиальная схема;
б — форма тока в нагрузке; в — характеристика В = f (Н) для TH.
При положительном насыщении TH (точка Ь) вторичное напряже-
ние трансформатора становится равным нулю и триод запирается.
Время, в течение которого триод закрыт, определяется током
управления 1у. При уменьшении 1у петля гистерезиса сужается
(фиг. 97, в); соответственно изменяется продолжительность паузы
(фиг. 97, б).
Выходное напряжение идых подается на промежуточный усилитель
привода. Продолжительность импульса — около 0,1 сек., что соот-
ветствует перемещению подвижного органа станка, равному при-
мерно 1 н- 2 мк. Продолжительность паузы можно изменять в пре-
делах 0,5 н- 1,5 сек.
Метод изменения скважности имеет большие перспективы в при-
меняй для непосредственного управления двигателем с помощью
мощных ППТ, успешно осваиваемых промышленностью. Работа ППТ
в импульсном режиме (в классе Д) позволяет значительно повысить
максимально допустимые токи через триод благодаря малым вели-
чинам переходных сопротивлений в этом режиме.
ГЛАВА VII
ЭЛЕМЕНТЫ ЧИСЛОВОГО УПРАВЛЕНИЯ
Высшая степень автоматизации станков для мелкосерийного
и даже единичного производства достигается путем применения
систем числового управления (СЧУ), обеспечивающих быстрый пере-
ход от одной программы к другой.
Основное отличие устройств числового управления от различных
копировальных устройств и кулачковых автоматов, как известно,
состоит в том, что при задании и контроле программы автоматиче-
ской обработки используются методы и средства вычислительной
техники.
35.	Системы числового управления
По основному назначению СЧУ различают системы управления
конечным положением и системы управления траекторией движения
(системы координатного управления и системы контурного управле-
ния).
К системам координатного управления относятся те, в которых
основной функцией числового управления является автоматическая
последовательная установка подвижных органов в точках с задан-
ными координатами (в плоскости или в пространстве).
В системах контурного управления главной функцией является
непрерывный контроль относительного положения подвижных орга-
нов в любой момент одновременного движения их по двум и более
осям координат.
В обоих типах систем элементы числового управления могут
выполнять и вспомогательные функции, например, задавать после-
довательность автоматических перемещений.
По способу контроля перемещений системы числового управления
делятся на системы совпадения и счетные.
В системе совпадения фактическое положение подвижного органа,
выраженное обычно цифровым кодом датчика положения, сравни-
вается с кодом заданного положения органа.
В счетной системе производится контроль не положения, а пути,
пройденного подвижным органом, с помощью автоматического счета
количества импульсов, соответствующих единичным отрезкам пути;
167
код количества отсчитанных импульсов сравнивается с заданным
кодом пути обычно способом алгебраического сложения.
Счетные системы могут быть замкнутыми или разомкнутыми
(шаговыми). В замкнутой системе производится счет количества
импульсов от импульсного датчика пути, связанного с подвижным
органом (обратная связь в дискретной форме).
В шаговой системе производится счет количества квантов энергии
(на входе системы), сообщающих движение подвижному органу.
Исполнительным (или промежуточным) звеном привода в такой
системе служит шаговый электродвигатель.
Для оценки качества систем числового управления принято
пользоваться такими параметрами, как разрешающая способность,
точность, повторяемость и чувствительность.
Разрешающей способностью называется наименьший отре-
зок, который может быть измерен системой, как дискретная
единица.
Точность, как обычно, выражается наибольшей величиной откло-
нения подвижного органа от заданного положения при автоматиче-
ской остановке.
Очевидно, для обеспечения заданной точности необходимо выби-
рать разрешающую способность системы на порядок меньше вели-
чины точности. Точность, получаемую при нескольких повторениях-»
одного и того же движения, называют повторяемостью системы.
Система может иметь «хорошую» повторяемость при «низкой» точно-
сти, т. е. отклонения точности значительно меньше самой точности.
Расстояние, на которое можно сместить подвижной орган внешней
силой в пределах разрешающей способности системы, называется
чувствительностью системы.
Если разрешающая способность определяется конструкцией изме-
рительной части, то остальные параметры в основном определяются
свойствами привода в целом, а также зависят от надежности звеньев
системы числового управления.
Надежность для систем числового управления имеет решающее
значение, так как нарушение работы системы может привести к непо-
правимому браку изделия или к аварии станка.
Надежность систем совпадения в основном определяется
надежностью датчика положения; в системах счета, кроме того,
надежность работы зависит от четкости работы реверсивного
счетчика, блоков управления и от исправности цепей обратных
связей.
Систему счета с обратной связью только условно можно назвать
замкнутой. «Обратная связь» в этой системе выражена в чисто
дискретной, отвлеченной форме (приращение количества импульсов).
Для «замыкания» системы требуется такое сложное звено, как ревер-
сивный счетчик.
Рассматривая систему замкнутой в течение периодов срабатыва-
ния датчика обратной связи и счетчика, можно сделать вывод, что
с увеличением количества срабатываний возрастает вероятность
ошибок.
168
Количество срабатываний датчика импульсов и ячеек счетчика
У = — + — (1 + 4 + 4-Н--------h—1 -
Y у I	2	4 г	' 2п )
где L — величина перемещения;
у — разрешающая способность;
п — число разрядов двоичного счетчика;
в пределе
ДТ
iV макс у
Ошибка, возникающая при случайном разрыве связи или форми-
ровании ложного импульса, системой счета не обнаруживается.
В системе совпадения обратная связь выражена тоже в дискретной
форме, но эта форма является изображением контролируемой выход-
ной величины — относительного положения инструмента.
В случае координатного управления по системе совпадения коли-
чество периодов замыкания системы N = 1. В случае контурного
управления система совпадения практически остается замкнутой
С
почти непрерывно, поэтому условно можно считать N = —.
Таким образом, системы совпадения принципиально более
надежны, чем счетные. Их применение ограничивается некоторыми
конструктивными трудностями выполнения датчиков обратной связи
с «высокой» разрешающей способностью; в системах контурного
управления существуют, кроме того, трудности интерполяции кри-
вых в абсолютных величинах координат от баз.
В системах числового управления часто применяются аналоговые
элементы (электрического моделирования); чисто аналоговые системы
программного управления (без элементов числового, дискретного
управления) на станках не применяются.
Все СЧУ, работающие по заранее заданной программе, носят
название СЧУ с жесткими связями. Существуют и другие системы,
программа которых определяется не только введенной заранее инфор-
мацией, но и нерегулярными факторами технологического процесса.
Такие системы называют самонастраивающимися. В применении
на станках подобные системы могут, например, устанавливать наи-
более производительный режим резания при изменении припусков,
твердости материала изделия и т. п.
Элементы СЧУ найдут широкое применение для решения частных
задач автоматического управления на тех станках, где нет полного
программного управления.
К числу таких задач относятся: управление приводом стола
строгального станка (реверс, пробег проемов и замедление при вреза-
нии) дистанционное управление точной остановкой подвижных орга-
нов; вспомогательные движения на копировально-фрезерных стан-
ках, и т. п.
•При проектировании станков с программным управлением
в условиях большого разнообразия СЧУ и быстрого развития их
169
весьма важен своевременный правильный выбор наиболее простой,
надежной и прогрессивной системы.
Для управления положением на сверлильных и расточных стан-
ках более всего подходят системы совпадения. Пример такой системы
рассмотрен ниже.
Для станков токарной группы применяются наиболее простые
и дешевые СЧУ из числа систем совпадения, шаговых или с анало-
говыми элементами.
Для обработки пространственно-сложных изделий на фрезерных
станках могут применяться, в зависимости от конкретных задач,
самые разнообразные СЧУ.
Например, для крупносерийного изготовления изделий относи-
тельно невысокой точности целесообразно применять шаговые СЧУ
или любую систему с магнитной записью при обработке первой детали
с непрограммным управлением.
Для обработки пространственно-сложных изделий в условиях
единичного производства более удобны системы совпадения с анало-
говыми элементами.
36.	Выбор программоносителя и формы записи. Прочитывающие
устройства
Программное управление может осуществляться с помощью
внешнего программоносителя или органов ручного ввода программы
(преселективного управления); возможны и комбинированные
системы, например задание пути внешним программоносителем
и задание скорости вариатором.
Применение ручного ввода целесообразно при относительно
небольшом объеме и малой повторяемости программы. Частичное
применение ручного ввода программы целесообразно для данных,
не изменяющихся при отработке одной программы; этим достигается
заметное сокращение времени программирования и значительно
упрощается конструкция прочитывающих устройств. К числу таких
данных могут относиться: выбор режима обработки, скорости отдель-
ных приводов и т. п.
Если запись программы на внешний программоноситель может
производиться быстро и просто, то дублирование ввода ручным
способом теряет смысл.
При выборе способа программирования должны обеспечиваться:
минимальное время записи, удобство, простота, универсальность
устройств записи и прочитывания, возможность последующего расши-
рения программы; возможность мультиплицирования и контроля
записи.
В качестве внешних программоносителей целесообразно применять
стандартные перфокарты, стандартную бумажную ленту, кинопленку
или магнитную ленту, в зависимости от объема программы и выбран-
ной системы числового управления.
Применение стандартных материалов дает возможность исполь-
зования имеющегося стандартного оборудования для записи, мульти-
170
плицирования и контроля при высоком качестве исполнения. Стан-
дартное оборудование может дополняться специальными пристав-
ками для автоматизации процесса кодирования и записи программы.
Такие приставки могут не только облегчить процесс записи, но
и сохранить универсальность стандартного оборудования, т. е.
возможность использования его для счетно-аналитических работ.
С другой стороны, при относительно небольшом объеме программы,
небольшом количестве машин с числовым управлением на одном
предприятии и при отсутствии стандартного оборудования целе-
сообразно применение упрощенных устройств, например перфора-
Фиг. 98. Перфоратор с механическим преобразованием
десятичных чисел в двоичный код.
торов с ручной установкой пуансонов. Развитие подобных устройств
и накопление эксплуатационного опыта открывает возможность
их стандартизации и централизованного производства.
В качестве примера можно привести ручной настольный перфо-
ратор завода имени Свердлова с заданием программы в десятичной
системе и механическим преобразованием чисел в двоичный код
(фиг. 98).
Мультиплицирование записи можно не предусматривать, если
одновременно могут быть изготовлены два или три программоноси-
теля. Контроль записи перфокарт или перфолент не представляет
больших трудностей. Для этого могут применяться специальные
шаблоны или прочитывающие устройства.
Ручной ввод программы производится только в десятичной системе
счисления. Для записи цифр на карту или ленту могут применяться
коды: десятичный, двоично-десятичный, двоичный натуральный или
модифицированный, а также различные виды специальных кодов.
Из модифицированных кодов чаще применяется циклический (реф-
лексный).
Применение нормального десятичного кода позволяет использо-
вать для записи стандартное оборудование без переделок и приставок.
Недостаток десятичного кода — большой объем записи, так как
171
для каждого десятичного разряда отводится 10 строк или колонок,
в которых используется только один знак.
При выборе кода для записи и для устройств исполнения систем
совпадения следует учитывать, что эти коды не обязательно должны
быть одинаковыми, так как для схем сравнения заданной программы
с исполнением могут использоваться различные преобразователи
кодов.
Сокращение объема записи десятичного кода достигается, напри-
мер, путем двоичного кодирования каждого десятичного разряда:
при этом требуется 4 знака на десятичный разряд. Автоматическая
Нормальный двоичный
Циклический код
Нормальный д1оичный
оюю	оюю
VWW	XrVA/A/A
о/// /	0 110 0
Фиг. 99. Схема преобразования нормального двоичного кода
в циклический и обратного преобразования.
запись в двоично-кодированной десятичной системе может произво-
диться с помощью органов задавания в десятичной системе с коди-
рующей приставкой. При прочитывании такая запись может быть
преобразована в нормальный десятичный или двоичный код.
Наименьший объем записи достигается при применении двоичного
кода (по сравнению с десятичным сокращается более чем в 3 раза).
Для датчиков положения могут применяться различные виды моди-
фицированных двоичных кодов. Запись программы модифицирован-
ным кодом, как указано выше, не является обязательной, но жела-
тельна в целях исключения преобразователя кодов.
При необходимости преобразования одного из кодов предпочитают
параллельное преобразование нормального двоичного кода в цикли-
ческий (фиг. 99), так как обратное преобразование может быть только
последовательным, что усложняет схему преобразователя.
На фиг. 99 показаны примеры преобразований с условными обозна-
чениями, удобными для запоминания.
Схема управления последовательностью движений автоматизи-
рованного привода при числовом управлении значительно упрощается
путем перенесения команд, устанавливающих эту последовательность,
на внешний программоноситель. При этом можно записывать команды
не отдельными знаками на каждую команду, а кодом, что может дать
значительное сокращение объема записи.
172
Для обнаружения ошибок записи или прочитывания перфокарты
или перфоленты используются: 1) специальные коды; 2) допол-
нительный знак, определяющий четность (или нечетность) количе-
ства отверстий в строке; 3) абсурдные сочетания знаков в кадре.
Применение специальных кодов [26] имеет свои недостатки:
усложнение программирования и декодирования; сокращение полез-
ной площади программоносителя.
Использование принципа четности требует добавления только
одного знака на строку, но сама схема контроля должна иметь вводы
от каждого элемента прочитывающего устройства или регистра
памяти.
Использование абсурдных сочетаний возможно только в том слу-
чае, если они могут возникать. Например, если два знака одного
кадра при нормальной работе принимают значения 01, 10 или И,
а сочетание 00 не встречается, то оно и может быть использовано для
обнаружения ошибки. Этот способ не дает контроля каждой строки,
но ввиду его простоты пренебрегать им нельзя.
Лучший способ контроля ошибок записи — автоматическое конт-
рольное прочитывание записи на специальном стенде.
Магнитная запись производится в унитарном коде, представ-
ляющем собой последовательность импульсов, количество которых
пропорционально величине заданных перемещений, а частота —
скорости.
Магнитная запись применяется преимущественно в тех случаях,
когда первичная информация в виде перфоленты требует введения
сложного устройства для выдачи промежуточной информации (т. е.
для интерполяции).
Такое устройство в целях повышения надежности желательно
отделять от станка и переносить- в комнатные условия.
Для прочитывания программы, записанной на перфокарте или
перфоленте, могут применяться контактные, фотоэлектрические,
индукционные прочитывающие устройства. Из стандартного обору-
дования можно использовать механизмы контрольника перфокарт,
телеграфного телетайпа и др.
Механизмы прочитывания перфокарт могут быть с возвратно-
поступательным или вращательным движением.
Прочитывание производится кадрами. Движение внутри кадра
может быть шаговым или непрерывным. При непрерывном переме-
щении обязательно введение промежуточной памяти; при шаговом —
тоже, за исключением тех случаев, когда кадры состоят из одной
строки.
Непрерывное ощупывание барабана с картами может произво-
диться на всю длину записи, с шаговым переключением строк.
Контактные прочитывающие устройства при достаточно больших
интервалах между знаками выполняются со щеточными контактами,
при малых интервалах — со штырьковыми. Для щеточных устройств
могут применяться стандартные проволочные щетки механических
вычислительных машин, для штырьковых — контактные группы
телефонных реле.
173
6-Ь л
I
А
А-А
Фиг. 100. Прочитывающее устройство для перфокарт:
/ — свернутая перфокарта; 2 — втулка для надевания кассеты; 3 — съем-
ная кассета; 4 — катушка электромагнитной фиксации кассеты; 5 — сер-
водвигатель для поворота кассеты. 6 — ось касания контактных групп;
7 — замок; 8 — штырьки; 9 — контактные группы. 
174
На фиг. 100 показано прочитывающее устройство для перфокарт,
со штырьковыми контактами, конструкции станкозавода имени
Свердлова. Перфокарта стандартного размера, емкостью 50 строк
по 26 знаков надевается на быстросъемный барабан; прочитывание
производится построчно, с помощью двухфазного серводвигателя
РД-09П. Устройство имеет блокировки, исключающие смятие или
поломку штырьков.
К прочитывающему устройству предъявляются требования высо-
кой надежности. Поэтому принимают все меры к упрощению его
конструкции.
Передача прочитанных данных в схему СЧУ может производиться
в виде параллельного или последовательного кода. Способ последо-
вательного кода отличается большей сложностью, но имеет значи-
тельные преимущества: большое сокращение проводных связей при
передаче информации на станок и, что особенно важно, сокращение
количества ощупывающих элементов прочитывающего устройства.
37.	Датчики пути и положения
В соответствии с принятой системой числового управления,
датчики пути, проходимого подвижным органом, могут быть импульс-
ными (для счетных систем) или позицион-
ными (для систем совпадения).
По способу действия те и другие могут
быть контактными, индуктивными, фотоэлек-
трическими. Существует большое разнооб-
разие конструкций датчиков. Из импульсных
систем наибольшее распространение получили
датчики с использованием фотодиодов, от-
личающихся высокой чувствительностью по
сравнению с вакуумными фотоэлементами
и более высокой стабильностью по сравне-
нию с фотосопротивлениями.
Для позиционных фотодатчиков удобнее
применять фотосопротивления с наиболее
высокой чувствительностью (низкая ста-
бильность фотосопротивлений для систем
управления положением имеет не столь важ-
ное значение). На фиг. 101 приведен пример
установки позиционного фотодатчика завода
имени Свердлова. Усилители фотодатчиков
рассмотрены в гл. VI.
Фиг. 101. Установка фо-
тодатчика:
1 — лампа освещения 5 em;
2 — фотосопротивление
ФСД-1; 3—лепестки панели
ПЛК7; 4—деталь крепления.
Для счетных систем при относительно
небольшой длине хода подвижного органа
(до '—0,5 л) удобно применять индуктив-
ный проходной датчик Одесского завода
им. Кирова с прецизионным мерительным
винтом (фиг. 102). Система из таких датчи-
ков с механическим внутришаговым делением позволяет полу-
чить весьма высокую разрешающую способность; точность такой
175
°, Фиг. 102. Индуктив-
п ный проходной дат-
чик с мерительным
винтом: а — кон-
струкция: б—прин-
ципиальная схема.
Фиг. 103. Кодовый диск.
176
А-А
РазВертхо дородона 1
Роздертха дорадою 2
Фиг. 104. Барабанный кодовый датчик положения: а—раз-
резы; б — развертка барабанов; 1 и 2 — барабаны.
12 Разыграев А. М. и др. 349
177
системы зависит в основном от точности изготовления мерительного
винта.
В системах совпадения при малой длине хода могут применяться
контактные кодовые линейки. При большой длине хода для грубой
установки оказываются более компактными кодовые диски (фиг. 103)
или кодовые барабаны (фиг. 104). Кодовые диски могут изготовляться
на стекле способом фотопечатания (для фотодатчиков) или на фоль-
гированной пластмассе способами изготовления печатных схем (для
контактных датчиков).
Кодовые барабаны (для контактных датчиков) соединяются между
собой (при большой длине хода) специальной зубчатой передачей,
дающей один оборот барабана младших разрядов за один шаг сле-
дующего старшего разряда (фиг. 104).
Контактные кодовые линейки и барабаны изготовляются путем
заливки точно собранных металлических деталей эпоксидной смолой
при последующей совместной механической обработке. Щетки кон-
тактных датчиков изготовляются из бериллиевой или кремнемарган-
цовистой бронзы. Как контактные, так и индуктивные, а в особен-
ности фотоэлектрические датчики положения должны быть надежно
защищены от пыли и грязи. Опыт эксплуатации показывает, что
именно попадание пыли и грязи является основной причиной нару-
шения исправности устройств программного управления.
38.	Схемы сравнения
Дискретная схема сравнения состоит из элементов, изображающих
код задания и код исполнения. Результат сравнения двух чисел
в такой схеме представляет собой совокупность дискретных разно-
стей, которая также может быть выражена в виде кода. Полная
схема сравнения чисел состоит из элементарных разрядных схем
совпадений или несовпадений.
Разрядная схема сравнения может состоять из контактных,
бесконтактных или сменных элементов дискретного действия.
Элементарная структурная формула схемы сравнения (фиг. 105, а)
одного разряда любого кода
F — ab + ab,	(92)
где а, а — элементы задания;
b, b — элементы исполнения.
Положим а = 1. Тогда F = 0, если b = 1.
Во всех случаях F = 1, если a =j= Ь.
Полная схема сравнения с общим выходом, состоящая из таких
разрядных схем, будет находиться в возбужденном состоянии до пол-
ного совпадения во всех разрядах при любых положениях датчика,
в том числе и на границах нулей и единиц. Достоинство схемы состоит
в том, что за каждый полный ход коммутация происходит только
один раз.
178
Рассмотрим некоторые равносильные преобразования элементов
разрядной схемы. Прибавив к правой части формулы (92)
аа + bb — О,
путем простого алгебраического преобразования получим
F = {а + b) (а + b),
Полученная схема (фиг. 105, б) отличается от исходной меньшим
числом проводных связей между элементами а и Ь, что может иметь
практическое значение.
Фиг, 105. Разрядные дискрет-
ные схемы сравнения.
Еще большее значение имеет сокращение элементов а и Ь. Если
заменить их двумя элементами R (фиг. 105, в) то напряжение между
точками 1 и 2 будет равно нулю, когда а = Ь. Введя между этими
точками промежуточный элемент X, получим
X = 1, если a Ь.
Такое преобразование практически дает значительное конструк-
тивное упрощение прочитывающего устройства и датчиков положения.
Возможен и другой вид преобразования:
F = Xva + Х2Ь, если Хг = Х2 (фиг. 105, г).
Как видно из приведенных схем, элементы a, b, X могут быть
бесконтактными. Все схемы с однозначными элементами а и Ь тре-
буют применения датчиков положения с модифицированным кодом
(схемы фиг. 105, а, б допускают применение натурального двоичного
кода).
Приведенные выше схемы относятся к группе пассивных. Введе-
ние активных элементов (источников энергии) в разрядные схемы
расширяет возможности равносильных преобразований полной схемы
сравнения. Очень простая схема (фиг. 106, а) для контактных эле-
ментов а н b достигается путем введения одного трансформатора
питания со вторичными обмотками в каждом разряде. Для исполне-
ния с задающими контактными элементами и исполнительными
бесконтактными возможен вариант схемы, показанный на фиг. 106, б.
12*	179
В схемах с отдельными разрядными трансформаторами при
внешнем питании оба элемента а и b могут быть контактными или
бесконтактными (фиг. 105, д'). Количество возможных вариантов
схем сравнения, конечно, не исчерпывается приведенными схемами.
Для остановки привода или для подачи команд на изменение
скорости движения достаточно выявить совпадение кодов в каждом
разряде; при этом полная схема сравнения может иметь один общий
выход.
С помощью разрядных схем сравнения могут осуществляться
и следующие функции:
1)	выявление знака движения;
2)	приближенное выявление начальной скорости;
I	I
I-------х -------1
Фиг. 106. Полные дискретные схемы сравнения.
3)	выявление начала торможения;
4)	торможение по заданной характеристике.
Для выявления знака (перед началом движения) нужно вводить
в каждый разряд элемент, чувствительный к полярности или фазе.
При этом схема заметно усложняется, тогда как при программиро-
вании для задания знака достаточно одного контакта.
Выявление величины начальной скорости в зависимее™ от отрезка
пути до заданной координаты может требоваться при установке
по заданным координатам. Например, при больших расстояниях
нужно вводить быстрый ход, а короткие отрезки нужно проходить
с малой скоростью.
Подобная задача может быть решена приближенно путем деления
полной схемы сравнения на 3 группы. Если, например, при L = 1 м
и у = 1 мм код группы сравнения старших разрядов, включая 9-й,
будет «0», то нецелесообразно вводить большое ослабление потока
исполнительного двигателя, что только затруднит торможение.
Если, кроме того, код группы средних разрядов, включая 6-й,
будет «0», целесообразно установить пониженную начальную ско-
рость.
Выявление начала торможения может производиться путем
фиксации единицы в одном разряде из группы старших при опре-«
деленном коде группы младших разрядов. Но эта схема сложнее,
чем программирование отрезка пути до замедления.
180
Торможение привода по заданной характеристике может произ-
водиться путем преобразования кода младших разрядов схемы
сравнения в напряжение, определяющее величину скорости (после
момента выявления начала торможения).
Как показано в структурной схеме на фиг. 107, это напряжение
поступает на вход промежуточного усилителя системы привода.
По мере приближения к конечной точке пути это напряжение убы-
вает по закону, установленному соотношением сопротивлений пре-
образователя Д!Н. Если отрицательное ускорение привода в данный
Фиг. 107. Структурная схема автоматического регу-
лятора торможения в системе управления положением:
ПрУ—прочитывающее устройство: СС — схема сравнения;
Д[Н — преобразователь кода в напряжение; ОС — обрат-
ная связь; ДП — датчик положения.
момент меньше заданного, то быстрее наступает переход на следую-
щую, меньшую ступень скорости, и наоборот. Таким образом, схема
на фиг. 107 является регулятором торможения привода по заданной
характеристике.
Совмещение перечисленных выше функций требует нескольких
выходов от разрядных схем сравнения.
С помощью дискретных схем сравнения может решаться задача
измерения одинаковых отрезков пути, т. е. задача автоматического
управления периодической подачей. Величина заданного отрезка
может быть представлена в виде разности AS кодов положения под-
вижного органа в точках п и n + 1 (фиг. 108). Перед началом подачи
код Sn вводится в регистр памяти, после чего переключатель П
переводится в верхнее положение и включается подача.
Когда кодовая разность AS(„+i)_n становится равной задан-
ной AS9ad, с выхода схемы сравнения кодовых разностей подается
команда на остановку привода. Переключатель П снова переводится
в нижнее положение для ввода в регистр памяти нового кода Sn+i.
Датчик положения в этом случае удобнее всего выполнить в виде
кодового диска или барабана емкостью не менее ASsad Лакс (при
любой величине хода).
Таким образом, решение задачи числового управления периоди-
ческой подачей по системе совпадений возможно без периодического
возврата датчика положения.
181
Решение той же задачи по системе счета получается несколько
проще; но оба способа по простоте и надежности пока уступают
электронному реле-интегратору (гл. VI).
Фиг. 108. Структурная схема числового управления перио-
дической подачей:
1 — схема сравнения кодовой разности; 2 — команда на оста-
новку; 3 — привод; 4 — датчики кода положения; 5 — схема
сравнения кода положения; 6 — регистр памяти кода положения.
39. Управление изменением скорости подачи
При постоянной глубине жестких обратных связей скорость
привода подачи определяется величиной задающего напряжения,
степенью жесткости механической характеристики привода и ста-
тическим моментом нагрузки.
Если механические характеристики привода достаточно жесткие,
то можно приближенно считать, что скорость определяется величи-
ной задающего напряжения.
Таким образом, скорость подачи может быть записана в про-
грамме в виде кода, который после прочитывания может быть пре-
образован в опорное напряжение.
Схема преобразования кода в напряжение может быть значи-
тельно упрощена, если в основу кода положить не абсолютные
величины скорости или напряжения и не порядковые номера ступе-
ней, а коэффициент геометрического ряда <р.
Приняв максимальную скорость подачи за единицу, для осталь-
ных ступеней подачи получим коэффициенты <р~J; <p_z; . . . <р~‘.
Разложив показатели степени <р на степени двойки, получим сле-
дующий ряд множителей для ступеней подачи:
Т“2,
q>—2 • <р—1
<р-4
дг4 • <р—1
<р~4 • <р—2 • <р— 1
182
ф—8  ф"1
Каждой из полученных степеней
присвоить соответствующий разряд
Полученный код и значения коэф-
фициентов для ф = 1,26 даны
в табл. 11. Из таблицы непосредствен-
но следует, что преобразование
двоичного кода в напряжение можно
выполнить путем последовательного
включения делителей напряжения
(фиг. 109) по числу разрядов кода.
Делители переключаются с по-
мощью реле, катушки которых вклю-
чаются через прочитывающее устрой-
ство по записанной программе. Для
снижения потерь мощности делители
включаются в порядке убывания
коэффициентов.
При использовании для той же
цели известной «контактной пира-
миды» количество переключающих
контактов
k = п — 1,
коэффициента ряда ф можно
нормального двоичного кода.
11 вых
Фиг. 109. Схема преобразования
кода скорости в напряжение.
где п — количество заданных ступеней скорости.
Таблица 11
Коэффициенты преобразования двоичного кода заданной скорости
Ступень	Код					Коэффициент
i	<р—'6	ф 8	<₽ 4	<₽ 2	<р—1	<р-г
0	0	0	0	0	0	1
1	0	0	0	0	1	0,8
2	0	0	0	1	0	0,63
3	0	0	0	1	1	0,63-0,8
4	0	0	1	0	0	0,4
8	0	1	0	0	0	0,16
16	1	0	0	0	0	0,025
31	1 1	1	1	1	1	0,025-0,16-0,4-0,63-0,8
183
При использовании принципа кодирования по степеням
где х с увеличением п возрастает.
40. Структура систем числового управления
На фиг. 110 показан пример структурной схемы числового управле-
ния положением для расточного станка, выполненной по системе
совпадений, с грубой и точной установкой по координатам.
Фиг. 110. Структурная схема системы числового управления
положением для расточного станка:
1 — прочитывающее устройство: 2 — управление установкой долей
миллиметра; 3 — каретка фотодатчика с сервоприводом; 4 — фотодат-
чнк; 5 — схема сравнения долей; 6 — кодовая лииейка долей;
7 — схема сравнения миллиметров; 8 — кодовые барабаны; 9 — упра-
вление грубой и точной установкой подвижного органа; 10—привод;
11 — подвижной орган; 12 — оптическое устройство.
Грубая установка производится с помощью кодовых датчиков
положения 8 с разрешающей способностью 1мм. Точная установка
производится с помощью датчиков положения 6 с разрешающей
способностью 0,01 мм и фотодатчика 4 — по оптической шкале 12
с ценой деления 1 мм.
Из прочитывающего устройства 1 через узел управления 2
на сервопривод 3 поступает команда на смещение фотодатчика 4
с проекции штриха оптической шкалы на заданное число сотых
долей миллиметра. Остановка сервопривода 3 происходит по команде
от схемы сравнения 5, в которой сравнивается заданный код сотых
долей с кодом датчика 6.
После этого происходит перемещение подвижного органа 11.
Во время перемещения код датчика 8 сравнивается с заданным кодом
184
миллиметров в схеме сравнения 7. Так как команда на остановку
привода 10 подается через схему 9 только в момент совпадения кодов,
происходит перебег, а затем — автоматический возврат органа 11
с малой скоростью. В момент повторного совпадения кодов автомати-
ческое управление переключается с грубой установки снова на точ-
ную; команда на окончание доводочного перемещения подается уже
от фотодатчика 4.
Относительное положение датчиков 4 и 8 должно быть таково,
чтобы в момент совпадения кодов при грубой установке фотодатчик
находился примерно на середине промежутка между штрихами
оптической шкалы.
Фиг. 111. Структура системы числового управления движением
для фрезерного станка.
Для устранения накопленной ошибки при начальном смещении
фотодатчика между датчиками 4 и 8 вводится механическая обрат-
ная связь. Благодаря использованию оптических устройств система
дает высокую точность при простых и надежных средствах чис-
лового управления.
Система управления движением, разработанная для фрезерного
станка модели 6441Б (фиг. 111), относится к типу импульсно-следя-
щих систем.
Программа в виде магнитной ленты вводится в прочитывающее
устройство ПрУ и после формирования импульсы подаются на схему
синхронизации ленты СЛ. Синхронизированные командные импульсы
подаются в зависимости от заданного направления движения на один
из входов реверсивного счетчика PC. Код счетчика преобразуется
в напряжение с помощью сопротивлений Д/Н на выходе счетчика
и суммирующего усилителя СУ с обратной связью. Напряжение
с выхода усилителя СУ поступает на вход электромашинного уси-
лителя привода. Импульсы фотодатчика обратной связи ФД после
усиления и формирования поступают через схему синхронизации СД
на вход счетчика (так, чтобы код счетчика уменьшался).
На вход суммирующего усилителя СУ, кроме преобразованного
выхода счетчика, подается форсировка (через дифференцирующий
контур ДУ), а также гибкие и жесткие обратные связи привода.
ГЛАВА VIII
РАЗМЕЩЕНИЕ И КОНСТРУКЦИИ УЗЛОВ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
41.	Размещение и монтаж электрических машин
Выбор конструктивного исполнения электродвигателей. Испол-
нение двигателей по способу крепления определяется конструкцией
механизмов станка. Наиболее распространенные формы исполне-
ния — Ф2, Щ2, ВЗ. Для станкостроения выпускается фланцевое
исполнение с повышенной точностью размеров опорного торца крепи-
тельного фланца по ГОСТ 8592—57.
Выбор конструктивного исполнения машин по способу их защиты
может быть сделан на основании данных, приведенных в табл. 12.
Однако во всех случаях для асинхронных двигателей следует пред-
почитать закрытое обдуваемое исполнение, как наиболее надежное.
Двигатели в алюминиевой оболочке (АОЛ) не дают достаточной
надежности крепления, поэтому часто предпочитают двигатели
в чугунной оболочке.
Монтаж тахогенераторов. Соединение тахогенератора с валом
двигателя для измерения или регулирования скорости может быть
соосным или сопряженным через зубчатую или клиноременную пере-
дачу. Соосное соединение возможно, если тахогенератор смонтирован
на общем валу с двигателем или соединен с ним муфтой, шпонкой
или многошлицевым валиком. Сопряжение тахогенератора с двига-
телем или вращающимся валом привода при изготовлении станков
применяется в том случае, если характеристики тахогенераторов
встроенного или пристроенного исполнения (соосных с валом двига-
теля) не удовлетворяют техническим условиям привода, или если
необходимо сопряжение тахогенератора с двигателем с передаточным
отношением, отличающимся от единицы.
Присоединение тахогенератора к валу привода для целей автома-
тического регулирования скорости должно быть выполнено без
люфтов, например посредством клиноременной передачи с запасом
по передаваемому усилию и с натягом (без проскальзывания). При
этом должно быть обеспечено удобство для натяжения и смены ремней
и наблюдение за их состоянием.
Электромашинные агрегаты. Электромашинный агрегат пред-
ставляет собой группу электрических машин (генераторов, преобра-
186
Таблица 12
Выбор исполнения электрических машин по способу их защиты
от внешних влиянии
Исполнение электрической машины	X арактеристика помещения	Характеристика зоны размещения электромашины на станке или вне его	Примеры применения
Защищенное	Сухое, непыльное по- мещение с нормальной температурой воздуха	Исключена воз- можность попада- ния на электрома- шину металличе- ской или абразив- ной пыли, брызг или испарений ма- сла и охлаждающей жидкости	Электромашины прецизионных стан- ков. Электродвига- тели, встроенные в нишу корпуса стан- ка, прикрытые ко- жухом или навесом или установленные открыто, но в уда- лении от места об- работки
Защищенное от капежа	Нормальное помеще- ние металлообрабаты- вающего цеха машино- строительного пред- приятия	Возможно попа- дание капель и брызг смазывающей или охлаждающей жидкости сверху или наклонно, под углом до 30° к вер- тикали	Установка двига- телей в зоне смазы- ваемых частей стан- ка или в зоне, дося- гаемой для брызг влаги от работаю- щих механизмов или смазываемых подвижных частей станка
Закрытое обдуваемое	Нормальное • поме- щение металлообраба- тывающего цеха маши- ностроительного пред- приятия	Электродвигате- ли расположены в непосредственной близости от потоков илн	испарений эмульсий и масла	Установка двига- теля в зоне обработ- ки, даже при нали- чии защитных на- весов
		Возможно попа- дание легко взве- шиваемой в воздухе мелкой металличе- ской нли абразив- ной пыли нли мел- кой стружки, обра- зующейся при ра- боте станка	Привод враще- ния камня на шли- фовальных, заточ- ных, полироваль- ных станках
187
Продолжение табл. 12
Исполнение электрической машины	Характеристика помещения	Характеристика зоны размещения электромашины на станке или вне его	Пгимеры применения
Закрытое обдуваемое	Помещение с уста- новленными станками или машинами, обиль- но выделяющими при работе металлическую, абразивную, уголь- ную, древесную илн иную химически не вредную пыль, легко переносимую по воз- духу	—	При установке станков, имеющих электрооборудова- ние, в заготовитель- ных или вспомога- тельных	цехах предприятий
Герметиче- ски закры- тое н взры- вобезопас- ное	—	Возможно попа- дание взрывоопас- ных веществ или примесей, приме- няемых в качестве охлаждающей жид- кости (керосин) илн для иных целей, а также воспламе- няющихся материа- лов (например, маг- ния)	Электродвигате- ли станков для шли- фования и опилов- ки шариков, а так- же некоторых спе- циальных станков
	Возможно использо- вание станка на откры- том воздухе в любых условиях эксплуата- ции, в том числе при установке илн хране- нии его в зимнее время открыто илн под на- весом	—	Электрооборудо- вание станков спе- циального назначе- ния
	Помещения, в кото- рых возможно образо- вание взрывоопас- ной смеси или паров керосина и других го- рючих материалов	—	То же
188
зователей, машинных усилителей), смонтированных совместно с вра-
щающим их двигателем. Наиболее совершенной формой исполнения
электромашинного агрегата является однокорпусная: две машины
в общем корпусе на одном валу. Такое исполнение имеют, например,
электромашинные усилители малой мощности. В настоящее время
наибольшее распространение имеют агрегаты, состоящие из двух
и более машин нормального исполнения на лапах, установленных
на общей плите.
В зависимости от расположения машин возможны два исполнения
электромашинных агрегатов: однорядное (фиг. 112), с соосным распо-
Фиг. 112. Однорядный электромашин- Фиг. 113. Многомашинный агрегат,
ный агрегат: а — с двигателем посе-
редине; б — с двигателем с одной
стороны.
ложением машин «в цепочку», и двухрядное, со смежным располо-
жением машин, соединенных клиноременной передачей. Для много-
машинных агрегатов может применяться сочетание соосного и смеж-
ного расположения машин (фиг. 113).
При выборе способа компоновки машин в агрегате принимается
во внимание также конструктивное исполнение выбранных машин.
Например, в трехмашинном агрегате, состоящем из двигателя и двух
однотипных генераторов, рекомендуется применять генераторы
с двумя выступающими концами вала, одинаковые по направлению
вращения и расположению коробок выводов, независимо от того,
устанавливается ли двигатель посередине или с одной стороны
(фиг. 112, о, б).
Плита для агрегата выполняется литой или сварной и должна
иметь достаточный запас жесткости, практически исключающий
прогиб при транспортировке и монтаже и уменьшающий вибрации
при вращении машин. Для уменьшения шума рекомендуется делать
местные утолщения на отдельных участках плиты, могущих служить
«мембраной».
Для повышения точности сопряжения машин и улучшения тех-
нологии сборки под сопрягаемые соосно машины подкладываются
пригоночные шайбы или планки, с припуском по толщине для при-
гонки при сборке.
189
В плите предусматриваются отверстия или пазы для крепления
к фундаменту, отверстия для транспортировки, болт для заземления.
Соединение машин однорядных агрегатов должно обеспечивать
передачу момента, соответствующего номинальной нагрузке ведомой
машины с учетом полных потерь в ней, а также выдерживать кратко-
временные перегрузки без снятия или проскальзывания упругого
элемента. Последнее недопустимо для привода в системе автомати-
ческого регулирования с высоким коэффициентом усиления и в систе-
Фиг. 114. Упругая центро-
бежная муфта.
мах следящего привода.
Для соединения машин в агрегатах такого назначения рекомен-
дуется применение упругих центробежных муфт конструкции
инж. Т. Г. Рыбчевского (фиг. 114). Ведо-
мый вал такой муфты приводится во вра-
щение через упругое звено ведущим валом.
Величина передаваемого момента опреде-
ляется силой трения, которая пропорцио-
нальна центробежной силе, развиваемой
упругим звеном—резиновой или транспор-
терной лентой при вращении ведущего
вала.
Передаваемый муфтой крутящий момент
Мкр = 0,03 ID (D — 6)2&Syn>,
где/), b, S —размеры, показанные на фиг. 114;
|л — коэффициент трения резины по чугуну (при удель-
ном давлении —0,7 кг/мм2 р, 0,47);
у — удельный вес резины в г/см3-,
п — число оборотов в минуту.
Разгон агрегата происходит при холостом ходе ведомых машин.
При этом преодолевается динамическая нагрузка, возникающая
во время разгона генератора и ведомой полумуфты. В случае приме-
нения центробежных муфт разгон ведомых машин обеспечивается
только за счет сил трения, причем муфта должна брать с места без
проскальзывания.
Изготовление ведущей полумуфты с кольцевым пазом для закла-
дывания резины или с зубом, препятствующим его проскальзыванию
при разгоне, понижает технологичность изготовления. Кроме того,
наличие зуба затрудняет балансировку полумуфты.
Центробежные муфты рекомендуется применять для вращения
машин малой и средней мощности со скоростью примерно 3000 об/мин.
При скорости 1500 об/мин. и менее размеры полумуфт возрастают.
Для тихоходных агрегатов применение центробежных муфт исклю-
чается.
В случае применения центробежных муфт для трехмашинного
агрегата рекомендуется установка приводного двигателя посередине,
так как при установке его с краю первая полумуфта должна пере-
давать суммарный момент, необходимый для вращения обоих гене-
раторов.
190
Конструкция центробежных муфт допускает возможность соблю-
дения и проверки соосности при сборке, для чего служат мерные
буртики по краям полумуфт.
42.	Размещение и монтаж станочной аппаратуры
Монтаж путевых переключателей. Путевые переключатели или
их элементы можно устанавливать в любой плоскости и под любым
углом на наружных стенках и в нишах станка, под корпусами меха-
низмов станка, в корпусах устройств, составной частью которых
они являются. При их размещении предусматривается удобство
монтажа и обслуживания, исключение вредного влияния внешней
среды (попадание на переключатель металлической пыли, стружек,
масла и т. п.).
Нормальное срабатывание выключателя под действием жесткого
упора обеспечивается пружиной выключателя, компенсирующей
избыток хода упора. Наибольший угол наклона направления усилия
от скользящего или кулачкового упора к оси пальца или рычага
с роликом — не более 45°.
Микропереключатели имеют весьма малый ход штифта и не обе-
спечивают требуемой компенсации неточности хода нажимного
устройства. Для повышения четкости срабатывания микропереклю-
чателя в конструкции нажимного устройства должна быть предусмот-
рена компенсирующая пружина (фиг. 115). Нажимные устройства
могут быть выполнены двояко: 1) нажатие на выключатель осуще-
ствляется при движении упора; 2) исходное положение выключа-
теля — нажатое; срабатывает выключатель при отводе упора.
Последний способ повышает надежность действия устройств с микро-
переключателями.
Путевые переключатели используются в качестве ограничителей
хода подвижных частей станка, а также для путевого контроля и авто-
матизации элементарных циклов по пути перемещения; для управле-
ния и автоматизации вспомогательных приводов; в качестве состав-
ных частей аппаратов селективного и преселективного управления;
в качестве исполнительных контактных элементов некоторых аппа-
ратов электрического и электрогидравлического управления.
Путевые выключатели, применяемые в качестве ограничителей
хода, размещаются преимущественно на наружных стенках станка.
Установка ограничителей хода по краям неподвижной станины
(фиг. 116, а) менее удобна для монтажа электропроводки, чем уста-
новка их рядом (фиг. 116, б). Во втором случае можно заменить два
путевых выключателя одним трехпозиционным переключателем
(фиг. 116, s). Такая установка возможна только в том случае, если
длина подвижной части больше длины хода. При установке выклю-
чателей на станине под направляющими возможно попадание масла
в кожух выключателя. В тех случаях, когда на подвижной части
станины имеются другие элементы электрооборудования, целесооб-
разно устанавливать путевые выключатели на той же подвижной
части, а упоры крепить к станине (фиг. 116, г).
191
192
Крепление путевых переключателей, как правило, показывается
на электромонтажных чертежах, а установка упоров к ним — на
сборочных чертежах соответствующих узлов. В отдельных случаях,
например, при сопряжении с механизмами или устройствами станка,
путевые выключатели изображаются на сборочных чертежах соответ-
ствующих устройств.
Координаты положения кулака, воздействующего на рычаг
с роликом выключателя мгновенного действия, зависят от формы
кулака, диаметра ролика, дли-
ны рычага, его исходного по-
ложения и величины рабочего
хода 1 (фиг. 117, а).
Расстояние от оси поворота
рычага до нижней плоскости
кулака
= 'о + rp cos (ая + ар + ад),
где г0 — радиус ролика;
гр — длина рычага;
ан — исходное положение
рычага с роликом;
ар — рабочий ход рычага;
ад — гарантированный
«провал» рычага.
Принимается абдк0,4 ад.мак.,
где ^д.Макс — максимально до-
пустимый «провал».
При закруглении вершины
угла кулака радиусом гк гра-
ничный угол, при котором точка
а совпадает с начальной точкой
дуги закругления кулака,
<рг = arcsin,/’ + ^---r^(aH + ap).
При отсутствии закругления вершины угла кулака расстояние
от оси поворота рычага до точки а касания ролика с передней пло-
скостью кулака
k = rp cos (a„ + <хр) + r0 sin <рк,
где <рк — угол наклона кулака.
Расстояние от оси поворота рычага до вершины угла кулака
в момент полного срабатывания путевого выключателя (при фг < фк
или k > ух)
хх = гр sin (aK + ар) —	+ tg % [у! — Гр cos (a„ + ap)J;
1 Разработано В. Я. Аксеновым,
13 Разыграев А. М. и др. 349
193
Фиг. 117. Взаимодействие переключателей и упоров: а — положение упора в момент срабатывания переключателя;
б, в — примеры компенсации положения выключателя относительно упора; г, д — примеры преобразования хода упора.
при фг > (рк
Xi = rp sin (a„ + ap) — V(r0 + rj2 — [У1 + fK—rp cos (aH + ap)]2 +
+ rfttg(45°-^-).
В частном случае, при rK = 0, k = У1,
Фиг. 118. Схема индуктивного
путевого выключателя.
Xi = rp sin (aH + ap) — Уг2й — [— rp cos (a„ + ap) ]2-
В табл. 13 приводятся координаты хх и У1 положений кулака
в момент срабатывания путевого выключателя типа ВК211 для раз-
ных исходных положений рычага аи и разной формы кулаков
(<рх, гя). Для выключателя типа ВК211 принято: гр = 38 мм; г0 —
= 15 мм; ар = 12°; а^макс = 15°;
ад = 0,4 ад.яал = 6°.
При узловом монтаже переклю-
чателей и упоров необходимо пре-
дусматривать компенсацию их взаим-
ного положения для обеспечения
срабатывания без пережатия, про-
скальзывания или неполного нажа-
тия. Компенсация положения выклю-
чателя относительно упора удобна,
когда он встраивается, например,
в -соединительную коробку, т. е.
не имеет жестких неподвижных монтажных связей (фиг. 117, б, в).
Если прямое воздействие упора неосуществимо, то применяется
преобразование хода упора. Например, если на станине, в плоскости
хода саней невозможно разместить выключатели ограничения хода,
можно оба выключателя вынести на торец станины, а действие упо-
ров саней передать через штангу с упорами на торце (фиг. 117, д).
Если ползун с упорами помещен в корпусе, на внешней стенке
которого находятся выключатели, последние срабатывают от проме-
жуточных упоров (фиг. 117, г). Можно также преобразовать сраба-
тывание механической перегрузочной фрикционной муфты для воз-
действия на путевой переключатель. Это дает возможность отключать
электропривод не только ограничителями хода в крайних положе-
ниях движущегося органа, но и при внезапной перегрузке в про-
межуточных положениях.
Индуктивный путевой выключатель. Наиболее надежным и про-
стым бесконтактным путевым выключателем является индуктивный
проходной датчик, включенный по схеме на фиг. 118. Емкость С
служит для увеличения полного сопротивления цепи при замкнутом
магнитопроводе датчика, если параметры контура LC близки к усло-
виям резонанса токов.
Наибольшее изменение мощности в нагрузке ZH происходит при
условии равенства полных сопротивлений Zrf = ZH. Отсюда
Z общ-мин
13*	195
Таблица 13
Координаты и ух положений кулака в момент срабатывания
путевого выключателя ВК27/
У1		51	47	40	32	23	
Гк	\“« Х\	0	15	30	45	60	
0	0 15 30 45 60	2	10,1	16,1	22	26,2	k <у
				15,8	21,4	25,6	k> у
1	0 15 30 45 60	2,8 2,6 2,4 2,2 2,1	10,9 10,7 10,5 10,3 10,2	16,8 16,6 16,4 16,2	22,7 22,5 22,3 22,1	26,9 26,7 26,5 26,3	фг> фк
				15,8	21,4	25,6	фг < фк
2	0 15 30 45 60	3,7 3,2 2,9 2,5 2,2	11,7 11,2 10,9 10,5 10,2	17,5 17,0 16,7 16,3	23,3 22,8 22,5 22,1	27,5 27,0 26,7 26,3	фг > фк
				15,8	21,4	25,6	ф Г< фк °
3	0 15 30 45 60	4,4 3,7 3,1 2,6 2,2	12,4 11,7 11,1 10,6 10,2	18,1 17,4 16,8 16,3	23,9 23,2 22,6 22,1	28,1 27,4 26,8 26,3	Фг > Фк
				15,8	21,4	25,6	фг< фк
5	0 15 30 45 60	6,0 4,8 3,9 3,1 2,3	14,0 12,8 11,9 11,1 10,3	19,5 18,3 17,4 16,6	25,3 24,1 23,2 22,4	29,5 28,3 27,4 26,6	фг> фк
				15,8	21,4	25,6	Фг < фк
		*1					
196
Кратность изменения тока в цепи нагрузки (коммутационный
коэффициент) при замыкании магнитопровода датчика
% = Zo6ui, = 1	+
к	% общ. мин	j/”2 ZH
откуда при заданных ZH и Кк
ZLCMaKC = zY2K2K-l.	(93)
Полное сопротивление контура LC
]/~(ХС — XL) — г2]2
Емкость С подбирается такой, чтобы хс = хЬмакс. Тогда
XL макУ~-j-XL макс.
Zlc макс = ----~г	•	("б)
Из уравнений (93), (94) и (95) можно определить все параметры
контура LC.
Монтаж реле контроля скорости. К группе станочных аппаратов,
срабатывающих от движущихся частей привода, относится и индук-
тивное реле контроля ско-
рости (РКС), управляющее
отключением двигателя
в режиме торможения про-
тивовключением.
Реле РКС монтируется
соосно с валом двигателя
или, реже, с другим вра-
щающимся валом привода.
Корпус РКС имеет центри-
рующий уступ на фланце
для обеспечения соосности
с вращающимся валом.
При соединении с валом
двигателя РКС устанавли-
вается и закрепляется на фиг цд_ Соединение реле контроля скорости
корпусе (щите) двигателя.	с валом двигателя.
Жесткое соединение
с вращающимся валом с помощью шлицевых или шпоночных
муфт, пальцев или поводков и т. п. приводит к быстрому износу
РКС из-за ударных динамических нагрузок при переходных ре-
жимах работы электроприводов и из-за восприятия якорем РКС
осевого биения вращающегося вала двигателя. Эти недостатки
не исключаются и в случае применения простых эластичных муфт.
197
Соединение РКС с вращающимся валом с помощью резиноткане-
вой трубки (фиг. 119) может полностью скомпенсировать осевое
^биение и радиальные толчки.
43.	Устройство управления точной остановкой
С развитием электрических средств управления точной остановкой
привода появляются специальные конструкции, с помощью которых
производится предварительное замедление движения и оконча-
тельная остановка с требуемой точностью.
Повышению точности остановки привода способствует:
1)	понижение приведенного махового момента привода;
2)	повышение суммарного тормозного момента;
3)	понижение скорости перемещения перед остановкой (степень
точности остановки пропорциональна квадрату начальной скорости
торможения);
4)	повышение быстродействия аппаратов управления, прежде
всего, командоаппаратов.
Величина приведенного махового момента определяется конструк-
цией станка и его привода. Необходимость понижения приведенного
махового момента в приводах, требующих точной остановки, учи-
тывается при конструировании соответствующих узлов станка.
Возможности увеличения тормозного момента и понижения ско-
рости привода перед остановкой (с целью уменьшения кинетической
энергии движущихся масс) определяются динамическими свойствами
электропривода и его схемой.
Путь, который проходит орган станка с момента подачи команды
на замедление и до наступления его остановки, слагается из выбега
при перепаде скоростей движения и гарантированного минималь-
ного пути с установившейся скоростью медленного перемещения.
Необходимо стремиться к сокращению потерь времени на осуще-
ствление точной остановки подвижного органа за счет сокращения
пути и времени выбега и выбора оптимальной (не слишком малой)
скорости медленного движения. Для уменьшения выбега может
оказаться выгодным даже исключение максимальной исходной ско-
рости движения, особенно при малых и средних длинах хода.
К системе привода и управления процессом точной остановки
предъявляется требование хорошей повторяемости. Для этого ско-
рость перед командой на точную остановку должна быть постоянной,
движение должно быть плавным, разброс времени срабатывания
исполнительных аппаратов должен быть минимальным.
Устройство управления точной остановкой осуществляет после-
довательные команды:
1) на предварительное замедление;
2) на отключение и принудительное торможение привода.
Для второй команды требуется высокая чувствительность устрой-
ства.
В качестве командоаппаратов для управления точной остановкой
часто применяются микропереключатели.
198
На фиг. 120 показано устройство, примененное на горизонтально-
расточных станках завода имени Свердлова. Замедление начинается
при воздействии упора на рычаг, который поворачивается относи-
тельно оси и освобождает микропереключатель от принудительного
нажатия. При этом в схеме привода производятся переключения,
обеспечивающие понижение скорости движения примерно
до 30 мм/мин. Далее, примерно через 5 мм пути рычаг нажимает
на кнопку индикатора и на второй микропереключатель, командую-
щий отключением и останов-
кой привода.
При срабатывании и оста-
новке от первого упора инди-
катор устанавливается на
нуль. В дальнейшем индика-
тор показывает ошибку при
срабатывании устройства от
точно расставленных и за-
крепленных на штанге упоров
или при повторных перемеще-
ниях подвижных органов на
этом же участке. Расстановка
упоров в случае необходимо-
сти получения нескольких Фиг. 120. Устройство управления точной
точных остановок на полной	остановкой.
длине хода может произво- •
диться по шаблону. Последовательность и точность операций
в приведенной выше конструкции не зависят от направления
движения.
Как показывает опыт, такие устройства обеспечивают высокую
точность и повторяемость остановок (с погрешностью 0,02-н0,04 мм).
Рассмотренные устройства точной остановки принадлежат
к группе устройств одностороннего действия с замедлением и тормо-
жением движения в одном направлении. Вторую группу составляют
дифференциальные устройства, действующие по принципу затухаю-
щих колебаний около заданной точки. Реверс привода при перебеге
в ту или иную сторону производится под действием команды, которая
подается от дифференциального датчика любой системы, например
индуктивного датчика.
В подобных системах благодаря высокой чувствительности дат-
чика и наличию усилительных устройств может быть достигнута
более высокая точность, чем в устройствах одностороннего действия.
Очевидно, дифференциальные устройства могут преимущественно
применяться на тех станках, где уже имеется регулируемый электро-
привод с усилительным устройством.
44. Пульты управления
Выбор мест для управления станком. Серьезное значение для
производительности станка и удобства его обслуживания имеют
вопросы конструктивного выполнения и размещения органов элект-
199
рического управления. Исполнение и размещение этих органов
должно способствовать снижению утомляемости работающего при
высоких темпах работы.
Решение конструктивных вопросов управления зависит от осо-
бенностей конструкции станка, его габаритов и конфигурации,
степени универсальности, характера технологического процесса
обработки изделий, способов работы на станке, числа и расположения
рабочих мест и других факторов.
Конструкцию со смонтированным комплектом командных орга-
нов управления принято называть пультом управления. По назна-
чению различают рабочие, вспомогательные и наладочные пульты
управления.
На основном рабочем месте располагается главный пульт управле-
ния. На главном пульте сосредоточивается наиболее полный комплект
органов управления и контроля.
На некоторых станках, особенно тяжелых агрегатных, может
быть несколько основных рабочих мест и, соответственно, несколько
главных пультов для независимого управления механизмами обслу-
живаемых участков или частичного дублирования функций управ-
ления.
Управление многоместной обработкой изделий может произво-
диться и с одного главного пульта, на котором в этом случае распо-
лагаются органы управления всеми приводами станка.
Для управления и наблюдения за ходом обработки на местах,
удаленных от главного пульта, оборудуются рабочие пульты упра-
вления.
Некоторые модели станков для многоместной обработки крупных
(особенно длинных) изделий могут не иметь главного пульта. Эти
станки оборудуются несколькими рабочими пультами, рассредото-
ченными в рабочих местах, наиболее удобных для управления.
Количество рабочих пультов значительно сокращается при исполь-
зовании подвижных (подвесных, переносных) пультов, так как
их положение во время работы может быть выбрано самим рабочим
и пользование ими возможно с нескольких рабочих мест.
Вспомогательные пульты предназначаются для управления уста-
новочными перемещениями подвижных частей станка, удаленных
от рабочих мест, и размещаются с учетом удобства наблюдения
за этими перемещениями. Иногда на вспомогательных пультах
помещаются органы управления некоторыми вспомогательными
приводами станка.
Наладочные пульты содержат только органы наладочного управ-
ления и располагаются в отдалении от рабочих мест. При размещении
наладочных пультов на станке помещенные на них аппараты должны
быть закрыты крышкой. Доступ и пользование органами наладочного
управления разрешаются только персоналу, выполняющему нала-
дочные операции.
Проектирование пультов управления начинается с определения
числа и расположения рабочих мест в пространстве. При этом нужно
разграничить зоны управления и определить минимально необходи-
200
мое количество органов управления, обязательных для каждой
зоны. Такое разграничение позволяет выделить ту часть органов,
которая должна быть помещена в наиболее удобном для управле-
ния месте.
При выборе места для пульта управления нужно учитывать, что
расстояние до него от рабочего места должно составлять не более
0,6 м (длина вытянутой руки), а при наклонных пультах большой
площади — еще меньше. Пульт может помещаться впереди или
правее рабочего так, чтобы можно было управлять станком, не меняя
положения, принятого при наблюдении за обработкой изделия.
Фиг. 121. Пульты внешнего исполнения.
и даже не глядя на органы управления. При небольшом количестве
органов управления, не требующих значительных физических уси-
лий, допустимо расположение пульта и левее рабочего места.
Наиболее удобная зона размещения органов управления
по высоте — в пределах от 1 до 1,6 м от площадки, на которой стоит
рабочий, т. е. не ниже свободно опущенной руки и не выше среднего
человеческого роста. В верхней части этой зоны органы управления
размещаются или в вертикальной плоскости или под углом до 15°
к вертикали. В нижней части наклон увеличивают до 60°.
Формы конструктивного исполнения пультов управления.
В зависимости от расположения рабочих мест и от конструкции станка
выбирается стационарное или подвижное исполнение глав-
ного пульта. Стационарные пульты имеют внешнее, пристроенное,
встроенное и утопленное исполнения.
Примеры пультов внешнего исполнения (т. е. устанавливаемых
вне станка) показаны на фиг. 121. Такое исполнение преимущественно
применяется для главных пультов централизованного управления
некоторых тяжелых станков и автоматических линий, а также в тех
случаях, когда пульт не может быть помещен непосредственно
на станке и когда пульт конструктивно может быть совмещен
с электрошкафом.
Недостатком внешнего исполнения является некоторое увели-
чение общей площади, занимаемой станком.
201
Наиболее распространенным исполнением стационарных пультов
является пристроенное (фиг. 122, а), когда пульт представляет
собою самостоятельный сборочный узел, жестко прикрепленный
к станку. Для удобства монтажа аппаратуры и ухода за ней при
больших размерах пульта, его основная часть, несущая органы
управления, выполняется на шарнирах. Если эта часть откиды-
вается кверху, то для безопасности обслуживания могут быть сде-
ланы подпорки.
Для удобства управления пульт пристроенного исполнения может
‘быть вынесен за пределы того узла, к которому он крепится. Про-
Фиг. 122. Пульты пристроенного (а), встроенного (б) и утопленного (в)
исполнений.
стейшими пультами пристроенного исполнения являются стандарт-
ные кнопочные станции.
Часто применяются на станках также пульты встроенного
исполнения, когда пульт помещается перед крышкой, закрывающей
механизмы (фиг. 122, б); пульт не может быть использован в ка-
честве крышки, а только прикрывает ее. Такое исполнение позволяет
располагать пульт поблизости от органов ручного и механического
управления.
Пульты утопленного исполнения отличаются тем, что у них
наружу выступает только табличка или крышка с кнопками и руко-
ятками управления, а сами аппараты прячутся в нише или окне
в стенке узла станка (фиг. 122, в). Утопленное исполнение могут
иметь и стандартные кнопочные станции.
Пульты утопленного исполнения могут располагаться именно
в тех местах, где должен находиться пульт по условиям удобства
управления. При этом не всегда возможно выполнение пульта в виде
изолированного сборочного узла. Поэтому утопленное исполнение
для главных пультов применяется сравнительно редко, несмотря
на его очевидное преимущество в отношении согласованности форм,
а используются, главным образом, для вспомогательных пультов
управления.
Пульты, расположенные на подвижных частях станка, выпол-
няются чаще всего встроенными или утопленными.
202
Пульты, перемещающиеся относительно станка или его частей,
имеют два основных исполнения: подвесное и переносное.
Подвесной пульт подвешивается к точке, имеющей одну, две
или три степени свободы, как показано на схеме (фиг. 123, а). Дуго-
вое перемещение точки подвеса пульта по стрелкам 1 одновременно
с подтягиванием пульта рукой благодаря гибкости троса дает зна-
чительную площадь, в пределах которой возможно управление.
Подвесные пульты обычно располагаются над изделием; поэтому
поворот кронштейна пульта нужен также при снятии или установке
изделия.
Фиг. 123. Схемы движений пульта подвесного исполнения.
Подвесные кнопочные станции с дуговым перемещением полу-
чили широкое распространение на строгальных, карусельных,
тяжелых продольно-фрезерных и других станках, где стационарный
пульт не может удовлетворять требованиям управления.
Все же при управлении строгальными станками с подвесных
пультов значительная часть «площади управления» над столом
станка остается неиспользованной (фиг. 123, б). Кроме того, при
подвесном исполнении снижается надежность проводки, повышается
расход проводов и отсутствует жесткость опоры, что мешает упра-
влению.
Кроме дугового перемещения, подвесной пульт (фиг. 123, а)
может иметь радиальное (по стрелкам 2) и вертикальное (по стрел-
кам 5) перемещение. Такие перемещения имеют подвесные пульты
для обработки очень крупных изделий, например на тяжелых расточ-
ных станках (фиг. 124).
Вертикальное перемещение подвесного пульта просто и удобно
осуществляется при наличии противовеса.
Общим недостатком пультов, подвешенных на гибком тросе,
шланге или рукаве, является отсутствие жесткой опоры; при управле-
нии с такого пульта нужно поддерживать его за корпус свободной
рукой. Такой недостаток устраняется при жесткой подвеске с само-
тормозящимися или зажимными элементами.
Для отдельных перемещений подвесного пульта применяется
иногда привод от электродвигателя.
203
Так, например, пульт координатно-расточного станка (фиг. 124)
можно поднимать и опускать двигателем 1. Этот пульт можно также
поворачивать относительно оси места крепления его к поперечине
и вокруг вертикальной оси с тем, чтобы одинаково удобно было
управлять как с правой, так и с левой стороны станка. Когда пульт
не перемещается, его положение фиксируется прижимом 2 и тормоз-
ной электромагнитной муфтой 3.
Фиг. 124. Подвесной пульт тяжелого станка.
К подвесным пультам предъявляются высокие требования макси-
мального уменьшения габаритов и веса.
Переносное исполнение отличается тем, что пульт присоединяется
к схеме гибким кабелем или проводами в гибком рукаве и может
переноситься к любому рабочему месту.
Переносный пульт может быть выполнен со стойкой и переста-
вляться вместе с ней (фиг. 125); его можно положить или подвесить
у рабочего места (фиг. 126). Для предохранения выступающих частей
аппаратов от механического повреждения к корпусу переносного
пульта крепится рамка, которая одновременно служит поручнем
при переноске пульта.
Переносные пульты используются в тех случаях, когда приме-
нение стационарных или подвесных пультов невозможно или слиш-
ком сложно, например при больших линейных перемещениях.
204
реносный пульт,
фиг. 125. Переносный пульт
со стойкой.	 .
К переносным пультам предъявляются особенно жесткие требо-
вания в отношении снижения веса. Облегчение пультов достигается
за счет ограничения количества органов управления и, следова-
тельно, функций управления, применения малогабаритных аппара-
тов, применения легких материалов.
Для сокращения дублируемых органов управления удобны ста-
ционарно-переносные пульты (фиг. 127). Переносный пульт тем
или иным способом может пристраиваться к стационарному, допол-
няя комплект его органов управления. При этом на переносном
пульте дублируются только кнопки «стоп», что упрощает конструк-
цию и схему стационарного пульта.
Аппараты контроля
(измерительные при-
боры, еиеналькые
лампы)
Переключатели
распределители
Кнопки и переклю-
чатели с само-
бозбратом
Фиг. 128. Размещение аппаратов на передней стенке
пульта.
В большинстве случаев необходима дополнительная защита
переносных пультов от попадания масла и от механических повре-
ждений.
Размещение аппаратуры управления на пульте. Чтобы управ-
ление возможно меньше отвлекало внимание рабочего от наблюде-
ния за обработкой, размещение аппаратуры управления должно
подчиняться определенным правилам. При размещении аппаратов
нужно учитывать возможность управления наощупь, без поисков
требуемого органа управления, чтения надписей.
Аппаратура может располагаться на передней, боковых и нижней
стенках пульта (за исключением пультов утопленного исполнения).
На боковой и нижней стенках могут помещаться только те аппа-
раты, которые редко требуются в процессе работы, например:
1)	выключатели и штепсели местного освещения;
2)	кнопки пуска и остановки электромашинного агрегата;
3)	органы наладочного управления;
4)	выключатели насосов охлаждения;
5)	переключатели, рукоятки которых при такой установке ука-
зывают направление движения.
Площадь передней стенки пульта делится условно на горизонталь-
ные и вертикальные зоны (фиг. 128). В верхней горизонтальной
206
зоне 1 размещаются преимущественно аппараты контроля: измери-
тельные приборы, сигнальные лампы, а также редко требующиеся
аппараты управления.
При таком расположении измерительные приборы и лампы не заго-
раживаются рукой при управлении и менее подвержены механиче-
ским повреждениям; в большинстве случаев приборы при этом ока-
зываются ближе к глазам рабочего, чем при ином расположении.
В средней горизонтальной зоне II размещаются аппараты для
изменения скоростей и подач, переключатели для распределения
режимов и выбора подвижных органов и др.
В нижней, наиболее удобной для управления зоне III поме-
щаются основные органы, чаще других- требуемые при управлении:
кнопки, переключатели с самовозвратом. Ниже всех этих аппаратов
помещаются кнопки остановки.
При малом количестве аппаратов на пульте размещение их может
быть произведено в двух горизонтальных зонах.
По вертикальным зонам А, Б, В. . . следует размещать аппараты,
относящиеся к одному или к нескольким приводам, имеющим общее
управление. Этим определяется порядок размещения аппаратов
внутри каждой горизонтальной зоны. Таким образом, количество
вертикальных зон может быть 2, 3 и более.
Порядок вертикальных зон зависит: от частоты операций управле-
ния одним или другим приводом; от положения пульта относительно
рабочего; от положения рабочего при наблюдении за процессом обра-
ботки; от последовательности операций управления движениями
органов станка.
Чем чаще производятся операции управления каким-либо приво-
дом, тем ближе к рабочему месту должны быть помещены его органы
управления. Обычно это органы управления главным приводом
или приводом подачи. Аппараты управления вспомогательными
приводами могут помещаться в удаленной зоне.
Если пульт, при достаточно больших его размерах, помещен
впереди рабочего места, то ближайшей вертикальной зоной будет
средняя (фиг. 128), если пульт — справа, то зона — левая (А).
Если приводы находятся по обе стороны от пульта, то органы упра-
вления ими должны помещаться с той же стороны от вертикальной
оси пульта, что и сами приводы, с целью повышения «мнемонич-
ности» управления.
Если основные операции управления производятся всегда после-
довательно с одним, затем с другим приводом, группы органов упра-
вления обоими приводами должны помещаться в смежных вертикаль-
ных зонах. Очевидно, в пределах одной вертикальной зоны может
помещаться большая группа аппаратов, особенно в ее нижней
части III.
Деление на вертикальные зоны является условным. Оно подчер-
кивается увеличенными промежутками между группами аппаратов
соседних зон.
Переносные, некоторые утопленные пульты и части составных
пультов выполняются удлиненными, так как аппараты управления
207
располагаются в одной вертикальной зоне, причем разделение
по приводам проводится в горизонтальных зонах, например, в верх-
ней зоне — управление главным приводом, в нижней зоне — упра-
вление подачами.
В стандартных подвесных кнопочных станциях также не может
быть осуществлена разбивка на вертикальные зоны. В этом случае
группировка по приводам производится в горизонтальных
зонах.
При размещении аппаратов на пульте нужно принимать во вни-
мание внешний вид компоновки, габариты и соразмерность пульта.
При этом требования удобства управления важнее всего, и не всегда
удается сочетать с ними симметричность и внешнюю привлекатель-
ность компоновки.
В процессе проектирования пульта нужно сделать несколько
эскизов — вариантов размещения и выбрать наилучший.
Размещение кнопок также должно способствовать мнемоничности
управления, отображая направление движения узлов и механизмов.
Некоторые примеры расположения кнопок на пультах приведены
на фиг. 129.
Даже при двухкнопочном управлении нереверсивным приводом,
если это один из основных приводов, рекомендуется помещать
кнопку остановки не рядом с пусковой, а под нею, причем головка
первой кнопки должна быть другой формы (фиг. 129, а). Это особенно
необходимо для приводов с частыми пусками и остановками или
в тех случаях, когда требуется быстрая команда на остановку при-
вода по условиям безопасности. Для приводов, работающих дли-
тельно, форма головки кнопки «стоп» может быть нормальной
(фиг. 129, а, вариант 2).
Горизонтальное расположение кнопок (фиг. 129, а, вариант 1)
допускается для управления вспомогательными приводами, причем
кнопки остановки обязательно располагаются справа и отличаются
цветом головки.
При трехкнопочном управлении реверсивным приводом относи-
тельное расположение кнопок должно соответствовать направлению
движений (фиг. 129, б, варианты 4, 5, 6) для приводов подач или
установочных перемещений; для главного привода принято помещать
слева кнопку нормального направления вращения — по часовой
стрелке (фиг. 129, б, вариант 3); направление стрелки показывает
направление вращения инструмента при врезании в изделие.
Другая форма кнопки «стоп» обязательна в этом примере только
в случае управления вертикальной подачей.
На фиг. 129, в показано рекомендуемое расположение кнопок для
управления перемещениями в четырех или шести направлениях
в пространстве при распределительной системе управления, напри-
мер, перемещениями верхних суппортов и поперечины строгального
Станка «вверх — наружу» и «вниз — внутрь», перемещениями шпин-
деля, бабки и стола расточного станка и т. п.
. Кнопки установочных перемещений нужно отделять от кнопок
рабочего режима, помещая две группы рядом или группу рабочих
208
кнопок ниже, на возможно большем расстоянии от установочных.
В обоих случаях кнопка «стоп» должна быть ниже других.
Кнопки управления быстрыми перемещениями, во избежание
ошибок при «слепом» управлении, устанавливаются на приметном
месте (например, выше других установочных кнопок).
fie рехеменддетсе	Репопендуетсн
Пуск 1 Стоп	4 Стоп
Вперед Назад Стоп	. ф ф ф ф-feH ф/йза? фтти	J	3	5	6 ф ф ф- ф- -ф-t 1 ф— Ф	ф	Ф| ~Ф 1
П Ф	2 L. •	3
Работа	Работа Вперед назад	Вперед назад ф 7 ф	ф 2 ф „	ЗетамВка ь™"	нтад Зета/юбка fry# нюад	Cajon	3	- * - Стар
Вперед Назад ф- ф- Работа ф- ф- быстро ф- "Ф" Медпеннс Стоп 	1	3 *— ——* ф ф ф ф ф ф—f »- -»	Стоп фф- О ф ф^‘ Спюп
Фиг. 129. Размещение кнопок на пультах.
Минимальное расстояние А между смежными кнопками одного
привода может быть на 3 н- 8 мм шире кнопочного элемента. При
этом расстояние между рабочими и установочными кнопками одного
привода должно быть не меньше 1,25Л, а минимальное расстояние
между соседними кнопками разных приводов — не меньше 1,5А.
Расположение аппаратов на дублируемых пультах или на не-
скольких рабочих пультах агрегатированных станков с однотипными
приводами может быть выполнено двумя способами:
14 Разыграев А. М. и др. 349	209
1) с одинаковым взаимным расположением дублируемых или
однотипных органов управления на всех пультах станка;
2) с зеркальным расположением органов управления.
В первом случае желательно отделять дублируемые органы
управления от других, помещая их на отдельной таблице. Такое
исполнение более экономично; оно облегчает запоминание располо-
жения органов управления. Однако оно удобно только для пультов,
расположенных по одну сторону станка, и в том случае, если рабочая
зона находится с одной и той же стороны от пультов.
Для пультов, расположенных по обе стороны станка или постав-
ленных встречно, правильнее применять зеркальное исполнение,
с размещением аппаратов в удобных для управления зонах: если
на правом пульте — зоны А, Б, В (фиг. 129), то на левом — В, Б, А.
Пояснительные надписи и символы на пультах. Так как в боль-
шинстве случаев надписи и символы нужны лишь для первого озна-
комления со станком, они должны быть предельно краткими, про-
стыми, но ясными, четкими и по возможности однотипными. Следует
предпочитать символы надписям, если, конечно, эти символы доста-
точно понятны и отражают сущность операции управления.
Некоторые аппараты и приборы пульта могут вовсе не иметь
пояснений, например, измерительные приборы, индикаторы включе-
ния напряжения, кнопки остановки с отличительной формой головки
(клавишная, грибовидная) и т. п.
Наиболее употребительные графические символы для обозначе-
ния направления, скорости и прерывистости движения приведены
в табл. 14.
Если направление движения не может быть отчетливо отображено
стрелкой, то приходится показывать стрелки на фоне инструмента
(фиг. 130, а) или подвижного органа, например, для радиального
перемещения ползуна по вращающейся планшайбе (фиг. 130, б).
Подвижные (переносные, поворотные) пульты могут принимать
различные положения в пространстве. В этих условиях символы
(стрелки) могут ввести в заблуждение. Если на таблице нет допол-
нительных пояснений, то принято считать, что стрелки соответ-
ствуют основному положению пульта.
При замене стрелок надписями назначение органов управления
в этих случаях не становится яснее, так как не всегда можно его
выразить коротко, одним словом. Применение неопределенных
надписей, вроде «вперед», «назад», не рекомендуется, если это недо-
статочно очевидно из характера движения.
Символами можно выражать также назначение аппаратов или
их положений для управления различными приводами или движе-
ниями различных органов станка.
Наиболее наглядно это поясняется изображением на таблице
пульта частей станка. Например, группы аппаратов управления
вертикальным и горизонтальным шпинделями станка отмечаются
упрощенным изображением шпинделей (фиг. 130, в).
Для пояснения фиксированных положений распределительного
переключателя вместо соответствующих надписей можно изобра-
210
зить на таблице пульта контуры станка (фиг. 130, г). Стрелка на лимбе
переключателя (а еще лучше — выступ для управления наощупь)
показывает выбранный для движения орган. Точки или стрелки,
указывающие в фиксированных положениях выбранный орган
станка, могут быть светящимися.
Включенное и фиксированные положения аппаратов удобно отме-
чать не черточками, а точками, чтобы сделать менее заметным воз-
можный люфт рукоятки.
Фиг. 130. Символические изображения назначения органов управления.
Во многих случаях символы просто выражают то, что трудно
выразить словами: например, положения инструмента относительно
обрабатываемой поверхности можно показать схематически рисун-
ком (фиг. 130, д), направление строк фрезерования — зигзагом и т. п.
Некоторые команды, наоборот, лучше пояснять надписями.
Например, управление зажимом или освобождением подвижного
органа или заготовки, включение режима точной остановки, управ-
ление электромашинным агрегатом, насосом смазки или охлаждения
и т. п. символами выразить невозможно.
При градуировке шкал на таблицу наносятся цифры и единицы
измерения (мм/мин:; об/мин.; мм!об и т. п.).
Над штепсельными розетками указывается не только их назна-
чение, но и напряжение в вольтах и допустимая нагрузка в ваттах,
Исполнение таблиц пультов. Измерительные приборы, переклю-
чатели, вариаторы скоростей и подач и некоторые другие аппараты,
помещаемые на боковых стенках пульта или в верхних зонах его
передней панели, могут монтироваться как на панелях пульта, так
и непосредственно на корпусе крышки пульта.
14*	'	211
Таблица 14
Графические символы дли органов управлении на пультах
Назначение органов управления		Режимы работы		
		длительный	прерывистый	
			быстро ипи wwwvwv	медленно кли Л/VWWW
Вращение, поворот	По часовой стрелке			
	Против ча- совой стрелки			
Поступа- тельное дви- жение	Влево			— ——
	Вправо				.
	Вверх	♦	4 а	♦ 1
	Вниз		I f	1 f
	На себя	®		
	От себя	®		S '''
Конструкция кнопочных элементов, некоторых выключателей
и переключателей, сигнальной арматуры и других аппаратов и при-
боров позволяет монтировать их на панелях толщиной до 3 мм.
Тонкостенные стальные или латунные таблицы выполняются
полированными, со стойким гальваническим покрытием (например,
матовым хромированием). При большом количестве органов управле-
ния на главном пульте их группируют по назначению и монтируют
на нескольких таблицах.
21
Для крепления таблиц пультов рекомендуется применять винты
с низкой закругленной шестигранной головкой (фиг. 131). При этом
не требуется столь высокая точность разметки резьбовых отверстий,
как в случае применения винтов с потайной или полупотайной
головкой.
Надписи и символы выполняются на самих аппаратах, на отдель-
ных табличках для каждого аппарата, на общей таблице — панели
пульта.
Выполнение символов и надписей на головках кнопочных элемен-
тов приводит к расширению номенклатуры исполнения надписей
и символов, усложнению
прохождения заказа и
к необходимости в обоб-
щающих надписях для
Фиг. 131. Винт для
крепления таблиц
пультов.
Фиг. 132. Крепление отдельной таблички
на кнопочном элементе.
групп кнопок. Таким образом, применение таких кнопочных эле-
ментов не решает вопроса полностью для большинства пультов.
Выполнение отдельных табличек к каждому аппарату особенно
удобно для таких аппаратов, как кнопочные элементы и сигнальные
лампы, где табличка может быть зажата фронтальным кольцом
(фиг. 132). Табличка должна иметь достаточную толщину (1 -:-1,5 мм),
чтобы не требовалось дополнительного крепления.
Применение таких табличек рекомендуется при централизован-
ном их изготовлении для кнопочных станций и пультов с преобла-
данием кнопочных элементов. Для остальных аппаратов и для пояс-
нения назначения группы кнопочных элементов неизбежно приме-
нение отдельных таблиц с надписями и символами. Таблички пере-
ключателей могут прикрепляться к их лимбам или фланцам; другие
таблички — к панели или корпусу пульта.
Недостатками применения раздельных таблиц является ограни-
ченная возможность их унификации.
Нанесение всех надписей на общей таблице придает пульту кра-
сивый внешний вид и при налаженной технологии фототравления
не представляет трудностей, поэтому может быть рекомендовано,
в особенности для серийных станков. Общие таблицы имеют недо-
статки: ограниченную возможность унификации; трудности исполь-
зования задела при внесении изменений; затруднения при замене
не отличающихся (по назначению) аппаратов. Надписи, общие для
группы органов управления, выделяются большим размером букв.
213
Градуировка шкал производится на общих таблицах и на лимбах.
Чертежи таблиц пультов с пояснительными надписями и симво-
лами выполняются в масштабе 1 : 1 (для наглядной соразмерности).
На чертеже, кроме размеров и знаков механической обработки,
указываются шрифты, расстояния от осей аппаратов до вертикальной
и горизонтальной кромки каждой надписи, размеры графических
символов, а также глубина и расцветка букв, цифр, символов. Лице-
вая сторона и грани таблицы полируются и хромируются. Монтаж-
ная сторона и места механической обработки покрываются светлой
нитрокраской.
По чертежу таблицы изготовляется эталон ее для перевода
на фотопленку. На эталоне точно показывается внешний контур
таблицы, центры отверстий, контуры окон, все надписи, цифры,
символы. С фотопленки контуры и надписи переносятся на металл
методом гальванического травления для последующей механической
обработки.
45. Конструкции комбинированных и специальных аппаратов
управления
Развитие систем электрического управления станками сопро-
вождается необходимостью.постоянного совершенствования и созда-
ния новых аппаратов управления. Конструкции этих аппаратов
могут содержать элементы нормальной электрической аппаратуры.
При проектировании аппаратов электрического управления необ-
ходимо обеспечить: удобство управления, надежность и четкость
действия, удобство монтажа, малые размеры и вес, высокую прочность
и износоустойчивость деталей аппаратов, с учетом возможного
приложения избыточных усилий, особенно на станках, где имеются
также и органы ручного управления.
Специальное исполнение имеют некоторые селективные много-
позиционные переключатели, вариаторы скоростей и подач, комби-
нированные органы электрического управления с совмещением
нескольких функций управления в одном аппарате или устройстве.
С помощью селективных многопозиционных переключателей
производится, например, выбор органа станка для перемещения
от общего или нескольких приводов.
Многопозиционные переключатели обычно выполняются с пово-
ротной осью, несущей подвижные контакты (ползунковые, барабан-
ные, пакетные, кулачковые переключатели).
Селективные переключатели имеют фиксацию в каждом рабочем
положении. При переводе в новое положение требуется нажатие
на рукоятку для вывода фиксатора из гнезда. Это движение и исполь-
зуется для получения селективности-действия переключателя. При
нажатии на рукоятку связанный с ней дополнительный контакт
переключателя размыкает соответствующий участок цепи управ-
ления. При отпускании рукоятки и фиксации ее в выбранном поло-
жении цепь управления восстанавливается.
214
Ползунковый селективный переключатель можно выполнить
и без дополнительного контакта, если для разрыва цепи управления
отводить нажатием на рукоятку контактный мостик от контактов
диска переключателя на расстояние, достаточное для четкого размы-
кания его цепей во время перевода в новое положение (фиг. 133).
Фиг. 133. Селективный переключатель.
Многопозиционные переключате-
ли барабанного типа с набором ко-
дированных дорожек (дисков) имеют
число позиций (команд), превышаю-
щее число контактов, так как раз-
личные команды осуществляются раз-
личными сочетаниями контактных
соединений. На фиг. 134 показан
селективный барабанный кодовый
переключатель, позволяющий осуще-
ствить до 15 различных команд. Он
состоит из четырех	Разбертка бараЗана
кодовых дисков и пя- _________________ ___________________________
ти щеток (контактных
пружин), причем пя-
тая щетка служит для
подвода питания к	------1
дискам. При селек- Фиг. 134. Селективный кодовый переключатель,
тивном управлении
нажатием на рукоятку диски переключателя отводятся от токоведу-
щего контакта; при отпускании рукоятки и фиксации в новом
положении цепь питания восстанавливается.
Существуют селективные многопозиционные кнопочные переклю-
чатели. Селективность их действия достигается соответствующими
механическими связями между кнопочными элементами: при включе-
нии новой позиции соответствующая кнопка остается нажатой,
а включенная ранее — освобождается и размыкается. Фиксация
кнопки в нажатом положении является одновременно и сигнализа-
цией включенного состояния кнопочного переключателя.
215
Вариаторы скоростей и подач представляют собой комплектное
устройство для изменения скорости привода. Например, для при-
водов с изменением скорости двигателя в комплект вариатора вхо-
дит многопозиционный переключатель. В приводах с электромехани-
ческим управлением скоростью (например, электромагнитными муф-
тами) или с электрогидравлическим управлением к комплекту вариа-
тора относится переключатель, задающий программу работы муфт
или электромагнитов золотников, а также и сами муфты и золотники.
Как правило, вариатор выполняется в виде позиционного ползун-
кового переключателя.
Часто требуются совместные (параллельные) и поочередные
(последовательные) переключения в нескольких независимых
цепях, например изменение величины входных сигналов и обрат-
ных связей в системе привода ЭМУ—Д или поочередное изменение
возбуждения генератора и двигателя и т. п.
Промышленностью выпускаются одно- и двухцепные переключа-
тели (с двумя щетками и двумя раздельными шинами для подвода
тока к ним). Если требуется больше независимых цепей управления
или большее число положений, то применяются спаренные переклю-
чатели на общей оси. Двухрядный переключатель на большое число
контактов может быть выполнен и в одной плоскости.
Кулачковые и барабанные вариаторы (подобные переключателю,
показанному на фиг. 134) могут быть выполнены с цифровой или
циклической программой. Вариаторы барабанного типа получаются
малогабаритными и простыми по конструкции. Они особенно удобны
для малогабаритных переносных пультов, так как все сопротивления
вариатора могут быть помещены на панелях или в блоках электро-
шкафа (управление производится дистанционно, через промежу-
точные реле), в то время как при использовании ползунковых пере-
ключателей эти элементы должны быть размещены поблизости
от вариатора и занимают значительную площадь пульта.
К комбинированным аппаратам, совмещающим несколько функ-
ций управления в одном аппарате относятся, например, крестовые
переключатели на 4 направления со встроенной в головку кнопкой.
Комбинированным аппаратом является также описанный
в гл. IV «оператор», совмещающий функции вариатора, функции
выбора направления движения и импульсного включения устано-
вочных перемещений.
На фиг. 135 представлен малогабаритный оператор с кодовым
вариатором барабанного типа; управление скоростью перемещения
осуществляется поворотом рукоятки вокруг своей оси; выбор напра-
вления и включение движения — наклоном рукоятки вправо или
влево. В рукоятку встроена кнопка для включения быстрого уста-
новочного перемещения в любом положении вариатора.
Кодовые аппараты барабанного типа компактны и соразмерны
с другими аппаратами пульта. Благодаря этому рационально исполь-
зуется площадь таблицы и объем пульта.
Шкалы для вариаторов скоростей и подач иногда удобно оформ-
лять в виде номограмм, примеры исполнения которых при-
216
водятся ниже. При обработке валов и отверстий скорость резания v
(в м!мин) зависит не только от числа оборотов шпинделя п (в об/мин.),
но и от диаметра обработки d (в мм), так как v — jqqq - • Если на
шкале вариатора скорости нанести деления ступеней скорости реза-
ния в м/мин, а на лимбе вариатора — ряд диаметров обработки,
то при совмещении величины диаметра на лимбе с заданной вели-
чиной скорости резания (по шкале) вариатор принимает положение,
при котором шпиндель вращается с требуемым числом оборотов
в минуту.
Скорость линейных перемещений подвижных органов станка изме-
ряется в mmImilh, а при выполнении токарных, расточных, сверлиль-
ных, резьбонарезных и других видов обработки предпочтительнее
задавать относительную подачу в миллиметрах на 1 оборот шпин-
деля (мм!об). Эта подача определяется как частное от деления уста-
новленной величины подачи в мм/мин на скорость вращения шпин-
деля в об/мин.
Шкала механического переключателя величины подачи градуи-
руется в мм!об, если коробка подач ответвляется с выхода коробки
скоростей главного привода.
Существуют также способы связи электрического вариатора неза-
висимого привода подачи с органом изменения скорости главного
движения для непосредственного отсчета подачи в мм!об и поддер-
жания ее величины при изменении скорости вращения шпинделя.
Если вариатор подачи расположен в непосредственной близости
от органа изменения скорости (фиг. 136), ось последнего через
зубчатую передачу связана с диском, на котором укреплена таблица
со шкалой подачи в мм/об.
Таблица со шкалой и указатель, связанный с рукояткой вариа-
тора, монтируются в исходном (начальном) положении вариаторов
скоростей и подач. Передаточное отношение учитывает различие
между коэффициентами ряда скоростей фг и подач <р„, а также
между углами поворота рукояток вариатора подачи ап и органа изме-
нения скорости ас при переходе со ступени на ступень.
В общем случае передаточное отношение этой передачи
у _ Ос'фп
ап‘фс
Если <рп = <рс и ап = ас, то i — 1.
Люфты в передаче между органами изменения скорости и подачи
должны быть малыми, чтобы снизить их влияние на точность изме-
рения. Переключатель скорости имеет жесткую фиксацию. Поэтому
при повороте вариатора переключатель остается в прежнем фикси-
рованном положении.
Если, не трогая рукоятки вариатора подачи, отвести из фикси-
рованного положения рукоятку органа изменения скорости и повер-
нуть ее в положение, соответствующее новой ступени скорости,
то зубчатое колесо через прижатый к нему фиксатор повернет ось
вариатора подачи. Таким образом, с увеличением скорости шпин-
217
Д-А
Фиг. 135. Комбинированный аппарат для управления скоростью
и направлением перемещений—«оператор».
218
деля увеличится соответственно и скорость подачи (в мм/мин),
но подача в мм!об сохраняется без изменений. Указатель вариатора
и диск с таблицей поворачиваются при этом на один и тот же угол.
ПТП)
Фиг. 136. Устройство для отсчета подачи в мм!об.
При дублировании электрических вариаторов подачи или разме-
щении их на переносном, подвесном или внешнем пультах непо-
средственная механическая связь между вариатором подачи и орга-
ном изменения скорости неосуществима. В этом случае для выра-
Фиг. 137. Лимб-номограмма для вариатора подачи.
жения величины подачи в мм!об при установленной скорости шпин-
деля можно применить лимб-номограмму. Лимб помещается на вариа-
торе подачи (фиг. 137).
Шкала скоростей шпинделя наносится на лимбе, жестко связан-
ном с рукояткой вариатора. На ту же ось плотно насаживается
219
(без крепления) визир с риской, которая устанавливается на вели-
чину установленной скорости вращения шпинделя. Шкала подачи
в мм/об наносится на таблицу пульта управления вокруг лимба.
Если контакты вариатора занимают меньше половины окруж-
ности, то лимб может иметь форму круга. При большем угле пово-
рота лимб выполняется со спиральным контуром; в этом случае
цифры на шкале подачи также располагаются по спирали.
Цифры шкалы оборотов шпинделя располагаются на лимбе про-
тив часовой стрелки, начиная от выступающей части; цифры шкалы
подачи в мм/об — по часовой стрелке в возрастающем порядке.
46. Конструкции электрошкафов
Промежуточные и исполнительные аппараты автоматического
управления, электрической защиты и контроля, усилители, источники
питания и пр. монтируются, как правило, в едином сборочном узле,
который принято называть станцией
управления или, проще, электро-
шкафом станка.
В зависимости от объема и сложности
Фиг. 138. Виды конструктивного исполнения электрошкафов: а — внешнее; б,
в — пристроенное; г — утопленное; д — встроенное; е — встроенно-утопленное.
электрооборудования, условий и места его размещения станок
оборудуется одним или несколькими электрошкафами.
Применяются четыре основных исполнения электрошкафов: внеш-
нее, пристроенное, утопленное, встроенное.
Электрошкаф внешнего исполнения (фиг. 138, а) устанавливается
отдельно от станка. Основными преимуществами внешнего испол-
нения по сравнению с другими являются: лучшие условия эксплуа-
тации аппаратуры; уменьшение объема работ по общему монтажу;
возможность монтажа и предварительного контроля независимо
от узловой и общей сборки станка; расширение возможности уни-
фикации, нормализации и комплектной поставки панелей.
Основной недостаток — увеличение общей площади, занимаемой
станком.
220
Внешнее исполнение применяется в следующих случаях:
1)	при сложной конфигурации и малой свободной поверхности
стенок станка, вследствие чего на них не помещается электроаппа-
ратура;
2)	при большом объеме аппаратуры, не позволяющем разместить
ее на станке;
3)	когда шкаф связан с электромашинным агрегатом, который
не может быть помещен на станке;
4)	при очень большом объеме внешнего электрооборудования,
когда для сокращения проводки выгоднее поместить шкаф вне
станка;
5)	когда для станка единичного производства может быть взят
унифицированный шкаф готовой конструкции.
Пристроенное исполнение имеют аппараты, устанавливаемые
на станке в собственных кожухах. Например, на некоторых малых
станках с элементарно простым однодвигательным приводом вся
станция управления может состоять из трехполюсного автомата
с максимальным и тепловым расцепителем (в кожухе). Но в том
случае, если требуется три-четыре аппарата и более, установка
аппаратов в собственных кожухах становится недопустимой и даже
мало оправдывается экономически.
Шкаф пристроенного исполнения закрепляется на стенке (напри-
мер, на стойке) станка (фиг. 138, б).
Возможно исполнение пристроенного шкафа в виде панели или
каркаса, установленного на стенке станка и закрытого дверцей,
прикрепленной отдельно (фиг. 138, в).
Пристроенное исполнение уступает встроенному и утоплен-
ному, при которых электрошкаф составляет единое целое со стан-
ком.
Утопленное исполнение (фиг. 138, г) может применяться:
1)	при возможности устройства окна или ниши требуемых раз-
меров;
2)	при сравнительно небольшой площади, занимаемой аппара-
турой и ее небольшом весе;
3)	при возможности унификации имеющегося устройства;
4)	в сочетании со встроенным исполнением (фиг. 138, е).
При встроенном исполнении (фиг. 138, д), аппаратура монти-
руется на внутренней вертикальной стенке ниши станка. Если аппа-
ратура не помещается в одной нише, допускается устройство несколь-
ких ниш.
Монтаж реле и контакторов на станке, в шкафах пристроенного,
встроенного и утопленного исполнения допускается только в том
случае, если отсутствует влияние вибрации станка.
Для относительно небольших станков и станков с относительно
несложным электрооборудованием необходимо находить возмож-
ность размещения электрошкафа на станке.
Сложное электрооборудование даже при относительно небольших
размерах станка все чаще вызывает необходимость применения внеш-
него электрошкафа.
221
Корпус электрошкафа внешнего исполнения имеет форму парал-
лелепипеда (фиг. 138, а) с соотношением размеров:
6<а<Л;
3 п
С целью экономии производственной площади максимально
используется высота шкафа, которая, однако, не должна превы-
шать двух метров.
Форма и размеры внешнего шкафа должны, по возможности,
гармонировать с формами станка. Так, для небольших станков
нежелательно, чтобы шкаф был слишком высоким.
Корпус внешнего шкафа может быть каркасным и бескаркасным.
Каркас изготовляется из профильного проката (угольников, швел-
леров) и обшивается тонколистовой сталью. Для бескаркасного
корпуса применяется только тонколистовая сталь.
По способу монтажа и доступа к аппаратуре внешние электро-
шкафы выполняются односторонними и двусторонними.
Односторонние электрошкафы применяются при монтаже панелей
с передним присоединением проводов к аппаратам (фиг. 139, а).
Возможно использование одностороннего шкафа и для панелей
с задним присоединением (фиг. 139, б) или при двустороннем мон-
таже с передним присоединением (фиг. 139, е), если помещать на зад-
ней стороне аппараты, не требующие постоянного ухода. В этих
случаях аппараты монтируются на поворотном каркасе (на шар-
нирах или петлях). Доступ к аппаратам одностороннего шкафа
через открытые двери возможен только с одной стороны. Задняя
стенка корпуса шкафа может быть наглухо закрыта или снабжена
съемными крышками для доступа к расположенным сзади аппаратам
без поворота каркаса.
Двусторонний шкаф применяется как при заднем (фиг. 139, г),
так и при переднем (фиг. 139, д) присоединении проводов. В послед-
нем случае один двусторонний шкаф заменяет два односторонних.
При ширине шкафа более 600 мм двери выполняются двуствор-
чатыми. Как одностворчатые, так и двустворчатые двери откры-
ваются наружу на угол не менее 90°. Раствор на 180° не рекомен-
дуется, так как это может увеличить занимаемую шкафом площадь
цеха без существенного улучшения доступа к аппаратам.
Для подвески дверей могут применяться как петли (фиг. 140, а),
так и скрытые шарниры (фиг. 140, б, в). Могут применяться и стан-
дартные мебельные или оконные петли. При выборе конструкции
шарниров или петель учитывается необходимость легкого снятия
и установки двери для лучшего доступа при монтаже и наладке.
Запор дверей шкафа должен обеспечивать плотное прилегание
двери к корпусу по всему периметру. На фиг. 141, а и б представ-
лены два варианта замков и ключи кним. Вариант нафиг. 141, ботли-
чается тем, что ключ может быть вынут только из запертого замка.
По способу защиты аппаратуры от влияния окружающей среды
различают электрошкафы защищенного и пыленепроницаемого испол-
нения.
222
a
Фиг. 139. Примеры монтажа панелей с аппаратурой в электрошкафах внеш-
него исполнения: передний (а), задний (б) и двусторонний (в) монтаж в одно-
стороннем шкафу; двусторонний передний (г) и односторонний задний (б) монтаж
в двустороннем шкафу.
Фиг. 141. Рукоятки
с замком: а—с трех-
гранным ключом;
б—с плоским клю-
чом.
223
Защищенное исполнение — без специального уплотнения дверей,
с жалюзи и окнами для внутренней циркуляции воздуха — для
станочных электрошкафов признано непригодным и допускается
лишь для кожухов сопротивлений и для изолированных отсеков
электрошкафов пыленепроницаемого исполнения.
Фиг. 142. Уплотнительные прокладки шкафа пыленепроницаемого исполнения.
Пыленепроницаемое исполнение отличается наличием прокладок
(фиг. 142) из губчатой резины на каждой двери по всему пери-
метру. Допускается изготовление прокладок из отходов заготовок
производства резиновых губок.
Размещение аппаратов, выделяющих большое количество тепла,
в шкафу пыленепроницаемого исполнения не допускается. Для уста-
новки таких аппаратов предусматривается специальный отсек в верх-
ней части шкафа (фиг. 143), прикрепленный к корпусу шкафа свар-
кой или болтами. В этом отсеке обычно помещаются сопротивления,
включаемые в главные цепи приводов. Иногда в таком отсеке мон-
тируются аппараты, не требующие постоянного ухода, но зани-
224
мающие много места и просто устанавливающиеся в горизонтальной
плоскости (например, стабилизаторы напряжения, трансформаторы
питания цепей управления и т. п.).
Для циркуляции воздуха с целью отвода тепла этот отсек выпол-
няется с жалюзи или пазами в нижней и верхней его части. Наиболее
технологичны накладные жалюзи ограниченной длины, прикреп-
ляемые к корпусу.
Фиг. 144. Исполнение кар-
касов с' аппаратурой для
односторонних шкафов:
а — стационарное; б — пово-
ротное; ; в — выдвижное.
Для транспортировки шкафы снабжаются рымболтами или спе-
циальными крюками.
Для удобства ввода проводов в дне пыленепроницаемого шкафа
делаются окна, закрытые планками. В планках по мере надобности
делаются отверстия для подводимых труб.
Корпусы шкафов внешнего исполнения целесообразно выпускать
централизованно для нужд станкостроения, на базе существую-
щего опыта и нормалей, разработанных ЭНИМС и станкозаводами.
Нормалями ЭНИМС предусматриваются односторонние и двусто-
ронние шкафы с отсеком для сопротивлений и без него (табл. 15).
Примеры шкафов пристроенного исполнения приведены
на фиг. 144. Панель или каркас с аппаратурой имеет два исполне-
ния: стационарное и поворотное. Стационарное исполнение
(фиг. 144, а) применяется для аппаратуры с передним присоеди-
нением проводов, т. е. в большинстве случаев. Поворотное
(фиг. 144, б) применяется в тех случаях, когда большая часть
аппаратуры имеет заднее присоединение проводов.
15 Разыграев А. М. и др. 349	225
Таблица 15
Исполнения электрошкафов
Размеры корпуса шкафа				Размеры панелей	
Л	а	ь		общая высота	ширина
		односторон- него	двусторон- него		
900	730	300			£ 800	630
1100	730	300	—	1000	630
1100	900	400	—	1000	800
1400	900	400	600	1250	800
1400	1100	400	600	1250	1000
1700	1100	400	700	1600	1000
1700	1350	400	700	1600	1250
1900	1100	400	700	1800	1000
1900	1350	400	700	1800	1250
В шкафах встроенного исполнения применяется и выдвижной
монтаж панели или каркаса (фиг. 144, в) для использования аппа-
ратов с задним присоединением проводов. При поворотном или
выдвижном каркасе нужно оставлять гибкую петлю подводящих
проводов.
Глубина ниш должна быть наименьшей и берется из расчета
минимально допустимых расстояний от контакторов и другой наи-
более выступающей аппаратуры до дверцы шкафа.
Ниши шкафов утопленного и встроенного исполнения, а также
пристроенные шкафы располагаются в таких местах, где ожидается
наименьшая возможность попадания на них брызг масла или охла-
ждающей жидкости, и на высоте, доступной для обслуживания.
Корпусы, двери и крышки шкафов окрашиваются снаружи нитро-
краской в цвет станка. Внутренние полости шкафов и ниши должны
окрашиваться в кремовый или цвет слоновой кости, так как на свет-
лом фоне лучше выделяются смонтированные в шкафу аппараты.
47. Монтаж аппаратуры в электрошкафах
Основными условиями размещения аппаратуры являются: ком-
пактность и возможно лучшее использование монтажной площади
и объема шкафа; возможность узлового монтажа, сокращения меж-
аппаратных связей и межпанельных соединений; распределение
аппаратуры группами по целевому назначению; удобство и безопас-
ность обслуживания; сохранность и надежность в эксплуатации;
технологичность изготовления и монтажа.
226
Способы монтажа аппаратуры. Для обеспечения возможности
узловой сборки аппаратура монтируется, как правило, на отдель-
ных панелях и в блоках. Реже применяется каркасный или рееч-
ный монтаж аппаратуры.
Наиболее распространен монтаж аппаратуры на панелях. В боль-
шинстве случаев панели изготовляются стальными, толщиной 2 ч-
н- 3 мм (в зависимости от длины и ширины). Изоляционные доски
почти не применяются для изготовления панелей; лишь отдельные
аппараты (сильноточные контакторы, реле и т. п.) монтируются
еще на асбоцементных или текстолитовых плитах. Размеры панелей
определяются габаритами и количеством аппаратуры, но не делаются
слишком большими (не более 1200 X 750 мм), чтобы два человека
могли легко перенести и установить смонтированную панель. Основ-
ные размеры панелей для внешних электрошкафов могут быть
нормализованы (табл. 15), причем в случае необходимости допускается
исполнение панелей, отличающихся от нормальных по высоте.
Окончательные размеры панелей определяются при размещении
аппаратуры.
Для повышения жесткости тонколистовой металлической панели
по краям ее, вдоль длинной стороны, делается отбортовка на 10 -н
-н 14 мм. Для усиления панели в местах крепления тяжелых аппа-
ратов, а также крупных контакторов, вызывающих при срабатыва-
нии вибрацию тонкой панели, с обратной ее стороны могут прива-
риваться дополнительные угольники и планки.
Для работы в условиях повышенной влажности стальные панели
покрываются листами стеклотекстолита толщиной 1 мм. В обычных
условиях введение подобной прокладки повышает качество, но,
с другой стороны, увеличивает трудоемкость монтажа.
Для сокращения цикла монтажа, для удобства монтажа при
большом количестве аппаратов, а также с целью унификации отдель-
ных панелей, аппараты монтируются не на одной общей, а на несколь-
ких панелях.
Панели устанавливаются в шкаф по отдельности или предвари-
тельно монтируются на общем каркасе. Монтаж панелей на каркасе
удобнее, например, для поворотного или выдвижного исполнения.
В подобных случаях возможен и непосредственный монтаж аппа-
ратуры на каркасе, без панелей, если большинство применяемых
аппаратов приспособлено для каркасного монтажа, например, пуска-
тели, автоматы с повторяющимися размерами (по площади) и местами
крепления. Каркасный монтаж облегчает предварительное шаблони-
рование проводки.
Реже применяется реечный монтаж, так как для этого может
применяться лишь аппаратура, выполненная в виде набора стан-
дартных элементов нужного исполнения и в соответствующем коли-
честве.
Монтаж малогабаритной аппаратуры рекомендуется в блоках,
которые в законченном и проверенном виде монтируются на панелях,
наряду с другой аппаратурой.
Между смежными панелями предусматривается зазор 1 -г- 2 мм
15*	•	227
для того, чтобы вибрации одной панели не передавались на другую.
Панели и особенно стационарные каркасы желательно прикреп-
лять не болтами, а шпильками, что облегчает их установку одним
монтажником.
Крепежные отверстия в корпусе шкафа следует делать не на общей
сборке, а заранее, при механической обработке. Для компенсации
возможных отклонений отверстия в панелях делаются большего
диаметра или заменяются пазами.
Панели и каркасы окрашиваются в цвет внутренних полостей
шкафа. Окрашенная монтажная плоскость должна быть глянцевой,
чтобы не пачкалась при монтаже.
Часть аппаратов монтируется не на панелях, а непосредственно
на стенках и в отсеках шкафа. На боковой стенке шкафа устана-
вливается вводный автомат или выводится рукоятка вводного выклю-
чателя. В удобном для наблюдения месте встраиваются измеритель-
ные приборы.
Для включения приборов устанавливаются переключатели и
кнопки. Для различных измерений при наладке прибор, например
вольтметр, может быть смонтирован на стенке шкафа с внутренней
стороны и снабжен гибким шнуром со щупами.
С каждой стороны шкафа, над открываемой дверцей, встраи-
вается сигнальная лампа — индикатор включения.
На стенке шкафа или на панели со стороны монтажа проводов
устанавливается штепсель для паяльника или лампы освещения.
К дверце шкафа (для двустороннего шкафа — с обеих сторон) при-
крепляется знак напряжения (нормаль).
Разработка монтажа аппаратуры на панелях. Перед проектиро-
ванием размещения аппаратуры на панелях подготавливаются сле-
дующие исходные данные и вспомогательные материалы.
1.	Перечень аппаратуры с указанием условного обозначения
по схеме и типоразмерам по каталогу, а также места установки
(на панелях, в блоках, на стенках шкафа).
2.	Комплект габаритных шаблонов аппаратуры. Шаблоны выпол-
няются из твердой бумаги или картона в упрощенном виде, без точ-
ного воспроизведения контура аппарата, обычно в масштабе 1 : 2.
Разработка монтажа на панелях выполняется в том же масштабе.
Шаблоны на часто применяемые аппараты рекомендуется заготовить
в достаточном количестве и хранить в «шаблонотеке». На каждом
шаблоне обозначается тип аппарата и делается отверстие для нака-
лывания шаблона при разработке панели.
3.	Требуемые исполнения и приближенные размеры шкафа. При
использовании нормализованных шкафов внешнего исполнения точно
определяется требуемая ширина и возможная общая высота панелей.
Границы отдельных панелей определяются после расстановки аппа-
ратов, но в процессе разработки учитываются размеры применяемых
панелей.
4.	Чертеж предварительного контура каркаса с панелями или
комплекта панелей для каждой монтажной плоскости.
По общей структурной схеме проводки (гл. IX) намечаются места
228
выводов из шкафа, чтобы определить, к какой стороне панелей
тяготеет монтаж для того или иного привода, пульта и т. п.
Собственно процесс размещения аппаратуры начинается с раз-
бивки отобранных шаблонов на нижеуказываемые группы по связы-
вающим их признакам:
1)	аппараты, расположение которых на панелях предопределено
их назначением и использованием; например, место вводного выклю-
чателя на панели определяется тем, что его рукоятка должна быть
выведена в удобном месте, на уровне — 1,5 н- 1,7 м от пола, и так,
чтобы можно было включать его правой рукой;
2)	аппараты, относящиеся к каждому отдельному приводу станка,
например, комплект предохранителей, пускателей, тепловые и про-
межуточные реле и т. п.;
3)	аппараты, предназначенные для монтажа в блоках; по имею-
щимся образцам и предварительной разработке определяются раз-
меры и выбирается кожух блока; шаблоны блоков заготовляются
и хранятся наравне с шаблонами основной аппаратуры; аппараты,
входящие в блок, отдельно не учитываются;
4)	источники питания цепей управления переменного тока;
в каждый такой комплект могут входить: трансформатор, аппараты
защиты ит. п., иногда — стабилизатор напряжения;
5)	источники питания цепей постоянного тока, например, выпря-
митель с комплектом фильтров и др.;
6)	измерительные приборы и другие аппараты (не вошедшие
в группы 2 и 3).
Группы, связанные главными цепями, общностью целевого назна-
чения или системы привода, родом тока и т. д. располагаются,
по возможности, с одной стороны двустороннего шкафа или в одной
(верхней или нижней) зоне панелей одностороннего шкафа.
При разбивке групп аппаратов по панелям в пределах данной
монтажной плоскости учитываются следующие условия их монтажа
и эксплуатации:
1)	более мощные контакторы и пускатели (для приводов мощ-
ностью более 10 кет) располагаются на нижней панели;
2)	в зоне, наиболее доступной для обслуживания, располагаются
комплекты аппаратов сложных приводов, например, аппараты при-
водов постоянного тока, усилительные и регулирующие устройства,
а также, измерительные приборы и т. п.;
3)	менее строгие требования предъявляются при размещении
источников питания, простых выпрямительных устройств, мало свя-
занных с другими аппаратами сопротивлений, батарей конденсаторов;
4)	во всех случаях размещения необходимо добиваться макси-
мального сокращения и более удобного осуществления межпанель-
ных связей, стремясь (в пределе) к осуществлению замкнутого мон-
тажа панелей целевого назначения. Это не только позволяет осущест-
вить законченный узловой монтаж и контроль панели, но и рас-
ширяет возможности унификации панелей и (при большой партии)
централизованного их производства. Ряд панелей управления асин-
хронными двигателями выпускается электропромышленностью.
229
Каждая панель условно делится на вертикальные и горизонталь-
ные зоны. Внутри каждой вертикальной зоны группируются аппа-
раты одного привода, или блок со связанными с ним аппаратами.
При этом учитываются монтажные связи их с внешними выводами:
соответствующие группы аппаратов помещаются правее или левее,
выше или ниже, в зависимости от направления внешнего вывода.
По горизонталям вертикальных зон группируются аппараты
‘однотипные или примерно одинаковой длины. При заполнении гори-
зонтальных рядов следует стремиться к сокращению межаппарат-
ных связей, обеспечению удобства и безопасности обслуживания.
Предохранители и тепловые реле ставятся выше контакторов,
к которым они относятся; главные предохранители — ниже ввод-
ного рубильника или рядом с ним; под верхними контактами или
под вводным выключателем ставятся аппараты, не требующие регу-
лярного ухода, например, трансформаторы.
При размещении аппаратов на панели предусматриваются места
для прокладки пучков межаппаратных и межпанельных проводов:
горизонтальные дорожки и вертикальные промежутки между аппа-
ратами; устанавливаются приспособления для специальных испол-
нений проводки, а также клеммники, расшивочные платы и штеп-
сельные разъемы для присоединения межпанельного и блочного
монтажа.
Шаблоны аппаратов, разложенные на чертеже панелей, прика-
лываются и обводятся по контуру карандашом, Затем шаблоны
снимаются и возвращаются в шаблонотеку, а полученная разработка
становится исходным документом для вычерчивания сборочного
чертежа панели и предварительной разработки монтажных схем,
в процессе которой уточняются монтажные связи и может коррек-
тироваться размещение аппаратов.
Оформление чертежей панелей. Панели со стандартными аппа-
ратами, а также с блоками и специальными аппаратами (по отдель-
ным чертежам) изображаются на сборочных чертежах только со сто-
роны монтажа аппаратуры (фиг. 145). Дополнительных боковых
видов и полных разрезов, как правило, не требуется. Можно огра-
ничиться лишь сечениями и местными разрезами, поясняющими
оригинальные сборочные и крепежные места, связанные с деталями,
которые оформлены отдельными чертежами.
На чертеже панели проставляются установочные размеры для
аппаратов от баз, например, от левой и верхней кромки панели.
На панелях серийных станков, а также на панелях с задним
присоединением приводов можно не проставлять установочные раз-
меры, а показать координаты и размеры всех крепежных и монтаж-
ных отверстий, окон и пазов на детальных чертежах панелей. Тех-
нологическая оснастка для обработки панелей должна быть дешевой
и простой, чтобы обеспечить возможность периодических изменений
монтажа панели. Удобны, например, простые кондукторы из толсто-
листового дюраля.
Чтобы использовать чертеж для монтажа других панелей, пред-
назначенных для модификаций базового станка, отличающихся
230
Фиг. 145. Размещение аппаратуры на панели. Ц
Фиг. 146. Крепление пу-
скателей с амортизирую-
щими прокладками.
от основной панели только отсутствием того или иного аппарата
или установкой на его месте другого аппарата, достаточно пометить
соответствующие аппараты буквой или цифрой и дать разъяснение
в примечании к чертежу (фиг. 145). Образующиеся при этом пустоты
на панели и несимметричность расположения аппаратуры не имеют
значения.
При проектировании модификаций с изменениями монтажной
схемы рекомендуется не менять расстановку остающихся аппаратов
(если они преобладают по количеству) с целью использования схем,
чертежей, приемов монтажа и наладки и унификации изготовления.
Монтажные провода и их пучки на чер-
тежах панели не показываются.
На чертеже панели показываются только
контуры аппаратов, а также оси крепежных
отверстий. Крепежные нормали обозначаются
на выноске от этих осей. Рядом с обозначе-
нием нормалей проставляется их количество
для одного или нескольких смежных одно-
типных аппаратов.
Рекомендуется упорядочить крепеж аппа-
ратуры, выпустив таблицу применяемости
нормалей для крепления различных аппара-
тов. Для монтажа панелей рекомендуется
применять детали крепления с гальваническим покрытием.
При оформлении чертежей панелей уточняются расстояния между
рядами и отдельными аппаратами (при размещении шаблонов рас-
стояния между аппаратами были определены лишь приблизительно).
Учитываются особенности монтажа и демонтажа некоторых аппа-
ратов: доступ к контактам, место для снятия искрогасительных
камер, катушек прямоходовых контакторов и реле, снятие кожухов
блоков и т. п.
Особенности монтажа отдельных аппаратов на панелях. Для
амортизации удара при срабатывании мощных контакторов приме-
няются резиновые шайбы (фиг. 146). Чтобы детали крепления кон-
тактора не касались при этом плиты контактора, отверстия в ней
рассверливают или применяют крепеж меньшего размера.
Трубчатые эмалированные сопротивления устанавливаются на
шпильках, с изоляционными и амортизационными шайбами
(фиг. 147).
Аппараты с керамическим корпусом, например предохранители,
должны устанавливаться на прокладке из электрокартона толщиной
0,8 -т- 1 мм, во избежание раскалывания при закреплении. Уста-
новка изоляционной прокладки обязательна и в случае малых рас-
стояний от головок и концов токоведущих винтов до корпуса, напри-
мер у тепловых реле типа РТ.
Основная часть аппаратуры, применяемой на станках, изготов-
ляется для переднего присоединения проводов. Недостатками приме-
нения аппаратов с задним присоединением являются большой объем
шкафа и большая трудоемкость монтажных работ.
232
цепи должны
Для условного обоз-
начения и указания
величины сопротийь
ления
Фиг. 147. Монтаж эмалирован-
ных сопротивлений.
Если на панели преобладают аппараты с передним присоедине-
нием, но встречаются и аппараты с задним присоединением, послед-
ние переделываются при монтаже для переднего присоединения.
Блочный монтаж аппаратуры. Радиотехнические и телефонные
аппараты имеют самые разнообразные способы присоединения и кре-
пления. В большинстве случаев они предназначены для соединения
пайкой; некоторые аппараты (например, лампы) требуют установки
в определенном положении, не всегда удобном для монтажа; другие
требуют экранирования; телефонные реле требуют дополнительной
защиты от механических повреждений; <
как можно более короткими.
Эти аппараты группируются при
монтаже в блоки и комплекты:
1)	по целевому назначению — уси-
лители, электронные реле, счетчики,
формирующие и преобразующие устрой-
ства программного управления, блоки
сравнения и т. п.;
2)	по агрегатному принципу (напри-
мер, комплектное устройство усилителя
с источниками питания, измерительными
приборами и аппаратами для его на-
стройки);
3)	по однородности аппаратуры, —
блок телефонных реле, блок конденса-
торов, блок электронных приборов
и т. п.
Возможны различные способы мон-
тажа слаботочной аппаратуры:
1) блочный монтаж;
2) групповой (концентрированный)
аппаратуры на общих панелях.
При проектировании блока должно быть обеспечено компактное
размещение аппаратов и элементов с лучшим использованием пло-
щади и объема блока; доступ и удобство при монтаже, наладке,
измерениях и обслуживании; взаимозаменяемость, особенно для
серийных станков или типовых приводов; экранирование входных
элементов усилительного блока, чувствительных к источникам
помех и наводок, а также исключение ложных взаимных влияний
отдельных элементов за счет их рационального расположения.
Блоки выполняются открытыми и защищенными.
Аппараты в блоке монтируются на стальной или изоляционной
панели, шасси или каркасе.
Монтаж на панели (шасси) может быть односторонним или дву-
сторонним. Двусторонний монтаж на панели, выполняется при
преобладании аппаратуры с задним присоединением, например,
телефонных и поляризованных реле, шаговых искателей и т. п.
(фиг. 148). При этом с задней стороны производится монтаж элек-
тропроводки, а также непроволочных сопротивлений, диодов и дру-
233
монтаж радиотелефонной
гих малогабаритных элементов, монтажно связанных с контактами
аппаратов блока. Для доступа к обратной стороне необходимо
предусматривать шарнирное крепление панели в блоке, позволяю-
щее раскрыть панель, поворачивая ее вокруг оси О (фиг. 148).
В откинутом положении панель покоится на упоре для проверки
блока в процессе настройки.
Фиг. 148. Блок с двусторонним монтажом,
в кожухе.
Другой способ двустороннего монтажа блока показан на фиг. 149.
Блоки телефонных реле и усилителей выполняются преимущест-
венно закрытыми (в кожухе). В качестве последнего может исполь-
зоваться , кожух магнитного пускателя МПК1 или кожух немного
меньшей; глубины МПКРО.
Фиг. 149. Блочный монтаж на шасси.
При большом количестве аппаратов можно монтировать их в не-
скольких, конструктивно связанных блоках, или непосредственно
на панелях шкафа. В последнем случае аппараты блока закры-
ваются отдельным кожухом (колпаком), который может быть про-
зрачным (из оргстекла) для удобства наблюдения за состоянием
аппаратов.
Для ознакомления с размещением электрооборудования на станке
выпускается чертеж общего вида размещения электрооборудования.
Обозначения элементов электрооборудования на общем виде те же,
что и на принципиальной схеме.
ГЛАВА IX
ЭЛЕКТРОПРОВОДКА
48. Провода и защитные оболочки для монтажа электропроводки
Для монтажа станочной проводки применяются установочные
и монтажные провода и кабели с винилитовой изоляцией. Благо-
даря маслостойкости, влагостойкости, высокой механической проч-
ности и наружной расцветке эти провода удовлетворяют всем тре-
бованиям монтажа на станках.
Провода с резиновой изоляцией могут применяться только
в виде исключения, при наличии лакированной оплетки.
Общими техническими условиями не допускается применение
на станках проводов сечением менее 1 мм2, лишь в виде исклю-
чения было разрешено применение проводов сечением 0,75 лии2
для монтажа в блоках. Однако с ростом объема и сложности элек-
трооборудования на станках," а также в связи с широким примене-
нием усилительных устройств стало совершенно неизбежным неогра-
ниченное применение для монтажа слаботочных цепей проводов
сечением 0,75 мм2, а на панелях и в блоках — даже 0,5 и 0,35 лш2.
Краткая характеристика и области применения проводов и кабелей
на станках приводятся в табл. 16. Применяемость марок проводов,
размеров и количества жил ограничивается для сокращения номен-
клатуры технического снабжения.
Для защиты проводов применяются трубы, металлорукава, эла-
стичные трубки, шланги и рукава (табл. 17). По мере развития
станочной проводки все более сокращается применение металлору-
кавов и расширяется применение винилитовых трубок, как толсто-
стенных, так и тонкостенных.
Для электропроводки могут применяться трубы, не имеющие
внутренних неровностей, выступов и заусениц, очищенные от ока-
лины и пыли; изгибы труб должны иметь правильную форму, без
вмятин. Перед укладкой внутренняя поверхность труб покрывается
быстросохнущим стойким лаком или краской. Во избежание повре-
ждения изоляции проводов на кромках труб изнутри снимаются
фаски.
Целесообразно изготовление специальных защитных оболочек
для станочной электропроводки: тонкостенных металлических труб
с покрытием внутренних стенок тонкой пленкой изоляционного
235
Таблица 16
Краткая характеристика основных кабельных изделий, применяемых в станках
Наименование	Изоляционный покров	Марка и ГОСТ или ТУ	Применяемые сечения	Общие условия применения	Область применения
Провода уста- новочные с мед- ной жилой	Вннилитовая изо- ляция	ПВ ГОСТ 6323—52	От 0,75 до 95 мм2 с негибкой жилой	Для открытой неподвижной про- кладки цепей с напряжением до 500 в переменного и 1000 в посто- янного тока	Монтаж проводки на панелях электрошка- фов
		ПГВ ГОСТ 6323-52	От 0,75 до 95 мм2 с гибкой жилой	Для открытой и защищенной про- водки цепей с напряжением до 500 в переменного и 1000 в постоян- ного тока, для установок, где требуется повышенная гибкость провода, для проводки к подвиж- ным узлам электрооборудования, когда перемещение происходит периодически	Проводка по станку в трубах, металличе- ских и резинотканевых рукавах; прокладка не- посредственно в корпу- сах станка
	Резиновая изоля- ция и лакированная оплетка из хлопча- тобумажной ткани	АОЛ ГОСТ 974—47 ЛПРГС ГОСТ 2262—50	От 0,75 до 95л<л<а с гибкой жилой		
	То же, но с экра- низирующей оплет- кой из медных лу- женых проволок	ЛПРГСЭ ГОСТ 2262—50	0,75 и 1 мм2 с гибкой жилой		Дпя проводки цепей, требующих защиты от помех
	Полихлорвинило- вый пластикат, ла- кированная хлопча- тобумажная оплет- ка, экран из мед- ных проволок	БПВЛЭ ВТУ МЭИ. 673-47	0,75 и 1 мм2 с гибкой жилой		
Провода мон- тажные, с мед- ной луженой жилой	Вннилитовая изо- ляция	пмв, пмов ТУК ОММ. 505. 139. 55	0,35; 0,5; 0,75 мм1 с негибкой жилой	Для неподвижной проводки сла- боточных цепей с напряжением до 500 в	Монтаж внутренней проводки усилитель- ных устройств (элект- ронных, электрома- шннных)
		ПМВ Г ТУК ОММ. 505. 139. 55	0,35; 0,5; 0,75 -ил8 с гибкой жилой		
Провод шлан- говый с медными жилами	Резиновая шлан- говая оболочка	ШРПЛ ГОСТ 2650-44	Многожильный; количество жил от 1 до 36 сече- нием по 1 мм2	Для прокладки и присоедине- ния к подвижным токоприемникам в цепях с напряжением 500 в пере- менного и 1000 в постоянного тока	Проводка к подвиж- ным частям станка, подвесным и перенос- ным пультам
Кабель кон- трольный с мед- ными жилами	Полихлорвинило- вая оболочка; про- вода с резиновой изоляцией	КВРГ ГОСТ 1508—58	Многожильный; количество жнл от 4 до 37 сече- нием по 1мм2	Для неподвижной прокладки в электрических сетях напряжением 500 в переменного и 1000 в посто- янного тока, при условии отсут- ствия вероятности механических повреждений при монтаже и экс- плуатации	Проводка внутри кор- пусов частей станка, без дополнительной за- щиты от масла и эмуль- син (без труб)
Таблица 17
Трубы и защитные оболочки для проводов
Наименование	гост или ТУ, марка, тип	Применяемые размеры	Допусти- мые ра- диусы изгиба	Область применения
Трубы стальные во- догазопроводные (га- зовые) обыкновенные	гост 3262—55	s/8". V,’, »//, 1", I1//, l1//, 2"	2,5 диа- метра и более	Монтаж неподвиж- ной электропроводки по стайку; монтаж внешней электропро- водки по фундаменту
Металлорукава гиб- кие, негерметичные, с хлопчатобумажным уплотнением	РЗ-С-Х	Внутренние диаметры: 10, 13, 20, 25, 32, 38, 50 мм	7 диа- метров	Монтаж внутренней электропроводки. Мон- таж подвижной элект- ропроводки на корот- ких участках
Металлорукава гиб- кие, герметичные, в оплетке из медной лу- женой проволоки, с ас- бестовым уплотнением	Р 1-М-А-Л ГОСТ 3575—47	То же	15 диа- метров	То же, при монтаже в условиях повышен- ной влажности
Рукава резинотка- невые напорные	ГОСТ 8318—57	Внутренние диаметры: 16, 25, 32, 38, 50 мм	—	Монтаж электропро- водки к подвижным органам станка
Трубки полихлорви- ииловые из светотермо- стойкого пластиката	ВТУ МХП 1375—47	Диаметры от 1 до 40	. —	Монтаж электропро- водки к подвижным ор- ганам станка; оконце- вание проводов в ме- стах зачистки изоля- ции
лака, армированных гибких винилитовых трубок. Применяемость
труб и рукавов для электропроводки нормализуется в пределах
предприятия с возможным ограничением номенклатуры и размеров.
Можно рекомендовать также выпуск нормалей на прямые трубы
и оригинальные ниппеля разной длины, с нарезанной резьбой с одного
или обоих концов. Нормализация радиусов изгибов труб позволяет
применить и лучше использовать технологическую оснастку.
Количество гибких проводов сечением 1 л.и2 с винилитовой изо-
ляцией, укладываемых в трубах и рукавах, приведено в табл. 18
и 19 с учетом длины и числа изгибов [28].
В табл. 20 приводятся размеры труб и рукавов для прокладки
в них трех проводов сечением от 1,5 до 2,5 мм2. Для пользования
указанными таблицами при прокладке в одной трубе или рукаве
проводов разных сечений или марок нужно пересчитать количество
данных проводов на эквивалентное по площади количество проводов
сечением 1 кв. мм.
237
Таблица 18
Количество проводов марки ПГВ сечением 1 W, прокладываемых в трубах
Количество изгибов трубы	Размер трубы																											
	’/в"						'/2"	|	3Л"	|	1"																					
	Длина трубы в м																											
	1	2	3	4	5	6			2	31	4	5	6	1	2		3	4	5	6		2	3		4		5	6
0 (прямая) 1 2 3 4 5	6 5 5 4 4 4	5 5 5 4 4 3	5 5 4 4 4 3	5 5 4 4 3 3	5 4 4 4 3 3	5 4 4 3 3 3	11 10 9 9 8 8		10 10 9 8 8 7	10 9 9 8 8 7	10 9 8 8 7 7	9 9 8 8 7 6	9 8 8 7 7 6	20 18 17 16 15 14	19 18 17 16 15 13		18 17 16 15 14 13	18 17 16 15 13 12	17 16 15 14 13 12	17 16 15 13 12 11	32 30 28 26 24 23	31 29 27 25 23 22	30 28 26 24 23 21		29 27 25 23 22 20		28 26 24 23 21 19	27 25 23 22 20 18
Количество изгибов трубы	Размер трубы																											
	1*/«"									I1/,’	|	2"																		
	Длина трубы в м																											
	1	2	3		4	5		6		1	2 1		3	4		5		6	1		2	3		4		5		6
0 (прямая) 1 2 3 4 5	55 52 49 46 43 40	53 5С 47 44 41 38	52 49 46 43 40 37		50 47 44 41 38 35	49 46 43 40 37 34		47 44 41 38 35 32		74 70 66 62 58 54	72 68 64 60 56 52		70 66 62 58 54 50	68 64 60 56 52 48		66 62 58 54 50 46		64 60 56 52 48 44	124 117 ПО 103 96 89		120 113 106 99 92 85	117 ПО 103 96 89 82		113 106 99 92 85 78		ПО 103 96 89 82 75		106 99 92 85 78 71
Таблица 19>
Количество проводов марки ПГВ сечением 1 мм2, прокладываемых в рукавах
Номинальный внутренний диаметр рукава	Длина рукава в м							
	3 и менее	4	5	6	7		9	10
10	4	3	3	3	3	2	2	2
11	6	5	5	5	4	4	4	4
15	10	9	9	8	8	8	7	7
20	17	16	16	15	15	14	14	13
25	27	26	25	25	24	23	23	22
32	46	45	44	43	42	42	41	40
38	65	64	63	62	61	60	59	58
50	112	ПО	109	108	107	105	104	103
238
Таблица 20
Значение числа проводов марки ПГВ сечением 1 мм2,
эквивалентного числу проводов той же марки другого сечения
Количество и сечение проводов	Эквивалентное количество проводов сечением 1 мм*	Количество и сечение проводов	Эквивалентное количество проводов сечением 1 мм*
ЗХ 1,5 мм2 ЗХ 2,5 мм2 ЗХ 4 мм2 ЗХ 6 мм2 ЗХ 10 лл(2	3,5 5,6 7 8,3 13,3	ЗХ 16 мм2 3X25 мм2 3X35 мм2 3X50 леи2	20 33,2 38,5 50,5
49. Виды, структурные схемы и трассы проводки
По конструктивным признакам и технологическим особенностям
монтажных работ различают три вида проводки: станочная,
проводка на панелях и блоках, и внешняя.
Проектирование станочной и внешней электропроводки произ-
водится в такой последовательности:
1)	выбор мест, вида и средств проводки;
2)	составление структурных схем проводки;
3)	конструктивная -разработка монтажа;
4)	изготовление монтажных и детальных чертежей.
Проектирование конструкций внутренней проводки комплект-
ных устройств (на панелях и в блоках) ограничивается выбором
и размещением соединительных элементов проводки и разработкой
отдельных конструктивных элементов монтажа. Провода (кроме
шланговых), их разводка и присоединение на монтажных чертежах
не показываются.
Для станков с разветвленной проводкой составляется несколько
структурных схем проводки: для отдельных частей станка, несущих
электрооборудование, или для групп монтажно связанных частей
станка. Монтажные связи между узловыми схемами через узлы
разъема показываются на общей структурной схеме. На той же схеме
показываются монтажные связи внешней проводки. Для станков
с небольшим объемом монтажа можно ограничиться составлением
только общей структурной схемы.
Структурная схема проводки может изображаться в аксонометри-
ческой проекции (для наглядности) или в развернутом виде (фиг. 150).
Она состоит из ряда структурных элементов, определяющих характер
проводки.
При параллельной неразветвленной проводке (фиг. 150, г) про-
вода прокладываются непосредственно к каждому токоприемнику.
Последовательная неразветвленная проводка (фиг. 150, в) прони-
зывает несколько приемников и поэтому не рекомендуется. Развет-
239
минимальным. С целью сокращения числа изгибов и облегчения
пользования трубогибом следует располагать все изгибы в одной
плоскости и чаще применять тупые углы (фиг. 151).
При прочном присоединении труб к местам вводов дополнитель-
ного крепления трубы к станку не требуется, если пролет не пре-
вышает 1,5 м. На длинных участках трубы прикрепляются к станку
скобками с двусторонним креплением. Трубами не должны закры-
ваться карманы для болтов в станинах, стойках и т. п., съемные
детали и механизмы, крышки ниш, отверстия для транспортировки.
Способ наружного монтажа в большинстве случаев получается
наименее трудоемким и поэтому предпочитается там, где это не слиш-
ком ухудшает внешний вид станка.
Фиг. 151. Выполнение изгибов трубы:
а — неправильное; б — правильное.
Скрытая проводка в трубах выполняется весьма тщательно
в отношении прочности соединений, если трубы располагаются
поблизости от механизмов. Особое внимание необходимо уделять
обеспечению демонтажа проводки, а также разборки механизмов
при ремонте без демонтажа проводки.
Внутренняя проводка в трубах требует тщательной предвари-
тельной разработки, чтобы заранее предусмотреть окна и отвер-
стия в корпусах для прокладки труб и заделки вводов. Следует
предпочитать окна в литье отверстиям с целью сокращения меха-
нической обработки корпусных деталей. Расточка станин для про-
водки совершенно не допускается. Минимальная ширина окна
(для крупного литья) 40 н- 60 мм. Внутренняя проводка в трубах
должна допускать демонтаж проводов без снятия труб.
Допускается монтаж внутренней и скрытой проводки в эластич-
ных рукавах и шлангах, а также многожильным кабелем и даже
монтаж без защитных оболочек, или жгутами, оплетенными поли-
хлорвиниловой лентой — в полостях, выполненных для проводки
между нишами с аппаратурой.
Применение многожильных кабелей затрудняет техническое снаб-
жение, замену кабеля в условиях эксплуатации и подбор требуемого
сочетания сечений, а поэтому не рекомендуется.
242
Каналы и полости для внутренней и скрытой проводки выпол-
няются изолированными от полостей с механизмами и могут сооб-
щаться только со смежными встроенными или утопленными узлами
электрооборудования. Ограниченное применение проводки в каналах
объясняется трудностями выбора трассы при разветвленной про-
водке и выполнения выводов к электрооборудованию, расположен-
ному на внешних стенках станка (к двигателям, путевым переклю-
чателям и т. п.), а также усложнением обработки корпусных деталей.
Металлорукава, шланги и кабели при неподвижной проводке
прикрепляются скобками не только на прямых участках, но и с обеих
сторон изгиба и у ввода. Натяжение рукавов в случае крепления
скобками не допускается. Если пучок проводов имеет неметалли-
ческую оболочку, то под скобку подкладывается электрокартон
или лакоткань.
51. Проводка к подвижным частям станка
Проводка, связывающая узлы электрооборудования, располо-
женные на подвижных частях станка, с неподвижными или с другими
подвижными частями, также несущими электрооборудование, вы-
полняется, как правило, гибкими проводами в эластичной защитной
оболочке (шланговая проводка) или, реже, многожильным кабелем.
Шинные контактные системы («троллеи») для линейно переме-
щающихся узлов электрооборудования в настоящее время почти
не применяются на станках из-за сложности, высокой стоимости
изготовления, ограниченного количества цепей, недостаточной надеж-
ности контактных соединений, повышенных требований к уходу.
Кольцевые токоприемники для подвода тока к электрооборудова-
нию, расположенному на вращающихся частях станка, применяются
лишь там, где это неизбежно.
Основные виды исполнения шланговой проводки: свободная под-
веска, блочная и поддерживаемая подвеска, «гусеничная» проводка.
Выбор вида шланговой проводки зависит от длины и направления
перемещений, взаимного расположения и относительного переме-
щения точек подвеса, пространства, в котором может размещаться
проводка, расстояний между точками подвеса и полом или высту-
пающими частями станка и т. п.
Для шланговой проводки применяются гибкие провода с вини-
литовой изоляцией, проложенные в прочной и эластичной оболочке —
резинотканевом рукаве или толстостенной пластикатной трубке.
Применение металлорукавов ограничено малыми диаметрами и корот-
кими участками из-за их недостаточной прочности и гибкости.
Допускается применение шланговых проводов.
Свободная подвеска является простейшим и наиболее
надежным видом шланговой проводки.
Координаты точек подвеса выбираются с таким расчетом, чтобы
на протяжении полного хода перемещающегося узла шланг оставался
в свободном, ненапряженном состоянии, не задевал за выступающие
части станка и не касался пола при наибольшей стреле подвеса.
16*	243
Для этого точки подвеса располагаются так, чтобы длина шланга
•была наименьшей. Неподвижная точка подвеса помещается по воз-
можности посредине между крайними положениями подвижной
точки подвеса. Радиус изгиба рукава при предельно возможном сбли-
жении точек подвеса во время движения должен быть не меньше
допустимого для рукава данного размера.
На фиг. 152 показано расположение точек подвеса рукава при
горизонтальном перемещении подвижной части.
В некоторых случаях при горизонтальном перемещении невоз-
можно поднять неподвижную точку подвеса настолько, чтобы рукав
не касался пола. В этих условиях свободная подвеска может при-
меняться только при ограниченной длине хода.
Фиг. 152. Расположение точек подвеса рукава при горизонтальном
перемещении подвижной части станка.
При большой длине хода применяется вынесение неподвижной
точки подвеса за пределы станка на отдельную стойку (колонку).
Возможность наивыгоднейшего размещения стойки и нужного повы-
шения точки подвеса позволяет выполнить свободную подвеску
в благоприятных условиях при длинах хода до 6 м и сокращенной
длине проводов и шлангов. Проводка к подвижной части станка
может быть осуществлена непосредственно от электрошкафа внеш-
него исполнения. При большой длине хода точка подвеса подни-
мается выше с помощью кронштейна или иной надстройки к шкафу.
В этом случае для повышения устойчивости шкафа рекомендуется
увеличить площадь его основания. Выполнение свободной подвески
между смежными подвижными частями станка удобно, если рас-
положенные на них узлы электрооборудования имеют общие провода.
При проектировании подвески необходимо проверить переме-
щение рукава в пространстве, чтобы определить точки подвеса при
минимальной длине последнего; выяснить, не задевает ли рукав
при перемещении за другие части станка, и т. д. Кроме того, для
монтажа электрооборудования необходимо заготовлять рукава с про-
водкой до подачи подвижных частей станка на общую сборку, для
чего необходимо заранее точно определить длину рукавов.
Выбор точек подвеса и определение длины рукавов обычно про-
изводятся графически, т. е. на сборочном чертеже. Это бывает затруд-
нительно, особенно если подвижная точка перемещается относи-
тельно неподвижной точки подвеса горизонтально и вертикально.
Значительно проще эти вопросы разрешаются на деревянном или
244
гипсовом макете станка, но изготовление макета обходится дорого
и не всегда возможно, в особенности для станков единичного про-
изводства.
Еще проще определяются точки подвеса и длина рукавов с по-
мощью несложного универсального приспособления (фиг. 153).
На основании 1 по двум пазам перемещаются стойки 2 и 3. В каждой
из них по вертикальному пазу перемещается планка 4 с крючком 6.
Фиг. 153. Приспособление для определения точек
подвеса и длины рукава.
Положение каждой стойки и планки фиксируется винтами 5.
На один из крючков 6 надевается конец цепочки 7, а на другой
крючок цепочка надевается одним из звеньев; длина цепочки, ими-
тирующей рукав, определяется подбором. Горизонтальные и вер-
тикальные перемещения стойки и планки откладываются в масштабе
1 : 10. Пользуясь масштабной линейкой или макетом из плотной
бумаги, можно проверить, не задевает ли рукав за какую-либо
часть станка. Длина такого рукава определяется (в том же мас-
штабе) измерением части цепочки между крючками.
Блочная подвеска шланговой проводки (фиг. 154) может
применяться при большой длине горизонтального хода подвижной
части. Петля между точками подвеса перекидывается через блок
(ролик) и оттягивается грузом. Штырь с роликом устанавливается на
неподвижной части станка так, чтобы рукав, перекинутый через
ролик и присоединенный к подвижной точке подвеса, ложился
245
по касательной к верхней точке ролика, параллельно оси
перемещения.
При блочной подвеске неподвижная точка подвеса не может быть
расположена между крайними положениями подвижной точки под-
веса, а находится обязательно за ее пределами. Поэтому длина
шланга в этом случае больше длины хода. В месте опускания груза
должно быть подготовлено углубление в фундаменте с учетом того,
что груз опускается на глубину, равную половине длины хода.
Фиг. 154. Блочная подвеска шланговой проводки.
Необходимость открытой ямы в фундаменте, увеличенный расход
проводов и сложность конструкции являются недостатками блочной
проводки.
Такой вид шланговой проводки, как подвеска шланга в виде спи-
рали на натянутый трос, в эксплуатации себя не оправдал и в настоя-
щее время не применяется.
«Гусеничная» проводка (фиг. 155) состоит из двух параллель-
ных ленточных цепей, звенья которых через короткие промежутки
соединены распорками с отверстиями для пропускания гибких кабе-
лей или шлангов с проводами (фиг. 156). Отверстий в распорке может
быть несколько, что позволяет прокладывать в одной цепи несколько
кабелей и шлангов с большим количеством проводов разных сече-
ний и даже шланги для подвода масла, эмульсии, воздуха..Боковой
изгиб цепи и выгибание шлангов наружу исключены конструкцией
246
Фиг. 155. Гусеничная проводка.
Фиг. 157. Гусеничная
проводка к подвижно-
му узлу, перемещаю-
щемуся по любой
траектории в любой
плоскости:
Re — радиус вылета;
^макс — величина наи-
большего перемещения.
247
звеньев. Такая проводка может быть подведена к подвижному узлу,
перемещающемуся по любой траектории в одной плоскости (фиг. 157).
При перемещении узлов на длину примерно до 10 м цепи не
нуждаются в какой-либо дополнительной поддержке, так как обе-
спечивают благодаря своей механической прочности заданные усло-
вия работы. При большей длине хода ветви цепей поддерживаются
опорными направляющими или несущими роликами (фиг. 158).
Достоинства гусеничной проводки заключаются в компактности (даже
при большой длине хода), снятии нагрузок на шланги (от натяжения,
изгиба, скручивания, собственного веса), исключении образования
петель.
Фиг. 158. Гусеничная проводка на несущих роликах.
Недостаток — высокая стоимость, которая может быть снижена
в условиях массового производства.
Применение гусеничной проводки наиболее целесообразно в тяже-
’ лых станках при горизонтальных перемещениях большой протя-
женности и сравнительно небольших расстояниях от точек подвеса
до пола. Для вертикально перемещающихся узлов применение гусе-
I ничной проводки не целесообразно.
I
!	52. Узлы соединения и разветвления проводки
Вводы, разветвления и заделки труб и рукавов. Для соединения
труб между собой и выполнения вводов допускается применение
водо-газопроводных фитингов: ниппелей (ГОСТ 8967—59), стонов
(ГОСТ 8969—59), контргаек (ГОСТ 8968—59), муфт прямых (ГОСТ
8555—59) и др. Однако при использовании фитингов в местах стыка
и поворота труб провода протягиваются с трудом и легко могут быть
повреждены. Поэтому для монтажа электропроводки рекомендуется
специальная соединительная арматура. Некоторые виды соедини-
тельной арматуры нормализованы ЭНИМС. Стыки, соединения,
разветвления и вводы труб выполняются прочно и герметично, при
обеспечении простой сборки и разборки. Примеры исполнения узлов
проводки в трубах приведены на фиг. 159.
Вводы через сквозные отверстия с креплением труб контргайками
технологичнее и удобнее при монтаже, чем прикрепление труб
фланцами или вводы через резьбовые отверстия. Разветвления про-
ходной несвязанной проводки выполняются нормальными трой-
никами с крышками — для разветвлений в одной плоскости; спе-
циальные тройники и проходные коробки применяются для раз-
ветвлений по трем осям или при большем количестве цепей.
248
Фиг. 159. Примеры исполнения узлов проводки в трубах: а — концевые
заделки труб; б — соединения труб угольником; в — разветвление труб
тройником.
Фиг. 160. Концевые
соединения метал-
лорукавов:	а —
фильцевое; б — с
обжатием на шту-
цере.
249
На концы труб в местах ввода в корпусы аппаратов и разветви-
тельную арматуру ставятся втулки изоляционные (по нормали станко-
строения) или стальные. Концевые соединения для металлорукавов
выполняются с фильцевым обжатием (фиг. 160, а); допускается
закрепление металлорукава на штуцере (фиг. 160, б). Концевые
соединения с припайкой или приваркой к металлорукаву не реко-
мендуются, так как их трудно отремонтировать в случае надлома
металлорукава у ввода. При смешанной проводке (в трубах и металло-
рукавах) и при разветвлении металлорукавов применяются те же
тройники, угольники и муфты, что и при монтаже труб (фиг. 161).
Для многожильных кабелей применяется фильцевая заделка
ввода (фиг. 162, а). Шланги, рукава, эластичные трубки удобнее
Фиг. 161. Соединения труб и металлорукавов.
и надежнее крепить стяжкой (фиг. 162, б) — в случае крепления
их скобками или хомутиком неравномерно обтягивается шланг.
Допускается концевая заделка малонагруженных тонкостенных
трубок небольших диаметров напряженно навитой проволокой
(фиг. 162, в). Во всех случаях закрепления шлангов изнутри встав-
ляется тонкостенная стальная втулка или ниппель (фиг. 162, г).
При наращивании шлангов (при неподвижной внутренней проводке
или для удлинения шланга к переносному пульту и т. п.) применяется
сдвоенная втулка (фиг. 162, д).
Заделка рукавов в местах подвеса подвижной проводки выпол-
няется качающимся угольником (фиг. 163), который способствует
замене изгибающих усилий скручивающими. Для того чтобы при
качании угольника не перетиралась изоляция проводов, внутренние
стенки угольника покрываются слоем лака, а ниппель «прихваты-
вается» к угольнику чеканкой или сваркой. Наружная резьба нип-
пеля выполняется с заведомым провалом. Для разъема проводки
угольник монтируется вместе с фланцем, который прикрепляется
к месту ввода.
Присоединение проводов и разветвление проводки. Кроме непо-
средственного присоединения проводов к зажимам машин и аппа-
ратов, проводка на станках имеет промежуточные соединения,
несмотря на то, что при этом увеличивается количество переход-
ных контактов и, следовательно, несколько снижается надежность
проводки и увеличивается объем монтажных работ. С другой сто-
роны, для сокращения электромонтажных работ на общей сборке
станка и перенесения возможно большей части работ на участки узло- \
вого монтажа промежуточные соединения неизбежны.	;
250
Фиг. 162. Заделка многожильных кабелей и эластичных рукавов: а — фильцевая; б — стяжкой на втулке;
в— проволочным бандажом; г — скобой на ниппеле; д — при наращивании шлангов.
Приварить в 3
Фиг. 163. Установка качающе-
гося угольника.
точках
Острые края
снять
Конструкция проводки при серийном производстве должна обе-
спечивать заготовку комплектных узлов проводки с протянутыми
и разделанными проводами. Эти требования вызывают необходимость
максимального сокращения количества мест разъема проводки.
Контактные соединения проводов выполняются винтовыми для
удобства узлового монтажа, демонтажа и ремонта электрооборудо-
вания; в цепях со слаботочной аппаратурой контактные соедине-
ния осуществляются пайкой.
Винтовые зажимы, применяемые обычно при монтаже электро-
проводки на станках, выпускаются четырех размеров на ток 10,
25, 60 и 200 а при напряжении
до 500 в. Конструкция зажимов по-
зволяет набирать их в комплекты
(до 30 шт.), а также составлять общие
комплекты из зажимов на 10 и 25 а.
Для станочной проводки необходимы,
кроме того, надежные винтовые зажи-
мы меньших габаритов (для цепей упра-
вления). Допускается установка зажи-
мов вертикально и горизонтально, с от-
крытым доступом для инструмента
и монтажа проводки.
Для соединения и разветвления
проводов применяются платы и гре-
бенки с контактными лепестками для
пайки или с переходными контактами,
на которых с одной стороны провода
присоединяются пайкой, а с другой —
винтом.
Присоединение проводки к узлам электрооборудования и к частям
станка, снабженным электрооборудованием, производится на вход-
ных соединительных зажимах узла. В местах перехода проводки
с одной части станка на другую, т. е. в месте их разъема, необ-
ходимо предусмотреть и разъем проводки. Для этого в зоне стыка
двух частей станка на одной из них устанавливается коробка с пере-
ходными зажимами.
В местах перехода проводки с неподвижной части станка на под-
вижную или с одной подвижной части на другую на каждой из этих
частей станка должны быть смонтированы переходные зажимы.
При проводке по наружным стенкам корпусов станка и при скрытой
проводке для установки зажимов служат разветвительные коробки.
Изготовление коробок прямоугольной формы и ограничение номен-
клатуры применяемых размеров способствуют их типизации и после-
дующей нормализации. Коробки могут быть литыми, прессованными
из пластмассы и штампованными или сварными из тонколистовой
стали (фиг. 164). Размеры коробок позволяют набирать по мере
надобности блоки из двух коробок.
Отверстия для вводов в коробку проектируются в зависимости
от конструктивного исполнения проводки. В отдельных случаях
252
встречается необходимость специального исполнения разветвитель-
ных коробок. В особенности это относится к коробкам для переход-
ных зажимов на подвижных частях станка. Встраивание зажимов
в кожухи механизмов или в ниши и карманы, предусмотренные в кор-
пусе станка, применяется главным образом при встроенной проводке.
Тонкостенные сварные коробки: а — типовые сварные корпусы (для унифи-
кации); б — коробка с отверстиями для вводов креплений (изготовляется
по отдельному чертежу, с использованием типового корпуса).
Электрооборудование, смонтированное на переносных станках
или съемных частях станка, а также съемные элементы и узлы
электрооборудования присоединяются к остальной проводке с по-
мощью быстроразъемных соединений: многогнездных штепсельных
разъемов, штеккерных колодок и т. п. Чтобы исключить загрязнение
или попадание стружки в токоведущие гнезда, рекомендуется,
вынимая вилку, прикрывать их крышкой или заглушкой.
Места соединительных узлов проводки должны быть доступны
для монтажа при обслуживании и защищены от попадания на них
масла, охлаждающей жидкости и токопроводящей пыли.
253
53.	Особенности электропроводки комплектных устройств
электрооборудования
Электропроводкой завершается узловая сборка и монтаж ком-
плектного устройства, которое должно поступать на общий мон-
таж в законченном виде. Для присоединения к проводке станка
на стационарных устройствах (пультах, панелях с аппаратурой)
монтируются входные зажимы (винтовые или штепсельные), а подвиж-
ные устройства (например, переносные и подвесные пульты) присо-
единяются выведенным наружу гибким кабелем или проводами
в защитной оболочке к разъемному узлу проводки, смонтирован-
ному на станке. Шланговый провод входит в сборочный узел
пульта.
На небольших пультах разъем (или зажимы) монтируются в кор-
пусе, а не на таблице; допускается также вывод пучка от аппаратов
с таблицы пульта наружу, в ближайшую соединительную коробку.
Для проводки к переносным пультам применяются толстостенные
полихлорвиниловые и резинотканевые рукава. Длина рукава должна
быть достаточна для переноса пульта и пользования им на разных
рабочих местах.
Внутренний монтаж проводки на таблицах и панелях пультов
выполняется гибким проводом; допускаются короткие перемычки
между зажимами аппаратов жестким проводом.
Существует несколько способов монтажа проводки на панелях:
1)	рядовая укладка;
2)	шаблонированный монтаж;
3)	проводка в коробах;
4)	перекрестный монтаж.
Рядовая укладка проводов в вертикальных и горизонтальных
трассах между аппаратами выполняется непосредственно на панели
с установленной аппаратурой. На изоляционных панелях с зад-
ним присоединением и на стальных панелях при небольшем коли-
честве проводов в трассах укладка выполняется однослойной.
При большом количестве проводов на панелях с передним присое-
динением проводка производится пучками («жгутовая» укладка).
При однослойной укладке провода прикрепляются к панели
скобками; пучки скрепляются ленточным бандажом.
При рядовой укладке требуется выполнение изгибов провода
под прямым углом, минимальное число перекрещиваний, равно-
мерная раскладка проводов по трассам. Основной недостаток этого
способа монтажа — высокая трудоемкость. Если раньше этот способ
был единственным, то теперь он допускается лишь для станков еди-
ничного производства.
Шаблонированный монтаж отличается предварительной подго-
товкой пучков проводки на монтажном приспособлении ( по шабло-
нам) с предварительным оконцеванием проводов в местах их присое-
динения, бандажировкой пучков. Этот вид монтажа наиболее
удобен при заднем присоединении, а также при переднем присоеди-
нении к аппаратам, контакты которых расположены в одной плос-
254
-кости. Шаблонированный монтаж позволяет несколько снизить
трудоемкость (по сравнению с рядовой укладкой) и повысить качество.
Проводка в закрытых пластмассовых (или фибровых) коробах
(фиг. 165) позволяет значительно снизить трудоемкость монтаж-
Фиг. 165. Проводка по панели в коробах.
них работ за счет свободной, беспорядочной укладки. Провода
выводятся наружу к зажимам аппаратов через отверстия или пазы
в стенках коробов. Этот способ применяется для панелей с передним
присоединением и в этом случае является эффективным, но требует
изготовления нормализованных коробов в условиях массового
производства. Недостаток способа — некоторое увеличение площади
панелей для установки коробов.
255
Перекрестный монтаж (или «Х»-монтаж) производится на обрат-
ной стороне панелей с передним присоединением. Напротив зажимов
аппаратов в панелях делаются пазы, закрываемые изоляционными
планками с нумерованными отверстиями для проводов. На обратной
стороне провода протягиваются по кратчайшему пути с любыми
перекрещиваниями.
При этом способе требуется одновременная работа монтажника
и подручного. Достоинства перекрестного монтажа: наибольшая
экономия проводов, высокое использование площади панелей,
удобство монтажа, менее тщательный выбор взаимного расположе-
ния аппаратов, облегчение замены проводов и внесения необходимых
изменений в схемы соединений. Основной недостаток — необходи-
мость доступа к задней стороне панели и, следовательно, невозмож-
ность использования двусторонних электрошкафов.
Провода внешнего монтажа присоединяются к панелям через
комплекты промежуточных зажимов, расположенных по краям пане-
лей. Непосредственное присоединение внешних проводов к аппа-
ратам на панелях допускается только для цепей, не демонтируемых
при транспортировке (например, для проводов, выведенных в шланге
для присоединения к подвижному узлу при условии, что второй
конец шланга с проводами может быть легко отсоединен).
Межпанельные соединения при их малом количестве проклады-
ваются непосредственно между зажимами аппаратов; при большом
количестве — через промежуточные зажимы, переходные колодки
или штепсельные разъемы.
При монтаже соединений между аппаратами слабого тока в бло-
ках и на панелях в зависимости от характера аппаратуры приме-
няются различные способы. Для большого количества однотипных
аппаратов, связанных с общими шинами (например, для триггерных
счетчиков) наиболее удобен жесткий монтаж голым проводом по пря-
мым линиям в пространстве.
Для релейной аппаратуры может применяться шаблонированный
монтаж изолированным жестким или гибким проводом в жгутах.
На одной панели могут применяться различные виды монтажа.
Рекомендуется непосредственное присоединение выводов трансфор-
маторов к другим аппаратам, непосредственная припайка малогаба-
ритных сопротивлений, конденсаторов, диодов к выводам других
аппаратов.
При большой серийности применяются элементы печатных схем,
выполняемые способом электрофотохимгравирования из фольгиро-
ванного гетинакса. Внешние выводы из блока выполняются пучками
проводов ПМВГ в тонкостенных винилитовых трубках через штеп-
сельные разъемы или переходные колодки.
54.	Внешняя проводка
Внешняя проводка выполняется преимущественно в стальных
трубах, проложенных по фундаменту.
Для этой цели предусматриваются каналы для труб, закрытые
сверху (на уровне пола) съемными стальными щитами (или дере-
256
вянными, с обшивкой из кровельного железа). Заливка труб в фун-
даменте не допускается. При прокладке труб в фундаменте под
корпусными деталями станка должен быть обеспечен удобный мон-
таж проводки после установки станка.
К исполнению монтажа внешней проводки в каналах фундамента
предъявляются высокие требования в отношении герметичности.
Стыки труб должны выполняться с уплотнением на пакле и сурике
или с помощью специальной соединительной арматуры с конусной
резьбой.
Вводные отверстия для труб при вводе их в шкаф лучше выпол-
нять на съемных планках, закрывающих более широкие окна для
ввода проводов в дно корпуса шкафа. На длинных участках проводки
или в местах разветвления приходится устанавливать проходные
коробки.
Промежуточный разъем или разветвление проводов внешней
проводки не допускается.
Основным недостатком внешней проводки по фундаменту является
невозможность поставки ее со станком. Фактически внешняя про-
водка выполняется дважды. На станкозаводе заготовляются и много-
кратно используются (при серийном производстве) комплекты вре-
менной внешней проводки, преимущественно в резинотканевых
рукавах. При монтаже станка у потребителя выполняется постоян-
ная внешняя проводка, предусмотренная монтажными чертежами
и схемами. Все это приводит к повышенному расходу проводов и мон-
тажных материалов, увеличению трудоемкости монтажных работ
и появлению ошибок. Поэтому при проектировании станка нужно
стремиться к возможному сокращению внешней проводки. Для этого
используются возможности совмещения устройств внешнего электро-
оборудования, например встраивание однокорпусного электрома-
шинного агрегата в электрошкаф, панелей с аппаратурой —
в корпус внешнего пульта и т. п. Для упрощения проводки по фун-
даменту к электромашинному агрегату на плите последнего уста-
навливается вводная соединительная коробка, а монтаж проводки
от машин агрегата к коробке выполняется при изготовлении
станка.
Допускается монтаж внешней проводки в шланге (аналогично
подвижной проводке) с достаточно высокими точками подвеса.
Это дает существенную экономию проводов и возможность поставки
готовых комплектов внешней проводки со станком. Монтаж внешней
проводки между электрошкафами и агрегатными станками авто-
матических линий удобнее, надежнее и экономнее выполнять в сек-
ционированных коробах над станками.
Элементы электрооборудования, установленные на станке, имеют
электрическое соединение с корпусом станка через привалочные
плоскости (если они не окрашены) и крепежные болты. Для заземле-
ния этих элементов и узлов достаточно присоединить корпус станка
к общей сети заземления. Лишь в том случае, когда элементы электро-
оборудования не имеют достаточно надежного контакта с корпусом
станка, к ним подводится проводка заземления.
17 Разыграев А. М. и др. 349	257
Электрооборудование, размещенное на подвижных частях станка,
из-за наличия масляной пленки может не иметь надежного контакта
со станиной. Поэтому к каждой подвижной части станка, несу-
щей электрооборудование, прокладывается заземляющий провод
Фиг. 166. Болт со знаком заземления.
в общем шланге подвижной
проводки. Провод должен
быть гибким, с отличительной
расцветкой изоляции, сече-
нием не менее 1,5 мм2. Таким
же образом заземляются кор-
пусы или таблицы подвес-
ных и переносных пультов.
Для присоединения про-
водки заземления к станку
предусматриваются зазем-
ляющие болты с нормаль-
ными и пружинными шай-
бами. Место под заземляющим
болтом должно быть обрабо-
тано или зачищено, а нормали крепления должны иметь про-
тивокоррозийное гальваническое покрытие.
Снятие элементов электрооборудования не должно нарушать
целости системы заземления.
На корпусах внешнего электрооборудования и на станине станка
ставится болт со знаком заземления, пример которого показан
на фиг. 166. Обработанный прилив или подрезка под шину и отвер,-
стие под болт заземления предусматриваются в чертежах соответ-
ствующих корпусных деталей.
55.	Монтажные чертежи проводки
Конструкция узлов электропроводки обычно состоит из норма-
лизованных или унифицированных деталей и сборок. Поэтому при
разработке можно опускать подробности, сокращать количество
разрезов и сечений.
Монтажные чертежи должны содержать сведенйя, необходимые
для изготовления проводки. При сложной проводке, разветвляю-
щейся по разным частям станка, нужно изготовлять чертежи про-
водки для каждого узла в отдельности.
На чертеже проводки выделяются детали и конструкции электро-
оборудования и проводки. Детали и механизмы узла наносятся
тонкими линиями; очертания их выполняются только в минимально
необходимом объеме.
В спецификации к чертежу проводки перечисляются применен-
ные детали, нормали и покупные изделия и материалы (кроме одно-
жильных проводов, которые учитываются по монтажным схемам).
ГЛАВА X
СОСТАВЛЕНИЕ МОНТАЖНЫХ СХЕМ
В отличие от принципиальных схем монтажные схемы отражают
действительное расположение элементов и узлов электрооборудо-
вания и характер электрических соединений между ними. Прин-
ципиальная схема допускает множество вариантов монтажа, но мон-
тажные схемы устанавливают только один, что является необходи-
мым условием монтажа, наладки и эксплуатации.
При пробном пуске, наладке и эксплуатации электрооборудо-
вания пользуются главным образом принципиальными схемами;
монтажные схемы в этих случаях играют роль только вспомогатель-
ных справочных документов.
Так как все монтажные схемы входят в состав руководства,
их форматы в большинстве случаев выполняются (для брошюровки)
шириной 288 мм и могут быть вытянуты в длину до нулевого размера.
С усложнением электрооборудования во много раз увеличился
объем монтажных схем. В связи с этим, а также для обеспечения
узлового монтажа появилась необходимость глубокого секциони-
рования схем. Все это не могло не отразиться на форме выпол-
нения монтажных схем, которая в настоящее время все более упро-
щается, подчиняясь современным требованиям технологии монтажа.
56.	Монтажные схемы панелей электрошкафа
Изображение аппаратов. Графические условные обозначения
аппаратов на монтажной схеме должны отражать действитель-
ное расположение их внешних зажимов и занимаемую ими площадь.
Схемы внутреннего монтажа большинства стандартных аппаратов,
контакты и катушки на монтажной схеме панели показывать не обя-
зательно, так как для монтажа и справок при наладке это не тре-
буется, и наладка производится по принципиальной схеме. Исклю-
чение составляют аппараты с различными сочетаниями контактов,
например промежуточные реле.
Аппараты изображаются в виде прямоугольников, соответствую-
щих их габаритным размерам, по возможности в одном масштабе
(наиболее удобный масштаб 1:2). Для аппаратов без кожуха
прямоугольник вычерчивается штриховыми линиями, для аппара-
тов в кожухе — тонкими сплошными линиями.
17*	269
Если внешние зажимы аппарата расположены в плоскости панели
(например, у реле типа РП-0), то и на схеме они располагаются
в том же порядке. Если же зажимы располагаются в плоскости,
перпендикулярной к панели (например, у прямоходовых контакто-
ров), то в прямоугольной рамке они располагаются сверху вниз.
Контуры панели и шкафа изображаются на схеме штриховыми
линиями в масштабе.
Фиг. 167. Совмещенная (а) и раздвоенная (6) мон-
тажные схемы.
При размещении аппаратов с двух сторон панели ее монтаж-
ная схема может быть выполнена двумя способами:
1) в виде совмещенной схемы (фиг. 167, а);
2) в виде раздвоенной схемы (фиг. 167, б).
Совмещенные схемы выполняются при монтаже и присоединении
проводов всех аппаратов с одной стороны панели: либо только
с лицевой, либо только с задней. В первом случае на лицевой сто-
роне панели располагаются только аппараты для переднего присо-
единения проводов; аппараты с задним присоединением и аппараты,
расположенные с задней стороны, приспосабливаются для присо-
единения к ним проводов, подводимых с лицевой стороны панели.
Во втором случае аппараты, расположенные на лицевой стороне,
должны быть выполнены для заднего присоединения.
При вычерчивании совмещенной схемы допускаются отклонения
от фактического размещения аппаратов, установленных на задней
стороне панели: монтажные схемы двух аппаратов, расположенных
’ один за другим, должны быть раздвинуты, смещены с действитель-
ного положения на панели; размеры изображения панели на схеме
также искажаются.
'260
Раздвоенная схема рекомендуется в том случае, когда среди
аппаратов для заднего присоединения, расположенных на лице-
вой стороне, имеются также аппараты для переднего присоеди-
нения. Выполнение раздвоенных схем целесообразно также при
наличии с обеих сторон панели большого числа аппаратов, в том
числе однотипных, и при не связанных по монтажу группах аппа-
ратов.
Схема проводки между аппаратами. Проектирование проводки
между зажимами аппаратов является второй фазой работы по состав-
лению монтажной схемы панели. Схемой проводки определяются:
порядок расположения зажимов аппаратов; концевой маршрут
и места присоединения для каждого провода; количество проводов,
присоединяемых к каждому зажиму; места присоединения меж-
панельной проводки.
Соединения проводов могут осуществляться только на зажимах
аппаратов или на наборах внешних зажимов. Зажимы аппаратов
изображаются на монтажных схемах в виде незачерненных кружков.
Неразъемный контакт соединяемых проводов (например, пайка)
обозначается зачерненным кружком. Зажимы, имеющие по два
винта — для внутренних и внешних проводов, изображаются двумя
кружками, соединенными перемычкой. Набор зажимов обозначается
порядковым номером или буквенным индексом.	'	;
К одному зажиму рекомендуется присоединять не более двух
проводов. При большем числе присоединяемых проводов необхо-
димо увеличивать число одноименных выходных зажимов. ‘
Все разветвления проводов между аппаратами в пределах панели
нужно делать на зажимах аппаратов. Промежуточные зажимы
для межаппаратной проводки не предусматриваются. Совершенно
не допускается соединение проводов помимо зажимов.
Для повышения надежности монтажа в схеме должно быть пре-
дусмотрено минимальное число рассечек в цепи одноименного про-
вода. При большом числе рассечек, т. е. при большом числе пере-
мычек одноименного провода между зажимами разных аппаратов,
следует присоединять подводимый провод к одной из промежуточ-
ных точек цепочки (а не к крайней), или соединять цепочкой несколько
взаимно удаленных зажимов, а от них выполнять разветвления к близ-
лежащим зажимам.
Провода от аппаратов к наборам зажимов подводятся с внутрен-
ней стороны. Внешняя сторона, обращенная к краю панели, остается
свободной для присоединения внешней проводки. Нумерация зажи-
мов должна соответствовать принципиальной схеме.
Линии проводки на монтажной схеме, как и на принципиаль-
ной схеме, выделяются по назначению цепей. Силовые цепи изобра-
жаются жирными линиями, вспомогательные цепи — тонкими.
Многолинейные монтажные схемы (с изображением каждого
провода) в настоящее время не применяются, даже для несложного
электрооборудования.
Рекомендуется сочетание однолинейного изображения проводки
на монтажной схеме панели со стрелками (вместо линий),
261.
указывающими направление проводки (фиг. 168). Короткие пере-
мычки показываются линиями. Общие пучки проводки также изобра-
жаются линиями одинаковой толщины, за исключением утолщения
линии пучка при наличии в нем проводов силовой цепи. Перемычки
между зажимами удаленных друг от друга аппаратов изображаются
встречными стрелками, указывающими направление провода. Около
стрелки проставляется условное обозначение аппарата или набора
зажимов, к которому идет этот провод.
Фиг. 168. Пример монтажной схемы панели.
Со стороны набора зажимов на панели у каждого провода ста-
вится условное обозначение адреса; провода от набора соединяются
в однолинейные пучки.
Если провод идет к аппарату, расположенному на другой панели,
то, помимо обозначения этого аппарата, у стрелки указывается
в скобках номер (или иное обозначение) панели, к которой направ-
ляется этот провод.
Этот способ имеет ряд достоинств:
1)	невысокая трудоемкость составления, копировки, проверки;
2)	ускорение монтажа благодаря указанию конечной точки
каждого провода и удобству чтения схемы;
3)	простота внесения изменений;
4)	возможность использования схем в качестве заготовок при
выполнении схемы унифицированных панелей, которые мало отли-
чаются от базовой.
Монтажная схема панели не определяет места укладки пучков:
это лучше решается на месте монтажа.
При количестве панелей более двух для каждой из них состав-
ляется отдельная монтажная схема.
262
Межпанельная проводка, относящаяся к категории последую-
щих монтажных работ, показывается на отдельной монтажной схеме
межпанельных соединений (фиг. 169).
На последней в меньшем масштабе изображаются контуры всех
панелей электрошкафа в порядке их расположения. Панели дву-
стороннего шкафа показываются в виде раздвоенной схемы
г~'
I
I
I
I
I
г-
I
I
I
I
।
।
I
I
I
।
I
I
I
।
Г
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
61R 4*0,7=28 ОМ
62R 4*О,7=2,8ом
63R 4x0,7=2,80»
Панель №1 (гсчт схема №...)
.130.
.НО,
Ж.
.134.
Ж
Ж
19 П 119 12 П
КОВ КСИ _?ТУ_
Л12Ц W °
Л134\ \129
° ’I I I/O/
Пртг I
_1___I L-IflM_I
10о2\
100
I
I
I
I
I
-4
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
~1РП 2РГТ 1РПС 2РПС 1Р8С 2РВС
-------11-------11------‘ ’-----------------------
\о$П°рвс.
1 ЛПЛ 1 ° ° ° I 1
-Тг°120 ° ]| ц
||°	°\\2РГТ I]
Ч о I
/30 I
ii I 1^1
I I ffl I
I I )''l I
2КГВ_______
Г" о_ЛЦ
° Л12
° Л13
7ГёзН~° I I
КГб
РТГ
I	II	1
___j I________I I________I
Панель №2 (монт. схема №...)

J
Фиг. 169. Монтажная схема межпанельных соединений.
(фиг. 167, б). На каждой панели показываются контуры и условные
обозначения всех аппаратов, указываются номера зажимов для
всех наборов, а также для тех аппаратов, от которых идет меж-
панельная проводка. Кроме межпанельной проводки, показывается
проводка от панелей к аппаратам, встроенным в корпус электро-
шкафа: комплектам сопротивлений, сигнальной арматуре и т. п.
На монтажной схеме межпанельных соединений можно показать
и неразъемную часть внешней проводки, например шланговую
проводку из шкафа к подвижной части станка. Внешние провода
в этом случае могут присоединяться не только к выходным зажимам
панелей, но и непосредственно к аппаратам с винтовыми зажимами.
263
Такая проводка укладывается при монтаже с такой же тщатель-
ностью, как и остальная межпанельная проводка.
Разъем межпанельной проводки желательно выполнять на одной
из панелей вблизи стыка между панелями.
57. Монтажные схемы блоков
Взаимное расположение аппаратов слабого тока на панелях
и шасси блоков по монтажным связям определяется только при
составлении монтажных схем блоков. Это особенно относится к релей-
ным блокам с многочисленными связями между аппаратами.
Начинать составление монтажных схем блоков следует с отыска-
ния способов сокращения межаппаратных связей. При монтаже
блоков используется возможность напайки непроволочных сопро-
тивлений, полупроводниковых диодов, триодов, конденсаторов
малой емкости непосредственно на лепестки и выводы аппаратов,
а также присоединение выводов трансформаторов и дросселей без
промежуточной проводки.
Наибольшее сокращение монтажных связей в релейных блоках
достигается путем перестановок катушек, контактов и других
элементов в принципиальной схеме.
Рассматривается возможность большего использования переклю-
чающих контактных групп, включения нескольких параллельных
цепей схемы через общий контакт, сокращения количества внешних
выводов. С этой целью принципиальная схема корректируется
в течение всего времени составления монтажных схем.
Размещение однотипных аппаратов блока по принципу минималь-
ных монтажных связей выполняется в следующем порядке:
1)	определение удобной зоны внешних выводов и места на панели
(шасси) блока для аппаратов с наибольшим числом внешних выводов;
2)	выделение реле с указанием количества внешних выводов
от них, с разбивкой выводов по пучкам;
3)	расстановка этих реле с учетом удобного выполнения внеш-
них выводов и монтажных связей;
4)	расстановка остальных реле по назначению, в зависимости
от их монтажных связей.
Монтажные связи между аппаратами уточняются по таблице
монтажных связей (табл. 21), которая составляется по принципиаль-
ной схеме. В таблице указываются проводные связи между аппара-
тами и элементами схемы и внешние выводы. Перемычки между
отдельными контактами одного и того же аппарата в таблице не учи-
тываются.
При расстановке реле на монтажной схеме блока с большим
количеством аппаратов рекомендуется группировать их по назна-
чению (например, аппараты управления перемещениями, аппараты,
управляющие скоростями перемещений и т. п.). Это особенно
удобно при наладке и обслуживании и не противоречит принципу
минимума межаппаратных связей.
264
Таблица 21
Пример рабочей таблицы монтажных связей
Элементы схемы	А	Б	в	Г	Д			Внешний вывод
А		2		1+2				
Б	2		1					1
В		1			2+2+1			1
Г	1+2							
Д			2+2+1					1
								
								
1R		1						
2R				1				1
1С	2							
1								
Монтажные схемы блоков с небольшим количеством аппаратов
выполняются так же, как и монтажные схемы панелей электрошкафа.
Но для блоков рекомендуется раздельное исполнение монтажной
схемы перемычек (фиг. 170) и монтажной схемы выводов (фиг. 171)
в связи с различием в способах их монтажа.
На монтажной схеме перемычек показываются контуры аппара-
тов и расположение их зажимов со стороны монтажа. Для релейно-
контактной аппаратуры необходимо изображать также исполнение
контактов (н. з., н. о.).
При заднем присоединении на монтажной схеме перемычек пока-
зывается отдельно в меньшем масштабе схема расположения аппара-
тов с лицевой стороны шасси. На монтажной схеме выводов пока-
зываются присоединения пучка проводов, выведенных из блока.
Для блоков и панелей с большим количеством однотипных аппа-
ратов, в особенности для релейных, удобно применять монтажные
таблицы. В этом случае на монтажной схеме блока (панели) про-
вода не показываются даже в виде стрелок. Обозначаются только
номера контактных лепестков аппаратов (фиг. 172), схемы кон-
тактных групп изображаются не для каждого реле, а для каждого
типа реле. Каждой контактной группе присваивается буква (Д, В),
а каждому лепестку в группе — порядковый номер. Выводы обмоток
реле обозначаются римскими цифрами.
265
Фиг. 170. Монтажная схема перемычек релейного блока.
267
Фиг. 171. Монтажная схема выводов.
Как и на обычных схемах, дается в меньшем масштабе эскиз
размещения аппаратов с лицевой стороны. Таблицы перемычек
(табл. 22) заполняются по принципиальной схеме. По мере состав-
ления таблицы на соответствующих точках монтажной схемы про-
ставляются их номера.
При составлении цепи перемычек учитывается кратчайший мар-
шрут. Не допускаются разнополярные смежные присоединения или
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
। о430
| 0473
[ о«7
| о47?
%~450Н9 1
wotI
wot"
ми
Ш-РЭ		Ш-22РР
Р-РЗ		ИНРП
Ш~5РР Ш-4РП
1 2 3 4 5 6 7 8 9 I
123456789 I
Тип РКН
(паспорт РСЧ 503064)
Тип РКН-ЗА
(паспорт РСЧ501003)
j
Фиг. 172.
Пример монтажной схемы релейного блока.
Таблица 22
Пример таблицы перемычек релейного блока
№ провода	Перемычки				№ пучка выводов
87	1РП-1	РВ-АЗ	2РБП-Б6	РУ-А1	1
124	РН-П	РВ-Б8	2РП-А2	1Р0-Б5	2
268
подпайка более двух проводов к одной точке. В таблице перемычек
отмечаются места внешних выводов (например, подчеркиванием
шифра лепестка, от которого выполняется отвод).
В таблице внешних выводов (табл. 23) перечисляются места
и направления отводов, сечения и длина проводов для каждого
пучка.
Таблица 23
Пример таблицы внешних выводов из релейного блока
Пучок № 1 (длина				«)	Пучок № 2 (длина				—м)
№ провода	Место вывода	Направ- ление пучка	Марка провода и сечение В JW.W2	№ провода	Место вывода	Направ- ление пучка	Марка провода и сечеиие в мм*
87	2РБП-Б6	Набор зк	пмвг 0,5	124	РН-П	Выпря- митель 2ВТ	пмвг 0,75
На монтажных схемах панелей и блоков указываются данные
элементов настройки и сменных элементов схемы:
1)	токи плавких вставок предохранителей и нагревательных
элементов тепловых реле;
2)	уставки срабатывания реле тока, напряжения, времени;
3)	номинальные напряжения обмоток трансформаторов;
4)	величины сопротивлений и мощности рассеивания; величины
емкости и рабочие напряжения конденсаторов; типы электронных
и полупроводниковых приборов;
5)	напряжение и мошность осветительных и сигнальных ламп;
напряжение и допускаемая нагрузка штепсельных розеток;
6)	величины напряжений и токов, необходимые для контроля
и наладки и т. п.
На каждой монтажной схеме указываются марки, сечения и рас-
цветка проводов. Марки и количество проводов и монтажных мате-
риалов указываются в спецификации к каждой схеме.
Для приближенного подсчета количества проводов определяется
число мест присоединения к зажимам аппаратов и выходным зажи-
мам панели (А\), а по ним и приближенная длина проводов для мон-
тажа на одной панели:
8 ’
где Рг — периметр панели.
Длина межпанельных проводов
г ___ KgP о
4 ’
где Ко — количество межпанельных перемычек;
Рв — периметр внешнего контура панелей, между которыми
проходит межпанельная проводка.
269
При проектировании опытных и единичных станков количество
проводов для панелей и блоков заказывается с увеличением в
в 1,2 -т- 1,3 раза по сравнению с данными приближенного подсчета.
При проектировании электрооборудования с высокой степенью
унификации панелей количество проводов можно определить методом
подобия, сравнивая проектируемую панель с существующими.
Для серийных станков расход проводов уточняется по факти-
ческим затратам.
В спецификацию монтажной схемы панели вносятся дополни-
тельные шайбы для присодинения двух (и более) проводов.
58. Монтажные схемы электрифицированных узлов станка
Элементы электрооборудования. При проектировании встре-
чается необходимость изображения на схеме в одной плоскости эле-
расположенных в действительности в разных плоскостях.
ментов,
В таких случаях применяется
метод развертки плоскостей.
Электрооборудование рас-
полагается на плоскости схе-
мы так, как будто монтажные
поверхности развернуты от-
носительно некоторой цен-
тральной поверхности до со-
впадения с нею в плоскости
чертежа. Развертка может
быть выполнена относитель-
но любой плоскости устрой-
ства, которая для каждого
Фиг. 173. Внутренняя (а) и наружная (б) монтажного узла выбирается
развертка монтажных плоскостей.	л	г
Е  * 1	отдельно. За центральную
плоскость развертки обычно
принимается плоскость с наибольшим объемом монтажных работ.
Положение различных плоскостей на развертке зависит от того,
с какой стороны плоскости смонтировано электрооборудование
и с какой стороны имеется доступ для присоединения проводов
к внешним зажимам. Плоскости, не имеющие общих граней с централь-
ной плоскостью, развертываются вместе с любой из сопряженных
плоскостей.
По исполнению различаются два вида развертки монтажных
плоскостей: наружная и внутренняя. При наружной развертке
плоскости, сопряженные с выбранной центральной плоскостью
как бы повертываются относительно граней сопряжения до сов-
падения внешних поверхностей (фиг. 173, 6). Внутренняя развертка
выполняется поворотом плоскостей относительно граней сопряжения
до совпадения внутренних поверхностей (фиг. 173, а).
Наружная развертка применяется при размещении на схеме
аппаратов с передним присоединением на внешних или обращенных
наружу внутренних поверхностях. Внутренняя развертка плоско-
270
стей необходима при изображении на схеме электрооборудования,
размещенного на внутренних стенках конструкции, например
на боковых стенках и дверце ниши, а также при встройке с наружной
стороны аппаратов с задним присоединением.
Крышки и поворотные дверцы (если на них также смонтированы
аппараты) развертываются на схеме внутренней стороной наружу,
по методу внутренней развертки. Привертываемая крышка может
развертываться в любую сторону относительно центральной плос-
кости; дверца развертывается вокруг оси поворота.
Если конструкцией устройства предусмотрено использование
аппаратов разных исполнений, т. е. для переднего и заднего присое-
динения проводов, или разные способы их установки на отдельных
стенках конструкции, то на схеме каждая плоскость развертывается
в соответствии с монтажным исполнением установленных на ней
аппаратов.
При размещении в одной плоскости аппаратов разного монтажного
исполнения схемы аппаратов располагаются по преобладающему
монтажному исполнению. Схемы аппаратов отличного исполнения
развертываются вокруг вертикальной оси для зеркального изобра-
жения.
При изображении на схеме электрооборудования, расположен-
ного на отдельных съемных или подвижных узлах станка, каждый
узел обводится тонкой штриховой линией. Изделия и конструкции
в кожухе обводятся сплошной тонкой линией, без кожуха —
штриховой, за исключением кнопочных элементов и элементов путе-
вых переключателей на схеме пультов.
Соблюдение масштаба при изображении машин или аппаратов
на монтажных схемах не требуется, за исключением схем панелей.
Обозначения элементов электрооборудования на схеме должны
быть ориентированы:
1) по признаку установки (например, машины ориентируются
относительно другого электрооборудования по положению вводной
коробки или коллектора);
2) по условиям монтажа, т. е. по положению зажимов, как их
видит монтажник в рабочем положении.
Это освобождает от необходимости поворачивать чертеж во время
монтажа.
При изображении схемы пакетного переключателя (фиг. 174)
в плоскости чертежа пакеты располагаются один под другим, начи-
ная от лицевого пакета; зажимы каждого пакета сохраняют свое
положение.
Изображение на схеме зажимов переключателя с передним при-
соединением соответствует виду на аппарат спереди. При заднем
присоединении расположение и нумерация зажимов каждого
пакета, а также положение подвижных контактов и направление
поворота рукоятки — зеркальные.
Электропроводка. Проводка между элементами электрооборудо-
вания изображается на схеме тонкими сплошными линиями, отдель-
ными для каждого пучка проводов, проложенного в общей защитной
271
оболочке. Конструктивные особенности электропроводки (маршрут
места изгибов, применяемая арматура и т. п.) на монтажной схеме
не отражаются.
Вводы или разветвления показываются на схеме на контурах
соответствующих кожухов с приблизительным соблюдением их взаим-
ного расположения. Вводы (оконцевание) проводки, независимо
от рода соединительной арматуры, изображаются окружностью
Фиг. 174. Монтажные схемы переключателя пакетного типа:
/ — для переднего присоединения проводов при установке:
а — на левой боковой стенке; б — на правой боковой стенке;
в — на передней стенке; II — для заднего присоединения
проводов при установке; а — на правой боковой стенке;
б — на левой боковой стенке; в — на передней стенке.
диаметром 3 мм, пересекающей контурную рамку аппарата, или равно-
сторонним треугольником со стороной около 3 мм, обращенным
вершиной к концу линии проводки, касающейся контурной рамки
кожуха аппарата.
Проводка шланговым проводом или гибкими проводами в рукаве
к подвижным узлам станка изображается на схеме петлей.
Разветвительная проходная арматура или проходная коробка
показывается тонкой линией по контуру, внутри которого изобра-
жаются знаки ввода и направления разветвления пучка проводов.
Разветвление или соединение проводов допускается только на зажи-
мах элементов электрооборудования и в специальных наборах зажи-
мов. Если к зажиму подводятся два провода, каждый из них пока-
зывается отдельно.
272
Соединительным коробкам с зажимами присваивается порядко-
вый номер.
При слиянии в пучки проводов, прокладываемых от разных
зажимов к месту ввода, пучки также изображаются одной линией.
Если в одном пучке имеются провода разных цепей (силовых и вспо-
могательных), толщина линии пучка меняется в месте присоединения
к пучку наиболее удаленного силового провода, откуда до места
ввода пучок вычерчивается жирной линией.
Провода из нескольких мест ввода вычерчиваются отдельными
линиями, даже при попутной прокладке к близко расположенным
или общим зажимам. Все провода одного пучка присоединяются
к внешним зажимам с одной стороны. Соединительная проводка
от ввода к зажимам или между зажимами выполняется по кратчай-
шему пути, с минимальным перекрещиванием линий пучков и отдель-
ных проводов, особенно встречных.
Допускается болтовое соединение (сращивание) проводов, под-
водимых к элементам электрооборудования, не имеющим внешних
зажимов, например присоединение проводов к некоторым асин-
хронным двигателям.
В схемах должен предусматриваться запас проводов в трубах
и рукавах (или запасные жилы шланговых проводов). ЭНИМС
рекомендует предусматривать запасные провода в зависимости
от числа обязательных проводов:
Число проводов, проложен-
ных в трубе или рукаве
<7
8-=-12
13ч-21
Число запасных
проводов
1
2
3
При числе проводов свыше 21 на каждые 10 проводов добавляется
1 запасной.
Секционирование сложных схем. Комплект монтажных схем
электрооборудования станка состоит из общей монтажной схемы
и узловых монтажных схем.
Общая монтажная схема показывает межузловую проводку с при-
соединением проводов к внешним зажимам узлов электрооборудова-
ния (фиг. 175) без внутреннего монтажа. По ней производится глав-
ным образом монтаж на участке общей сборки.
Разбивка на отдельные узловые монтажные схемы может быть
выполнена для каждого узла электрооборудования или для неза-
висимых съемных узлов станка, содержащих электрооборудование.
Примерами исполнения узловых монтажных схем являются схемы
пультов управления (фиг. 176), электрооборудования на узлах
станка (фиг. 177), а также рассмотренные выше схемы панелей.
Монтажные схемы станочных узлов позволяют выполнять монтаж
проводки при сборке каждого станочного узла независимо от состоя-
ния сборки смежных узлов и станка. По узловым схемам может
выполняться также заготовка частей проводки, например протя-
гивание в резиновый рукав и оконцевание с одной стороны проводов,
предназначенных для прокладки к подвижным узлам станка.
18 Разыграев-А. М. и др. 349	273
См.монтажную схему №
Панель Н-1

монтажная мемай0
g
140
монтажная схема If <§
102	С31
'fl?.
.126
Панель №3
монтажная схема/Г.
во.
.134

£L-
°гГ“
°г?Ег
Панель Н°2
Пгвзч*
’k", ПГ8 7*1‘
См. монтажную
схему №
I
С31.
,С32_
’151.
С5^
С53:
JL,
JLo
si.
14
ж.
11
.18
Ж
24
Ж-
.29
Wffi}
№
ПГВ 3*2,5^21*1 ь
+запас 3*1‘
Фиг. 175. Пример общей монтажной схемы.
Фиг. 176. Монтажная схема пульта управления.
274
I
J
Фиг. 177. Монтажная схема электрооборудования на узле станка.
18*
275
276
Пример оформления сводной таблицы наборов зажимов
Таблица 24
Наимено- ван не чертежа	Сбороч- ный чер- теж №		Монтаж- ная схема №	Марка набора	№							Номера зажимов							
Панель № 1			КН-1014	1	192	С31	С32	СЗЗ	189	102	194	156	160	176	С23	С22	С21	177
Монтаж на станине			КН-1005 КН-1008	2 3	101 4	189 2	191 102	192 176	102 177	160	156	194						
			КН-1008	4	4	2	102	176	177	160	156	194				—*	ТГ) чц 1	‘гъ
Монтаж на санях																		
Монтаж на шпиндель- ной бабке			КН-2503 (на 380 в) КН-6003 (на 220 в)	5	СЗ	С2	С1									Шрифт...ГОСТ... Глуб. 0,6 залить белой краской		
			КН-1014 КН-1014 КН-1007 КН-1007	6 7 8 9	126 СИ 126 189	124 197 112 188	120 190 106 175	112 189 104 174	106 188 102 171	104 175 7 169	102 174 1 167	102 171	146 169	136 167	130 165	7 12	1 10	116 1
По общей монтажной схеме выполняется монтаж от внешних
зажимов панелей шкафа к зажимам соединительных коробок узло-
вых монтажных схем и к отдельным элементам электрооборудования,
не изображенным на узловых схемах.
Последовательность составления общей и узловых монтажных
схем определяется основным требованием — создание лучших усло-
вий для общего монтажа и наладки, даже в ущерб внутреннему
монтажу. Поэтому после графического размещения аппаратов
на панелях на основании принципиальной схемы приступают к со-
ставлению общей монтажной схемы, определяющей количество
и взаимное расположение внешних зажимов панелей электрошкафа.
После этого начинают составление узловых монтажных схем.
Секционирование сложных схем расширяет возможность их час-
тичной унификации при проектировании и изготовлении электро-
оборудования станков, построенных на базе основной модели.
Даже такие схемы, которые не могут быть целиком унифициро-
ваны, можно использовать в качестве заготовок при составлении
новых схем, значительно ускоряя и облегчая этот процесс.
При составлении общей монтажной схемы руководствуются сле-
дующими правилами:
1)	провода каждого пучка внешней проводки должны по воз-
можности присоединяться к смежным зажимам и не пересекаться
с проводами других пучков;
2)	к одному зажиму можно присоединять не более двух внеш-
них проводов; при большем количестве нужно занимать два
зажима;
3)	если провода одного номера находятся в пучках по обеим
сторонам панели, то и внешние зажимы этого номера должны дуб-
лироваться на обеих сторонах;
4)	зажимы, на которых при наладке часто приходится проверять
напряжение или ставить перемычки, должны располагаться рядом;
5)	в каждом наборе внешние зажимы должны помещаться по воз-
можности по порядку номеров;
6)	при составлении монтажных схем модификации станков дол-
жен сохраняться порядок зажимов неизменяемой части схемы базо-
вой модели.
На общей монтажной схеме даются ссылки на номера узловых
монтажных схем и схем межпанельных соединений, а также приво-
дится таблица расцветки проводов. Общая монтажная схема прини-
мает окончательный вид после сверки ее с узловыми монтажными
схемами.
При выпуске узловых монтажных схем необходимо сверять коли-
чество и нумерацию проводов (и зажимов) между наборами зажимов
внутри каждой узловой схемы, между сопряженными узловыми
схемами, между каждой узловой схемой и общей монтажной.
Для гравировки зажимов выпускается чертеж со сводной таб-
лицей для всех наборов зажимов (табл. 24).
ГЛАВА XI
МОНТАЖ, ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И НАЛАДКА
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
59. Электромонтажные работы
Монтаж панелей. Рабочее место за монтажным столом обору-
дуется таким образом, чтобы, не уходя с него, можно было произво-
дить почти все работы.
Панели и блоки шкафов размечаются по аппаратуре только для
опытных станков или станков единичного производства. Для серий-
ных станков изготовляются шаблоны; слесарная подготовка панелей
может производиться пакетами.
/д	После сверления отверстий, нарезания
гн/ \	резьбы, окраски и сушки панели и таб-
г<// \	лицы пультов поступают на монтажный
/ и \	стол. Шайбы и прокладки для стандартных
''"ч1	\	аппаратов должны быть подготовлены
।  г*»	“Ь —	 j в ячейках монтажного ящика.
|	( Монтаж панелей производится при
________________/ установке их в наклонном положении
с помощью несложного приспособления
(фиг. 178).
s	Монтажная схема может быть вставле-
Фиг. 178. Приспособление на в рамку из органического стекла. Схема
для монтажа панели. должна быть хорошо видна с рабочего
места.
Расположение пучков проводов на панелях, крепление их
к панели и бандажировка обычно не отражаются в проекте.
При монтаже панелей и блоков необходимо также руководство-
ваться следующими правилами.
1.	Провода прокладываются в промежутках между аппаратами,
в пучках, ровными горизонтальными и вертикальными рядами,
с наименьшим числом изгибов и перекрещиваний.
2.	При небольшом количестве проводов можно применять укладку
их в один слой для удобства проверки схемы и замены провода.
3.	При монтаже соединений в горизонтальных рядах прямохо-
довых контакторов и реле допускается прокладка горизонтальных
пучков проводов не на панели, а над аппаратами (фиг. 179).
278
4.	Изгибы проводов как в плоскости панели, так и в перпен-
дикулярной плоскости при подводе к зажимам аппаратов выпол-
няются резко выраженным поворотом под прямым углом (фиг. 180).
5.	Пучки проводов могут прикрепляться к панели металличес-
кими скобками, но в большинстве случаев при коротких пучках
с большим количеством ответвлений достаточно обтянуть пучок
металлическим бандажом. Под скобку или бандажную ленту под-
кладывается тонкий электрокартон или лакоткань. Подкладка
должна выступать за края скобки или ленты (фиг. 180). Бандажи-
ровка производится до прокладки межпанельных соединений.
Фиг. 179. Прокладка проводов над при-
моходовыми контакторами.
Фиг. 180. Выполнение изги-
бов проводов и крепление
к панели скобкой.
6.	Присоединение проводов к зажимам аппаратов выполняется
без свободной петли, но и без натяжения провода при закреплении
его конца под контакт.
7.	Сращивание соединений между аппаратами (помимо зажимов)
не допускается.
8.	Присоединение проводов к винтовым зажимам производится
с обязательной прокладкой простых и пружинных шайб. При зажа-
тии одним зажимом двух проводов добавляется простая шайба.
9.	Неразъемное соединение пайкой применяется для аппаратов,
имеющих вместо винтовых зажимов только выводы для пайки
(телефонные реле, сопротивления, конденсаторы и пр.).
10.	Медные провода с однопроволочной жилой сечением до 10 лии2
и многопроволочной сечением до 2,5 мм2 могут присоединяться к за-
жимам приборов и аппаратов без наконечников; при этом
концы многопроволочных проводов должны быть сварены или
пропаяны.
Однопроволочные медные жилы сечением более 10 мм'1 и много-
проволочные сечением более 2,5 мм1 должны быть снабжены нако-
нечниками или другими оконцевателями.
11.	Допускается внутренний монтаж без маркировки зажимов
аппаратов и проводов, в строгом соответствии с монтажной схемой.
Маркировка внешних зажимов обязательна.
279
Для обозначения аппаратов можно применять штампованные
фотонаклейки или надписи, выполняемые на корпусе аппарата крас-
кой по трафарету.
12.	Маркировку проводов при их оконцевании удобно выпол-
нять полихлорвиниловыми трубками с нанесенными на них номе-
рами проводов. Такие трубки изготовляются на специальном авто-
мате.
Монтаж блоков. При монтаже внутренних соединений блоков
с аппаратурой слабого тока для серийных станков могут применяться
печатные схемы. Технология печатных схем настолько отработана,
что позволяет применять этот метод монтажа даже в условиях
мелкосерийного производства.
Для внутреннего монтажа блоков при серийном производстве
может применяться и шаблонный монтаж жестким проводом сече-
нием не менее 0,8 мм2 или гибким монтажным проводом сечением
0,35 -- 0,5 мм2.
Монтаж гибким проводом более трудоемкий, но зато более надеж-
ный
Провода цепей накала ламп, первичных обмоток трансформаторов
питания и некоторых входных цепей усилительных устройств
свиваются попарно для ослабления влияния электрических полей.
Перевивка или экранировка проводов указывается в принципиаль-
ной и монтажных схемах.
Разделка проводов и заготовка узлов проводки. Для отрезки
проводов разной длины применяются автоматы различной конструк-
ции. На некоторых из них длина кусков провода задается систе-
мой управления.
Для протягивания проводов в трубы и рукава может применяться
электролебедка. Она устанавливается на конце монтажного стола
с прижимами для труб. Прижимы могут перемещаться по взаимно-
перпендикулярным направляющим, так как протаскивание может
производиться через изогнутые трубы или соединенные угольни-
ками элементы проводки в трубах. Пуск и остановка лебедки произ-
водятся от переносной кнопочной станции так, чтобы монтажник,
поправляя провода у входного конца трубы, мог быстро остановить
лебедку при задержках и вновь пустить, обходясь без подручного.
Для предохранения проводов от чрезмерных растягивающих усилий
лебедка имеет фрикционное звено в передаче.
Для «прозванивания» разделанных проводов в рукаве при узло-
вом монтаже можно пользоваться обычным пробником или кон-
трольной лампой, так как рукав можно свернуть в кольцо, чтобы
концы проводов были в одном месте. При прозванивании большого
количества проводов в трубе на узловом или общем монтаже при-
меняется устройство, состоящее из магазина сопротивлений с бата-
реей и вольтметра с переключателем (фиг. 181). Провода присоеди-
няются с одного конца к зажимам магазина сопротивлений, с другого
конца — к переключателю вольтметра. Каждому показанию вольт-
метра соответствует по таблице определенный порядковый номер
контакта магазина сопротивлений.
280
Составляется таблица перевода номеров контактов на номера
концов по монтажной схеме (табл. 25). В соответствии с таблицей,
перевода на проводах устанавливаются бирки. Работа может про-
изводиться одним человеком.
Фиг. 181. Схема устройства для прозвонки проводов в трубе.
Таблица 25
Пример рабочей таблицы перевода номеров контактов магазина сопротивлений
на номера концов по монтажной схеме (фиг. 181)
Переключатель вольтметра	1
№ конца по схеме	196
Переключатель магазина сопротивлений	4
2	3 . . . .		к
203	288 ... .		151
7	10. . . .		 2
Наиболее надежным способом оконцевания проводов станочной
проводки следует признать приварку специальных наконечников
(фиг. 182, а). Применение опрессованных наконечников (фиг. 182, б)
а)
Фиг. 182. Виды наконечников для проводов: а — наконечник для
приварки; б — опрессованный; в — вильчатый.
требует контроля закрепления каждого наконечника и для узлового
монтажа не дает преимуществ по сравнению с приваркой наконеч-
ников.
Применение в целях экономии припоя с малым содержанием олова
(ПОС-18) для электромонтажных работ не может быть рекомендо-
вано, так как не может обеспечить хорошего качества.
281
Припайка наконечников в связи с необходимостью экономии
припоя постепенно уступает место приварке.
Для съемных узлов проводки удобно применять вильчатые нако-
нечники (фиг. 182, <?).
Узлы станочной проводки могут быть полностью изготовлены
в группе узлового монтажа, если это допускают конструктивные
узлы: нужно, чтобы оконцованные провода свободно проходили
в отверстия соединительных и выводных коробок.
Монтаж электрошкафов. К месту монтажа шкафов подаются
готовые панели с выполненным монтажом. Панели устанавливаются
в шкаф на заранее подготовленные шпильки, после чего производится
прокладка межпанельных соединений. Для крупносерийных стан-
ков возможна заготовка комплектов готовой межпанельной проводки.
В остальных случаях межпанельные соединения выполняются
при общей сборке шкафов, бандажируются и в нескольких местах
прикрепляются к основным пучкам проводов на панелях.
Монтаж панелей лучше производить до установки стенок шкафа
и навешивания дверей, если это позволяет конструкция шкафа.
При выполнении межпанельных соединений удобно пользоваться
простейшим приспособлением — стойкой для навешивания схем.
Эта же стойка используется на последующих этапах производства—
на общем монтаже станка и при наладке.
Монтаж на участке узловой сборки. Объем электромонтажных
работ на участках узловой сборки станков ограничен условиями
сборки. Однако все электрооборудование, подлежащее установке
на механических узлах (кроме некоторых узлов проводки, которые
могут быть повреждены в процессе дальнейшей сборки), должно быть
смонтировано на участке узловой сборки с целью сокращения объема
работ на общей сборке.
Сборочные группы станка, имеющие электропривод, должны
быть испытаны на узловой сборке вместе с приводом, если это позво-
ляет их конструкция. Для такого испытания предусматриваются
комплекты временной переносной проводки с реверсивными пере-
ключателями. В такой комплект для приводов постоянного тока
входит амперметр — для определения качества сборки механизмов
по нагрузке холостого хода.
Все прокладки, скобы, трубы должны быть заготовлены в мас-
терской. При монтаже опытных и специальных станков, если нет
детальных чертежей труб, заготовка их производится по проволоч-
ным шаблонам, снятым на узловой сборке.
Крепежные нормали, нужные при монтаже на узловой сборке,
также заранее комплектуются и раскладываются по отделениям
коробки монтажника.
При монтаже проводки по станку следует соблюдать следующие
правила:
1.	Не допускается сращивание любым способом или отпайка
для ответвления проводов в трубах и рукавах.
2.	При монтаже проводки по станку допускается только винто-
вое присоединение проводов к элементам электрооборудования,
282
к зажимам электрооборудования и к зажимам соединительных
коробок.
3.	Контакты машин и аппаратов, к которым присоединяются
провода, должны быть плотно затянуты, обязательна установка
шайб, нормальных и пружинных.
4.	Место разделки проводов для оконцевания выбирается с уче-
том запаса провода по длине, благодаря чему исключается натяже-
ние провода, присоединяемого под контакт, облегчается демонтаж,
становится возможной перемена мест присоединения проводов при
наладке и устранение повреждений мест концевой разделки проводов.
5.	Петли проводов в больших соединительных коробках и пучки
проводов, подводимые к внешним зажимам шкафа и пультов, обтя-
гиваются бандажом.
6.	Жилы проводов, присоединяемых к зажимам, снабжаются
наконечниками. Присоединение проводов без наконечников допус-
кается в местах, где возможность демонтажа маловероятна. В этом
случае конец жилы провода должен быть пропаян.
7.	Провода, которые при демонтаже для транспортировки или
ремонта должны отсоединяться, снабжаются вильчатыми наконеч-
никами (фиг. 182, в).
8.	Заделка мест повреждения изоляции при оконцевании прово-
дов выполняется: а) для проводов сечением до 10 мм2 — хлорви-
ниловыми трубками, которые надеваются на провод до припайки
наконечника, а затем натягиваются на наконечник, перекрывая место
стыка его с изоляцией; б) для проводов сечением от 16л1Л<2ивыше —
липкой полихлорвиниловой лентой.
9.	Каждый провод маркируется согласно монтажной схеме.
Маркировка должна быть четкой и стойкой против повреждений
и истирания. Допускается применение металлических бирок, обжи-
мающих изоляцию провоза на расстоянии не менее 10 мм от места
зачистки изоляции. Привязывание бирок к проводу не допускается.
Монтаж на общей сборке. Проектирование электрооборудования
и предыдущие этапы монтажа содержат, как указывалось выше,
комплекс мероприятий, обеспечивающих максимальное снижение
объема электромонтажных работ на общей сборке с целью сокращения
цикла сборки, облегчения и удушевления электромонтажных работ.
Следует стремиться к тому, чтобы монтаж на общей сборке станков
сводился к подключению проводов к зажимам, согласно маркировке.
Порядок общего монтажа должен быть согласован с графиком
общей сборки. Для подключения станка к сети, а также для соеди-
нения станка с внешним электрошкафом или электромашинным
агрегатом применяются узлы временной внешней проводки, которые
не отсылаются заказчику. Для станков крупносерийного производ-
ства внешняя проводка может быть выполнена постоянной, в трубах
или желобах. Провода временной проводки снабжаются вильчатыми
наконечниками и бирками.
Провода питания к вводным выключателям серийных станков
должны также иметь маркировку фаз и подключаться с определен-
ной последовательностью фаз; соответствующий порядок фаз должен
283
соблюдаться и при подключении на узловой сборке. В этом случае
все двигатели будут иметь требуемое направление вращения
и затраты времени на их переключение будут исключены.
60.	Технический контроль электрооборудования
Возрастание удельного веса электрооборудования станков
и усложнение схем электропривода приводят к необходимости
поэлементного, поузлового и общего технического контроля электро-
оборудования.
В; объем технического контроля электрооборудования входят
следующие работы:
1)	приемка оригинальных деталей электрооборудования по чер-
тежам;
2)	приемка покупного электрооборудования;
3)	контрольные испытания и приемка машин и аппаратов, изго-
товляемых или переделываемых на заводе-изготовителе станка;
4)	контрольные испытания и приемка узлов электрооборудования
на испытательном стенде;
5)	приемка электрооборудования станка по паспортным данным;
6)	проверка запасных частей электрооборудования, принадлеж-
ностей и руководства, отсылаемых со станком; проверка упаковки
электрооборудования.
Электроприводы новых станков, а также новые модели специаль-
ных аппаратов, изготовляемых на станкозаводе, подвергаются,
кроме контрольных, типовым испытаниям по программе, разрабо-
танной отделом главного конструктора. Типовые испытания электро-
приводов серийных станков периодически повторяются.
Контрольно-испытательная станция. В состав оборудования
контрольно-испытательной станции входят универсальные испыта-
тельные стенды общего назначения и специально оборудованные
стенды для контроля схем серийных станков. Конструкции спе-
циализированных стендов должны допускать возможность сравни-
тельно быстрой переналадки на контроль новых схем. Общая кон-
струкция должна быть единой, но расчлененной на узлы.
Расположение контрольно-испытательной станции зависит
от местных условий, но выбирается с таким расчетом, чтобы была
обеспечена удобная транспортировка таких грузов, как электро-
шкафы и электромашинные агрегаты, с электромонтажного участка
на станцию и на участок общей сборки.
На контрольно-испытательной станции желательно иметь испы-
тательный трансформатор с коэффициентом трансформации 1,73.
Мощность трансформатора определяется максимальной мощностью
испытуемого станочного привода. Трансформатор может быть заме-
нен потенциалрегулятором.
Для питания испытательной станции постоянным током удобнее
пользоваться отдельным преобразовательным агрегатом, напряже-
ние которого должно изменяться в широких пределах.
Для испытания узлов электронного управления устанавливается
стабилизированный выпрямитель.
284
Универсальный испытательный стенд составляет основную часть
оборудования контрольно-испытательной станции. Схема стенда
определяется главным образом объемом контрольных испытаний
и мощностью испытуемых объектов. Конструктивно стенд выполняется
из нескольких узлов со схемами разного назначения. Такой стенд
может быть быстро приспособлен к нуждам производства.
На универсальном испытательном стенде можно производить
следующие работы:
1)	проверку электрических цепей (через сигнальную лампу);
2)	проверку аппаратов, электронных ламп и усилителей при
питании стандартным напряжением;
Фиг. 183. Схема установки для испытания изоляции трансформаторов.
3)	проверку полярности трансформаторов;
4)	проверку коэффициента трансформации трансформаторов;
5)	испытание электрической прочности изоляции;
6)	испытание междувитковой изоляции;
7)	испытание на длительную нагрузку.
Испытание электрической прочности изоляции трансформаторов
производится в камере высокого напряжения. Одна из возможных
схем такой установки показана на фиг. 183.
Испытуемый трансформатор помещается в закрытую камеру
с дверцей из толстолистового органического стекла. При испытании
электрической прочности изоляции относительно корпуса транс-
форматор присоединяется одним концом испытуемой обмотки
к одному из зажимов установки: 1, 2 и т. д., в зависимости от наз-
наченного испытательного напряжения; сердечник трансформатора
соединяется с зажимом 0.
После включения главного выключателя В загорается синяя-
сигнальная лампа 1ЛС. Дверца закрывается, нажимая на два бло-
кировочных выключателя — 1ВБ и 2ВБ. Загорается красная сиг-
нальная лампа 2ЛС. Постепенно перемещая движок переменного
сопротивления г, повышают испытательное напряжение. О величине
последнего можно судить по показаниям вольтметра, с учетом
коэффициента трансформации. В установке используется несколько
однофазных трансформаторов, чтобы напряжения между слоями
из вторичных обмоток были возможно меньшими.
285
При испытании на пробой следят за показаниями миллиампер-
метра в первичной цепи. Если ток за время испытания существенно
не изменяется, трансформатор считается выдержавшим испытание.
Заметное увеличение тока в первичной цепи указывает на пробой
испытуемой обмотки.
Установка для испытания трансформаторов под нагрузкой
состоит из набора сопротивлений, эквивалентных реальной нагрузке
вторичных обмоток. Время испытания определяется опытным путем
и обычно не превышает двух часов.
Контроль монтажа панелей и блоков. Предварительная приемка
панелей и блоков производится по сборочным чертежам и электро-
схемам и ограничивается внешним осмотром.
Если панель идет на испытательный стенд, то при предваритель-
ной приемке рекомендуется проследить, чтобы к каждому зажиму
было присоединено именно столько проводов, сколько показано
на схеме. Обычно после такой проверки почти не остается невыяв-
ленных ошибок.
При проверке блоков или панелей с присоединением пайкой
отмечают каждую проверенную пайку цветным лаком.
Для проверки функционального действия релейных блоков и пане-
лей на универсальном стенде могут успешно применяться методы
числового управления: отдельные цепи переключаются по задан-
ной программе, причем каждое переключение происходит в резуль-
тате правильного действия предыдущей проверки.
Специализированный стенд для испытания узлов электрообору-
дования крупносерийных станков может представлять собой пол-
ный комплект электрооборудования одного станка, смонтирован-
ного таким образом, что любой эталонный узел (панель, блок) можно
быстро заменить испытуемым.
Контроль общего монтажа. Монтаж проверяется прежде всего
по общей монтажной схеме. Как и при контроле панелей, проверка
производится вначале по количеству проводов, подходящих к каж-
дому зажиму. Затем производится измерение изоляции проводки
по отношению к корпусу.
Сопротивление изоляции станочной электропроводки должно
быть не менее 1 ком на один вольт рабочего напряжения. Таким
образом, для силовой проводки установлен минимум 380 ком, а для
проводки большинства цепей управления, при отсутствии в той же
трубе силовой проводки, — 127 ком.
Для сеточных цепей сопротивление изоляции должно быть
не менее 1 мгом, если не предъявляются специальные, более жесткие
требования: Проверяется также состояние изоляции между узлами
схемы, электрически не связанными друг с другом, например между
цепями управления переменного и постоянного тока и пр.
Отыскание явного заземления или иного «паразитного» прямого
электрического соединения производится с помощью пробника,
так как с пробником может работать один человек.
При контроле качества общего монтажа каждый провод не нужно
прозванивать, так как это заняло бы слишком много времени.
286
После наладки электрооборудования станка производится про-
верка органов управления, ограничителей хода, блокировок,
защиты.
Приемка электрооборудования станка по паспортным данным.
Эта приемка производится после обкатки всех механизмов. В про-
грамму приемки по паспортным данным на холостом ходу входит
проверка величины хода подвижных органов станка, скоростей
движения подвижных органов, периодической подачи, точности
остановки (при электрическом торможении), оперативного управ-
ления.
Проверяется жесткость механических характеристик и точность
скоростей.
Если при проверке жесткости установлена необходимость изме-
нения настройки компенсации, приемка прерывается. Проверка
соответствия фактических скоростей табличным имеет смысл только
после проверки жесткости характеристик.	,
Исходя из реальных условий работы станочного привода, можно
считать допустимым повышение минимальной скорости на 2—3%
и понижение максимальной скорости на 10% (при номинальной
нагрузке).
Проверка скоростей на точность должна производиться по отно-
шению не к табличным, а к расчетным величинам, так как таблич-
ные почти всегда даны с округлением. Величины контрольных
расчетных скоростей указываются в поверочной карте.
Проверка на точность производится при средней нагрузке.
При показателе ряда <р = 1,26 проверка производится для каждой
ступени изменения скорости, при <р < 1,26 и бесступенчатом изме-
нении — для каждой обозначенной на табличке величины скорости,
но не чаще, чем при показателе <р = 1,26.
Допуск на отклонение скорости от расчетной на каждой ступени
изменения скорости зависит от <р, а именно: скорость на предыдущей
ступени с верхним допуском должна быть не более скорости на после-
дующей ступени, но с нижним допуском. Таким образом, допуски
должны быть:
при <р=1,12...................................± 6%
при <р=1,26.....................................±12%
Обычные сопротивления, определяющие ступени скорости, изго-
товляются с допусками + 10% и имеют отклонения при нагреве
до +2<-3%. Кроме того, неизбежны погрешности измерения при
настройке и контроле. Поэтому можно принять допуск на отклоне-
ния скорости + 10% при условии подбора или регулировки части
сопротивлений. Отсюда следует, что контроль ступеней скорости
с показателем <р < 1,26 не имеет смысла. Становится очевидной
и рекомендация проверки соответствия скоростей при средней
нагрузке, так как при проверке на холостом ходу скорости могут
оказаться больше чем при полной нагрузке. Допуск отклонения
минимальной скорости как для главного привода, так и для подач
должен быть только со знаком минус: — 10%. Минимальная ско-
287
рость установочных перемещений также должна иметь минусовый
допуск, но величина допуска при этом не ограничивается.
Максимальная скорость при изменении скорости привода вверх
от основной должна иметь допуск ±5%, чтобы, с одной стороны,
привод не оказался в более тяжелых условиях работы, с другой —
не было допущено значительное снижение паспортной величины
максимальной скорости.
Проверка скоростей реверсивного привода постоянного тока про-
изводится при вращении двигателя в одну сторону. При вращении
в другую сторону проверяются только минимальная и максималь-
ная скорости и пограничные ступени поддиапазонов с различными
законами изменения скорости.
В случае, если многодвигательный привод имеет общий гене-
ратор, питающий двигатели поочередно, проверка скоростей
на каждой ступени может производиться на одном двигателе,
а на остальных двигателях проверяются только минимум и мак-
симум скорости.
Измерение скоростей вращения производится с помощью тахо-
метра, а при малых скоростях — непосредственным отсчетом обо-
ротов за время, отмеченное секундомером. При измерении тахо-
метром за контрольную величину скорости принимается средняя
из трех измеренных; при непосредственном отсчете промежуток
времени измерения берется не менее минуты.
Измерение скорости линейных перемещений производится
с помощью линейки и секундомера, причем отрезки пройденного
пути берутся в пределах 300 мм\ промежутки времени при измерении
скоростей свыше 2 м/мин. берутся не более 10 сек.
Требования к точности величин периодических подач те же,
что и к точности скоростей, т. е. допуск на отклонения от табличных
величин возможен в пределах + 10 %, кроме минимума и максимума
подачи: минимум —10%, максимум +10%. Последние допуски
необходимы из условий недопустимости сужения диапазона.
Проверка точности остановки при электрическом торможении
производится по специальным требованиям к данному приводу.
Допуск устанавливается в абсолютных величинах. Проверка произ-
водится на всех направлениях движения сравнением пройденного
пути с заданным. Отрезки пути берутся не более 100 мм.
После приемки электрооборудования станка на холостом ходу
производится испытание станка под нагрузкой. При этом плавкие
вставки предохранителей и нагревательные элементы тепловых
реле должны точно соответствовать схеме.
В программу контрольного испытания под нагрузкой входят
общее испытание проводов и специальные испытания, объем
которых зависит от функций, выполняемых электроприводом
(например, испытание на точность электроавтоматического копи-
рования).
Результаты приемки станка по паспортным данным фиксируются
в приемочных картах — инструкциях, которые разрабатываются
для каждой модели станка.
288
61.	Наладка электрооборудования
Наладкой электрооборудования станка принято называть ком-
плекс работ, связанных с приведением в действие всех элементов
электрооборудования с целью получения требуемой технической
характеристики электропривода и управления. Настройка элементов
электрооборудования (операции по подбору параметров) является
частью наладочных работ.
Различают следующие виды наладки:
1)	первичная наладка перед контрольным испытанием и выпуском
станка;
2)	вторичная — после ремонта электрооборудования;
3)	контрольная — на месте установки станка перед сдачей в экс-
плуатацию.
Сокращение времени и трудоемкости наладочных работ должно
предусматриваться на начальных этапах проектирования электро-
оборудования станка. Этому сокращению способствуют: секциони-
рование сложных схем; сокращение или исключение элементов,
требующих настройки; унифицированная и удобная маркировка
зажимов; узловой и блочный монтаж; расцветка проводов; свобод-
ный доступ к аппаратуре; возможность быстрого снятия основных
связей; освещение внутри электрошкафа; установка контрольных
приборов, штепселя для паяльника и т. п.
Включение в схему станка специальных «искателей поврежде-
ний» и вспомогательных цепей для отыскания неисправностей себя
не оправдало и не может быть рекомендовано.
Квалифицированный наладчик при наличии соответствующей
оснастки должен уметь без посторонней помощи произвести наладку
станка с электроприводом любой сложности. Так как при этом
на сборке всегда присутствует персонал, знакомый с правилами
техники безопасности, работа одного наладчика при открытых
дверцах электрошкафа может быть допущена.
При длительном цикле наладки опытных станков должна быть
четко организована двух- или даже трехсменная работа наладчиков.
Это не только сокращает срок наладки электропривода, но и спо-
собствует ускорению сборочных работ.
Оснастка наладочных работ. Необходимый минимум измеритель-
ных приборов, требующихся при наладке электрооборудования
станка на сборочном стенде, зависит от профиля завода, т. е. от при-
нятых на заводе видов электропривода.
При наличии приводов как переменного, так и постоянного тока
удобнее пользоваться при наладке универсальными многошкаль-
ными приборами, позволяющими быстро выбрать род тока и пределы
измерения. К таким приборам относятся, например, тестер типа ИТ
для измерения напряжений до 1000 в, токов до 500 ма и сопротив-
лений; универсальный детекторный прибор.
Для измерения тока, кроме того, нужно иметь переносный электро-
магнитный амперметр с универсальным трансформатором тока
(для измерений в силовых цепях переменного тока) и магнитоэлек-
19 Разыграев А. М. и др. 349	289
трический амперметр (или милливольтметр) с набором шунтов —
для измерения постоянного тока.
Так как универсальные приборы дороги, пользование ими
должно быть строго ограничено и доверено опытному персоналу.
Для большинства наладочных работ применяются более дешевые
приборы класса 2,5. Из них для измерений на постоянном токе
наиболее удобны: вольтметры и миллиамперметры с двусторонней
шкалой, не требующие переключения концов при реверсе; мало-
габаритный магнитоэлектрический вольтметр типа М-65 на три пре-
дела измерений: 3—30—300 в.
Чтобы измерить напряжения на $
Фиг. 184. Схемы проверки выдержки времени при замыкании (а) и при
размыкании (6) катушки.
ваться магнитоэлектрическим детекторным вольтметром с пере-
ключателем добавочных сопротивлений для каждого диапазона
измерений. При наладке можно пользоваться теми же шкалами.
Для сбережения измерительных приборов наладчик должен
иметь при себе индикатор напряжения, например контрольную
лампу, чтобы не пользоваться измерительным прибором в тех
случаях, когда нужно лишь проверить наличие напряжения. При
проверке цепей управления удобно пользоваться коммутаторной
лампой на 24 в (с добавочным сопротивлением).
При проверке цепей постоянного тока удобно пользоваться неоно-
вой лампой, которая одновременно является индикатором полярности
(светится электрод, подключенный к отрицательному полюсу).
При проверке целости цепи (со снятым напряжением) необхо-
димым прибором является пробник, состоящий из миллиамперметра
и батарейки для карманного фонаря, встроенных в общий корпус.
С помощью пробника можно производить и измерение сопротивлений.
Измерения промежутков времени при наладке схем с незави-
симой выдержкой времени, при определении скорости подачи и пр.
удобно производить электрическим секундомером. Основное его
преимущество состоит в том, что начало и конец отсчета времени
точно совпадают с моментом включения и отключения соответствую-
щего аппарата схемы, чего нельзя добиться, пользуясь простым
секундомером. Микродвигатель электрического секундомера вклю-
чается через контакт проверяемой цепи (фиг. 184).
290
Концы проводов от контрольного вольтметра или пробника,
которые прикладываются к зажимам схемы кратковременно, снаб-
жаются щупами.
• По ходу процесса наладки требуется измерение напряжений
на многих точках схемы. Кроме того, очень часто щупы вольтметра
необходимо прикладывать к зажимам, расположенным далеко
друг от друга. Чтобы наладчик мог обходиться без подручного,
применяется легкий нагрудный ящик с зажимами для укрепления
в нем вольтметра (фиг. 185). Благодаря нагрудному ящику налад-
чик без посторонней помощи может быстро измерить напряже-
ния между зажимами, отстоящими
друг от друга почти на расстоянии
вытянутых рук, в которых он держит
щупы прибора.
Фиг. 186. Приспособление
для измерений напряже-
ния при наладке.
Фиг. 185. Нагрудный
ящик для вольтметра.
При наличии малогабаритного вольтметра можно пользоваться
приспособлением, показанным на фиг. 186. В изоляционный^ кор-
пус встроены вольтметр, ключ для переключения диапазонов изме-
рения и один щуп. При измерении наладчик держит в одной руке
прибор за рукоятку, а в другой — свободный щуп.
Для отыскания разрыва цепи под напряжением можно пользо-
ваться перемычкой из гибкого провода со щупами и предохраните-
лем типа ПН, встроенным в рукоятку одного из щупов. Приклады-
вая щупы к зажимам параллельно группе последовательно вклю-
ченных контактов и поочередно, перемещением щупа уменьшая
число контактов, замыкаемых перемычкой, можно быстро устано-
вить место разрыва проверяемой цепи. Если по ошибке наладчика
или при неправильном монтаже перемычка дает короткое замыка-
ние, сгорает плавкая вставка предохранителя.
Для наладки сложных приводов серийных станков могут приме-
няться и другие несложные приспособления, применение которых
экономит время, повышает срок службы измерительных приборов
и безопасность наладочных работ.
19*	291
Подготовка к наладке. Перед началом наладки производится
внешний осмотр электрооборудования. Некоторые неисправности,
вызывающие большие затраты времени при наладке, могут быть
легко обнаружены и устранены во время внешнего осмотра.
Все оголенные неприсоединенные концы проводов, в том числе
и запасных, нужно обязательно изолировать. Несмотря на конт-
роль, произведенный при узловой сборке, перед началом работы
нужно проверить сопротивление изоляции схемы от корпуса, про-
водя щуп мегомметра по зажимам распределительного устройства,
пультов управления, соединительных коробок.
Необходимо тщательно проверить поджатие всех неподвижных
контактов, а также состояние подвижных контактов аппаратов.
Во избежание ненормальностей в работе электропривода, вы-
званных неисправностью механической части, следует проверить
исправность механизмов, состояние смазки ходовых винтов и
направляющих.
Общая методика наладки. Работа наладчика не должна строиться
по шаблону. Однако во всех случаях он может пользоваться неко-
торыми общими методами, особенно необходимыми при отыскании
неисправностей. Овладение общей методикой наладки и сознательное
ее применение повышают уверенность наладчика при решении
любых частных вопросов наладки привода и сокращают продолжи-
тельность наладки.
Приводим некоторые общие методы наладки.
1.	Метод наблюдения является простейшим и самым
необходимым в работе наладчика. Он состоит в наблюдении за дей-
ствием элементов схемы и оценке правильности их действия. Даже
в станках со сложной электроавтоматикой и большим количеством
аппаратуры в одной операции управления приводом участвует
не более 3—4 аппаратов. Зная назначение и расположение аппара-
тов, по их состоянию наладчик может судить о режиме работы,
направлении движений и пр. Очень часто можно установить причину
неисправности или, во всяком случае, ограничить круг поисков.
2.	Метод исключения или локализации проверяемого
участка заключается в искусственном сокращении объема участка,
содержащего необнаруженный неисправный элемент, путем последо-
вательного снятия связей до таких пределов, когда неисправность
обнаруживается.
Под связями в данном случае надо понимать все виды связей,
в том числе и механические. Например, снятие ремня и проверка
двигателя на холостом ходу позволяют установить, что именно
неисправно — двигатель или механизм.
3.	Метод сравнения с эталоном заключается
в замене проверяемого элемента, узла схемы, или управляющего
напряжения соответственно эталонным элементом, узлом (панелью,
блоком), или напряжением от постороннего источника.
Если после замены элемента или узла неисправность исчезает,
наладчик продолжает работу, оставляя неисправный элемент или
узел для проверки в мастерской.
292
4.	Метод обратной последовательности
применяется при проверке схемы, состоящей из нескольких звеньев,
связанных функциональной зависимостью, и заключается в том,
что проверка производится на выходе каждого звена последовательно,
от последнего звена схемы к первому (фиг. 187). Если при этом
какое-то промежуточное звено имеет нормальный выход, т. е. выпол-
няет требуемую функцию, то сразу же после этого можно проверить
выход последнего звена. Такой метод исключает лишние контроль-
ные операции и, следовательно, сокращает время наладки. Этот
метод дает наибольший эффект в условиях серийного производства
и эксплуатации.
—----Направление проверки
Фиг. 187. Схема, поясняющая метод обратной последователь-
ности.
При наладке опытного станка со сложным электрооборудованием
или при отсутствии у наладчика достаточного опыта часто поль-
зуются методом прямой последовательности. Но и в этих условиях
рекомендуется все же обратная последовательность, в целях выра-
ботки определенного навыка.
5.	Метод крайних значений, применяемый главным
образом при настройке систем регулирования скорости привода,
заключается в том, что тому или иному параметру дается поочередно
максимальное и минимальное значение. Такое резкое изменение
величины позволяет, во-первых, резче выявить характер процессов,
происходящих в системе привода; во-вторых, быстрее и точнее опре-
делить величины установочных элементов схемы.
Перечисленными методами не исчерпываются общие правила
наладки.
Наладчик должен в основном пользоваться принципиальной схе-
мой, как можно реже прибегая к узловым монтажным схемам.
Исключение составляет схема межпанельных соединений, на кото-
рой показываются все внешние зажимы и, если позволяет место,
зажимы аппаратов без указания соединений. Такой метод способ-
ствует повышению квалификации наладчика и при наличии опыта
сокращает время.
Последовательность наладочных работ на станке трудно опре-
делить в общем виде. Так же, как и на всех предыдущих этапах
производства, нельзя рассматривать электропривод изолированно
от станка. Порядок наладочных работ должен прежде всего обеспечи-
вать быстрейшее завершение сборки и наладки механизмов. Часто
требуется вначале производить опробование механизмов на ходу
293
t еще незаконченным монтажом и ненастроенной защитой. Для опро-
бования механизмов двигатели могут быть включены либо через
независимую временную проводку, либо через схему станка,
но с загрубленной (или исключенной) защитой, минуя непроверен-
ные звенья схемы управления.
Для этого наладчик ставит необходимые перемычки, обеспечи-
вающие работу законченных участков схемы. Работа привода в этих
условиях обычно бывает кратковременной и происходит в присут-
ствии наладчика.
Перед началом наладки должны быть вынуты все плавкие вставки
предохранителей, кроме главных. В схемах торможения асинхрон-
ного двигателя противовключением должны быть отключены про-
вода от реле контроля скорости для того, чтобы исключить аварий-
ный режим — невозможность остановки двигателя кнопкой «стоп».
При наладке поочередно ставятся на место силовые предохрани-
тели и поочередно производится пробный пуск двигателей. При
обкатке механизмов измеряются нагрузки.
Проверка цепей управления производится вначале при вынутых
вставках силовых предохранителей, а проверка системы Г—Д —
при разомкнутой якорной цепи.
Фазирование приводов с асинхронными двигателями и согласо-
вание полярности привода с двигателями постоянного тока произ-
водится переключением концов на самих двигателях только при
первичной наладке во избежание отступлений от монтажной схемы.
Схема торможения противовключением включается только после
проверки правильности подключения реле контроля скорости.
Проверка производится контрольной лампой на отключенных
концах от реле, при пуске без торможения.
Проверка установки на нейтраль щеток реверсивных двигателей
постоянного тока, установленных на станке, производится при
средней нагрузке по тахометру: для привода с изменением скорости
вверх от основной — при максимальном числе оборотов, вниз
от основной — при минимальном чисел оборотов.
В дальнейшем последовательно, по частям схемы, производится
проверка и настройка автоматического управления и защиты.
Программа наладки во многом зависит от системы привода
и от местных условий, в особенности от организации узлового тех-
нического контроля и от характера сборки станка.
В последнюю очередь производится настройка ступеней скорости
при электрических способах ее изменения. При этом рекомендуется
по методу крайних значений окончательно настроить минимальную
и максимальную скорости привода подбором установочных сопро-
тивлений. После окончательной настройки схемы при изменении
нагрузки с наибольшей возможной точностью строится график
пдв — f (г) по нескольким точкам, снятым на холостом ходу привода.
По этому графику определяются значения сопротивлений для каждой
ступени скорости (фиг. 188) без изменения суммарного сопротивле-
ния, после чего производится окончательная приемочная проверка
ступеней. При этом руководствуются установленными допусками
294
на отклонения скорости. Такой способ значительно сокращает время
настройки и повышает ее точность.
В процессе наладки при обнаружении ошибок в схеме или мон-
таже иногда приходится заменять некоторые провода. Чтобы не задер-
живать свою работу, наладчик отключает неправильно присоеди-
ненный провод, не нарушая бандажировки, и подключает времен-
ный провод.
Все временные перемычки должны выполняться проводом такого
бы от проводов постоянного монтажа,
цвета, который отличался
чтобы впоследствии, при
исправлении монтажа, из-
бежать пропусков.
Отыскание разрыва це-
пи производится перемыч-
кой с предохранителем.
В большинстве случаев
этот способ более удобен,
чем пользование контроль-
ной лампой или вольт-
метром.
Проверку ограничите-
лей хода следует произ-
водить вначале от руки,
а потом от упоров, чтобы
избежать поломок при
неправильном включе-
нии.
Устранение замеченных
дефектов и исправление
монтажа должны произво-
диться во время самых бли-
жайших перерывов в на-
ладке. Если исправления
Фиг. 188. Рабочий график для настройки ступе-
ней скорости привода.
производятся по окончании наладки, возникает дополнитель-
ная затрата времени на проверку схемы.
Настройка реле. .Настройка стандартной релейно-контакторной
аппаратуры подробно описана в литературе. Здесь приводятся лишь
некоторые практические указания.
Реле времени настраивается на заданную выдержку времени
с помощью электрического секундомера (фиг. 184). Микродвигатель
секундомера подключается параллельно н. о. контакту с выдержкой
времени при замыкании (а) или последовательно с н. з. контактом
с выдержкой при размыкании (б). Таким способом можно измерять
выдержку пневматических и маятниковых реле времени всех типов.
Большие выдержки пневматического реле (4—5 сек. и более)
можно измерять простым секундомером в тех случаях, когда точность
измерения не играет большой роли. Изменение выдержки времени
производится при этом вращением винта, изменяющего сечение
канала для выхода воздуха.
295
Фиг. 189. Схема настройки теп«
лового реле.
Выдержка времени отключения электромагнитных реле постоян-
ного тока в небольших пределах (до 0,5 сек.) регулируется тремя
способами:
1)	изменением толщины немагнитной прокладки (грубо);
2)	изменением натяжения пружины (более тонко);
3)	включением сопротивления параллельно катушке реле.
Максимальное реле постоянного тока может быть настроено
предварительно (при узловой сборке) на заданную величину тока
срабатывания с помощью нагрузочного
сопротивления в цепи катушки реле;
питание производится от источника по-
стоянного тока. Изменение тока сраба-
тывания производится путем изменения
натяжения пружины.
Окончательная настройка макси-
мального реле производится на станке.
Прй этом нужно убедиться в том, что
реле не срабатывает при наибольшей .
нагрузке двигателя и наиболее тяже-
лых условиях его пуска.
Настройка максимального реле пе-
ременного тока в схеме управления
электромеханическим зажимным устрой-
ством должна начинаться с минималь-
ной уставки во избежание поломки не-
отлаженного механизма. Затем после-
довательным повышением тока уставки
контролируется полное зажатие.
Тепловые реле могут настраиваться
путем подбора нагревательных элемен-
тов при включении их через нагрузочный
трансформатор (фиг. 189). При этом
электрошкаф должен быть закрыт.
Особенности наладки приводов с электромашинным усилителем,
питающим двигатель механизма. Каждый электромашинный уси-
литель должен быть подвергнут тщательному внешнему осмотру.
Траверса должна быть прочно закреплена в положении, отмеченном
заводской меткой.
Обычно щетки слегка сдвинуты с нейтрали по направлению вра-
щения. Такой установке соответствует номинальный ток управле-
ния ЭМУ, что проверяется снятием характеристики холостого хода.
При этом номинальный ток управления должен быть одинаков
для той и другой полярности ЭМУ. Отклонения, превышающие
+ 10%, указывают на неправильную установку траверсы.
Сдвиг щеток на больший угол в сторону вращения понижает
коэффициент усиления. Сдвиг щеток в обратном направлении
и пуск ЭМУ в обратном направлении вращения опасны для машины.
Так как при этом ампервитки компенсационной обмотки значительно
превысят размагничивающие ампервитки реакции якоря, машина
296
окажется в режиме самовозбуждения, что может привести к про-
бою изоляции.
Иногда необходимо изменить направление вращения на обрат-
ное, например при установке двух ЭМУ по обе стороны от общего
приводного двигателя. В этом случае производятся: тщательная
пригонка щеток для нового вращения при разомкнутой поперечной
цепи; отыскание нейтрали индуктивным методом; сдвиг щеток в обрат-
ном направлении симметрично относительно нейтрали; проверка
рабочих характеристик машины.
Предварительная настройка компенсации производится при
отсутствии регулирующих связей. Максимальная нагрузка не должна
превышать 125% номинальной. При минимальной скорости испол-
нительного двигателя, соответствующей низшей ступени, посте-
пенным увеличением установочного сопротивления компенсацион-
ной обмотки добиваются получения горизонтальной характеристики
на участке 1Х х 1Н. Тогда все остальные характеристики для верхних
ступеней будут падающими.
Ток управления и токи в обмотках обратных связей электро-
машинного усилителя могут намного превосходить номинальные
значения. Поэтому при настройке, в особенности для схем с магнит-
ной связью, следует соблюдать осторожность и не допускать пере-
грева обмоток.
Пределы нагрузки обмоток по плотности тока указываются
заводом-изготовителем; для высокоомных обмоток обычно 1длит ~
я» Ын и 1макс Ын (кратковременно).
Перед началом наладки необходимо подсчитать, какие напряже-
ния для задающей обмотки управления и обмоток обратной связи
являются опасными. В соответствии с этими величинами уста-
навливаются постоянные сопротивления в цепях сигнала и обрат-
ной связи.
При возникновении электромеханических незатухающих коле-
баний следует останавливать электромашинный агрегат. Ток глав-
ной цепи не должен превышать 1,75/г я в течение 3 сек. Главная
цепь в начале наладки должна замыкаться только для настройки
компенсации.
Во избежание неправильного наложения отрицательных обрат-
ных связей перед началом наладки следует отключить все обмотки
обратной связи (с одного конца), а также первичные обмотки противо-
колебательных трансформаторов.
Перед включением связей нужно проверить правильность ука-
зания полярности в схеме. Для этого необходимо заметить поляр-
ность ЭМУ при возбуждении без обратных связей и направление тока
в обмотке управления. Если при данной полярности ЭМУ в цепях
отрицательной связи направление тока обратное (по схеме), можно
быть уверенным, что при наложении связей не потребуются переклю-
чения в схеме. Наложение нескольких обратных связей производится
поочередно. Включение каждой обратной связи следует производить
вначале только касанием проводника, наблюдая за вольтметром
на выходе ЭМУ, при минимальном токе управления.
297
Наложение жесткой обратной связи по скорости, кроме того,
нужно производить при включенной гибкой обратной связи по уско-
рению, иначе возможно возникновение незатухающих колебаний.
При окончательной настройке системы с сильными отрицатель-
ными связями можно изменить настройку установочного сопротив-
ления компенсационной обмотки. Окончательную настройку удоб-
нее производить при минимальной скорости, начиная со средней
нагрузки, увеличивая нагрузку до 1,25ZW и уменьшая до 0,251Н.
Так как кривая напряжения ЭМУ в зоне нагрузок от 0 до 0,25Z„
имеет круто падающий участок, желательно иметь нагрузку холо-
стого хода не ниже 0,25Z„. С этой целью для ЭМУ малой мощности
можно допустить включение балластного сопротивления параллельно
нагрузке или некоторое повышение статического момента холостого
хода поджатием клиньев и регулируемых гаек ходовых винтов.
Для привода с широким диапазоном изменения скорости необ-
ходимо проверять нагрузочную характеристику и при номинальной
скорости. Если при этом номинальная нагрузка вызывает падение
скорости более чем на 10% от скорости при средней нагрузке, можно
допустить при минимальной скорости некоторую компенсацию —
не более 2—3% для ужесточения характеристик верхней части диа-
пазона.
Нагрузка приводов подачи часто носит колебательный характер,
вызванный изменениями момента трения. Частота колебаний про-
порциональна угловой скорости, из-за чего в системе привода
возможно возникновение колебаний на низких скоростях, при низ-
кой частоте. Поэтому настройку компенсации следует производить
при наложенных противоколебательных связях.
Настройка магнитной гибкой связи производится путем посте-
пенного ослабления максимальной связи переключением числа
витков противоколебательного трансформатора и увеличением воз-
душного зазора.
Особенности наладки схем электронного управления. Во время
наладки схем электронного управления проверяются напряжения
питания, напряжения в контрольных точках, динамический коэффи-
циент усиления; производится устранение замеченных неисправно-
стей и монтажных ошибок.
Программа наладки усилителя в реальной схеме устанавливается
в зависимости от его задач. При этом в состав наладки может входить
настройка некоторых элементов усилителя.
Элементами настройки в схеме обычно являются сопротивления.
Нужно избегать применения таких переменных сопротивлений,
уставку которых легко сбить, причем наладчик может об этом
не знать. Лучше, хотя и с большей затратой времени, производить
настройку путем временной замены постоянных сопротивлений пере-
менными с последующим измерением и подбором постоянных сопро-
тивлений. Следует избегать настройки величины емкости, так как
подбирать конденсаторы затруднительно.
Ступени скорости привода с усилителем в цепи возбуждения ЭМУ
настраиваются в соответствии с требованиями поверочной карты,
298
по которой производится контрольная приемка наладочных
работ.
Настройку ступеней сложных органов управления, состоящих
из двух-трех переменных сопротивлений на одной оси, следует
производить только для одного переменного сопротивления, а осталь-
ные составлять из постоянных сопротивлений, не изменяемых при
настройке.
При наладке усилителей с питанием анодной цепи переменным
током приходится определять режим наилучшего использования
усилителя путем переключения концов обмоток трансформатора
питания, так как анодный ток зависит от сдвига фазы входного напря-
жения по отношению к фазе напряжения питания.
Отыскание неисправностей лампового усилителя производится
несложными приемами. Проверяется напряжение накала, анодный
ток или напряжение на анодной нагрузке. В случае недостаточ-
ной величины анодного тока при снятом входном напряжении нужно
соединить управляющую сетку лампы с катодом; если анодный
ток при этом заметно возрастает, следует искать, каким путем
на сетку подается ложный сигнал. Если анодный ток равен нулю
при наличии напряжения между анодом и катодом лампы, причиной
этого может быть отсутствие контакта между анодной или катодной
ножкой цоколя лампы и соответствующим гнездом ламповой панели.
Если анодный ток чрезмерно велик при наличии отрицательного
потенциала между гнездами катода и управляющей сетки, причиной
этого может быть отсутствие контакта между ножкой управляющей
сетки н гнездом.
Для локализации проверяемого участка удобнее всего вынимать
лампы, закладывать бумажные ленточки между контактными пру-
жинами реле, снимать межузловые перемычки. Схема усилительного
устройства должна быть построена так, чтобы каждый каскад можно
было отделить от всей схемы без отпайки концов монтажных проводов
(чтобы избежать повреждения их изоляции).
При отпайке сопротивлений в анодных цепях следует помнить,
что выпрямитель нельзя оставлять без нагрузки, а цепь экранной
сетки нельзя питать при разомкнутой анодной цепи.
Для облегчения проверки и наладки усилительного устройства
составляется схема контрольных параметров. Это принципиальная
схема, в которой опущены надписи, кроме нумерации зажимов,
но указаны контрольные величины напряжений, токов и сопро-
тивлений.
Наладка схемы привода с промежуточным усилителем обратной
связи по скорости (фиг. 25). Перед началом наладки снимают все
жесткие и гибкие обратные связи (отсоединяют по одному проводу
от каждой связи), вынимают лампы; полностью отключается вход
усилителя.
Вначале при отключенных цепях сигнала, гашения поля ЭМУ
и входа промежуточного усилителя включается выходной каскад.
После балансировки усилителя на его вход подается минимальный
сигнал и проверяется его полярность. В случае обратной поляр-
299
ности меняют включение обмоток ЭМУ на входе усилителя, на зажи-
мах ЭМУ. Проверяют полярность датчика скорости (при вынутых
лампах усилителя), следя за тем, чтобы полярность была обратной
по отношению к сигналу. Если полярность одинакова, меняют вклю-
чение концов на зажимах датчика скорости.
Полярность гибкой отрицательной связи по изменению скорости
можно проверять по отклонениям стрелок миллиамперметров
в анодных цепях выходного каскада в момент включения первичной
обмотки противоколебательиого трансформатора на напряжение
источника сигнала с любой полярностью. Направление отклонений
стрелок должно быть таким же, как при включении датчика скорости
с той же полярностью.
Полярность емкостной гибкой связи проверяется включением
сопротивления параллельно емкости. Если при этом жесткая связь
отрицательна, то и гибкая связь будет отрицательной.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Автоматизация машиностроительных процессов, под ред. акад. Дику-
шина В. И., том II, АН СССР, 1959.
2.	Анфимов М. А., Составление электрических схем, Оборонгиз, 1949.
3.	АчерканН. С., Расчет и конструирование металлорежущих станков,
Машгиз, 1952.
4.	Бесекерский В. А. и др., Проектирование следящих систем малой
мощности, Судпромгиз, 1958.
5.	Васильев Д. В.и др., Расчет следящего привода, Судпромгиз, 1958.
6.	В е р х о л а т М. Е., Ф а т е е в А. В., Анализ работы и расчет элементов
электрического привода, Машгиз, 1957.
7.	Вешеневский С. Н., Расчет характеристик и сопротивлений для
электродвигателей, Госэнергоиздат, 1955.
8.	Гаврилов М. А., Теория релейно-контактных схем, Изд. АН СССР,
1950.
9.	Г е й л е р Л. Б., Электропривод в тяжелом машиностроении, Машгиз,
1959.
10.	Конев Ю. И., Кристаллические триоды в устройствах автоматического
управления, Изд. «Советское радио», 1957.
11.	Лернер А. Я-, Розенман Е. А., Наладка промышленных автома-
тизированных электроприводов, Госэнергоиздат, 1950.
12.	Л е р н е р А. Я-, Фейгин В. И., Автоматическое управление электро-
приводами, Госэнергоиздат, 1950.
13.	М а й о р о в Ф. В., Электронные регуляторы, Госэнергоиздат, 1956.
14.	М а й о р о в Ф. В., Электронные цифровые вычислительные устройства,
Госэнергоиздат, 1957.
15.	Металлорежущие станки, под ред. Ачеркана Н. С., Машгиз, 1957.
16.	Основы автоматического регулирования, под ред. Солодовникова В. В.,
Машгиз, т. 1, 1954; т. II, 1959.
17.	Полупроводниковая электроника (сборник статей), Госэнергоиздат, 1959.
18.	Разы гр а ев А. М., Электронное управление на металлорежущих
станках, Машгиз, 1953.
19.	Рогинский В. Н., Элементы структурного синтеза релейных схем
управления, АН СССР, 1959.
20.	С а н д л е р А. С., Электрооборудование производственных механизмов
(электрооборудование металлорежущих станков), ГЭИ, 1958.
21.	С о к о л о в Т. Н., Дружинский И. А., Автоматическое управ-
ление процессами копирования, Машгиз, 1954.
22.	С о к о л о в Т. Н. и др., Электрокопировально-фрезерный полуавтомат,
модель 6441А, системы Т. Н. С о к о л о в а, Машгиз, 1951.
23.	С о к о л о в Т. Н., Электромеханические системы автоматического управ-
ления, Госэнергоиздат, 1952.
24.	X а р и з о м е н о в И. В., Электрическое оборудование металлорежущих
станков, Машгиз, 1958.
25.	Челюсткин А. Б., Розенман Е. А., Автоматическое управление
прокатными станками, Металлургиздат, 1955.
26.	Ч е р н ы ш е в А. В., Яхин А. Б., Автоматизация обработки на метал-
лорежущих станках с применением программного управления, Машгиз, 1959,
301
27.	Электрооборудование металлорежущих станков, под ред. Чиликииа М. Г.
и Зусмана В. Г., Госэнергоиздат, 1958.
28.	ЭНИМС, Руководящие материалы по электрификации металлорежущих
станков, 1951—1959.
29.	Б а х а р е в С. А., Электропривод широкого диапазона с внутренними
обратными связями, «Электричество», 1954, № 8.
30.	Бахарев С. А., Статический расчет электропривода постоинного тока,
«Электричество», 1960, № 3.
31.	Бровман Я. С., Электропривод тяжелых станков, «Электричество»,
1955, № 5.
32.	Б р о в м а н Я. С. и Т е в с Н. Г., Выбор типа электропривода главного
движении тяжелого металлорежущего станка, «Станки и инструмент», 1956, № 2.
33.	Бровман Я-С., Тевс Н. Г., Выбор типа электропривода механизмов
подачи тяжелых станков, «Станки и инструмент», 1956, № 6.
34.	В е р х о л а т М. Е., О следящих системах с прерывным управлением дли
копировально-фрезерных станков, «Станки и инструмент», 1956, № 7.
35.	В е р х о л ат М. Е., Следящая система с непрерывным пропорциональным
управлением и жесткой обратной отрицательной связью по скорости для тяжелого
копировально-фрезерного станка .«Станки и инструмент», 1956, № 11.
36.	Г р а ч е в Л. Н., Н а й д и с В. А., Выбор типа привода главного дви-
жения карусельных станков средних размеров, «Станки и инструмент», 1959, № 9.
37.	Д у б к о в с к а я А. Г., Интерполирующее устройство для системы про-
граммного управления фрезерным станком, «Станки и инструмент», 1959, № 6.
38.	К у д и н о в Б. А., Найдис В. А., Налетов С. П., X л у-
д о в С. В., Выбор типа привода главного движения тяжелых карусельных станков,
«Станки и инструмент», 1959, № 7.
39.	К у д и н о в Б. А., Найдис В. А. и др., Выбор типа привода механиз-
мов подачи тяжелых карусельных станков, «Станки и инструмент», 1957, № 9.
40.	Л е в и т Г. А., Коэффициент полезного действии быстроходных станков
и способы его повышения, ЦБТИ, МСС, 1950.
41.	Найдис В. А., Рози нов А. Г., РозманЯ- Б., Электроприводы
подачи станков с магнитными и полупроводниковыми усилителями, «Станки и инстру-
мент», 1957, № 6.
42.	Р а з ы г р а е в А. М., Составление многотактиой схемы электропривода,
работающего по автоматическому циклу, «Электричество», 1956, № 11.
43.	Харитонов А. М., Применение многоскоростных двигателей в электро-
приводах станков, «Станки и инструмент», 1955, № 2.
44.	Ш а п и р о И. Л., Электропривод тяжелых токарных станков, «Электри-
чество», 1959, № 1.
45.	Ш а п и р о М. А., Выбор оптимального варианта привода станков,
«Станки и инструмент», 1951, № 3.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ........................................................... 3
Введение .............................................................. 5
Глава!. Порядок проектирования и	техническая документация ....	7
1.	Подготовка проектирования........................................ —
2.	Этапы конструкторской подготовки производства.................... 8
3.	Вспомогательные материалы и приспособления для проектиро-
ваия............................................................. 13
4.	Техническая документация электрооборудования..................... —
Г л а в а II. Выбор типа основных станочных приводов.................. 16
5.	Общие условия выбора типа привода................................ —
6.	Элементы динамики электропривода................................ 18
7.	Зависимость мощности и момента станочных приводов от скорости .	24
8.	Способы изменения скорости главного привода..................... 27
9.	Выбор типа главного привода .................................... 36
10.	Особенности определения мощности главного привода.............. 43
11.	Выбор типа привода подач....................................... 46
12.	Особенности определения мощности приводов подач и установоч-
ных перемещений.................................................. 57
Г л а в а III. Изменение и регулирование скорости привода по системе
ЭМУ—Д............................................................... 62
13.	Получение малых скоростей и регулирование скорости двига-
теля ............................................................. —
14.	Ограничение и регулирование тока двигателя..................... 65
15.	Статический расчет привода..................................... 67
16.	Пример расчета................................................. 75
Глава IV. Проектирование принципиальной схемы......................... 79
17.	Характеристика электрического управления	.	. ............... —
18.	Основные принципы составления схемы электрического управ-
ления ........................................................... 90
19.	Способы преобразования схем ................................... 95
20.	Преобразование однотактных схем........................... 98
21.	Изменение режимов работы и программы автоматического цикла	.	.	103
22.	Общая методика составления схемы автоматического	цикла	.	.	.	107
23.	Пример составления схемы автоматического цикла............ 109
Глава V. Узловые схемы станочных приводов............................ 114
24.	Управление главным приводом..................................... —
25.	Управление подачей и установочными перемещениями.............. 125
26.	Управление вспомогательными приводами......................... 132
27.	Межузловые связи станочных приводов........................... 136
303
Глава VI. Элементы электронного управления............................ 140
28.	Усиление жесткой отрицательной обратной	связи.................. 142
29.	Усиление и формирование гибких связей .	-.................... 148
30.	Фазочувствительные устройства (ФЧУ)............................ 151
31.	Автоматическое регулирование нагрузки резания.................. 152
32.	Автоматизация смены операций................................... 156
33.	Усилители фотодатчиков......................................... 159
34.	Усилители на полупроводниковых триодах......................... 160
Г л а в а VII. Элементы числового управления.......................... 167
35.	Системы числового управления..................................... —
36.	Выбор программоносителя и формы записи. Прочитывающие
устройства ..................................................... 170
37.	Датчики пути и положения ...................................... 175
38.	Схемы сравнения................................................ 178
39.	Управление изменением скорости подачи .	.	.•................. 182
40.	Структура систем числового управления.......................... 184
Г л а в а VIII. Размещение и конструкции узлов электрооборудования . .	186
41.	Размещение и монтаж электрических машин.......................... —
42.	Размещение и монтаж станочной аппаратуры....................... 191
43.	Устройства управления точной остановкой........................ 198
44.	Пульты управления.............................................. 199
45.	Конструкции комбинированных и специальных аппаратов управ-
ления .......................................................... 214
46.	Конструкции электрошкафов...................................... 220
47.	Монтаж аппаратуры в электрошкафах.............................. 226
Глава IX. Электропроводка............................................. 235
48.	Провода и защитные оболочки для монтажа электропроводки ...	—•
49.	Виды, структурные схемы и	трассы проводки...................... 239
50.	Станочная электропроводка	.............................. 241
51.	Проводка к подвижным частям станка............................. 243
52.	Узлы соединения и разветвления проводки........................ 248
53.	Особенности электропроводки комплектных устройств электро-
оборудования ................................................... 254
54.	Внешняя проводка............................................... 256
55.	Монтажные чертежи проводки..................................... 258
Глава X. Составление монтажных схем................................... 259
56.	Монтажные схемы панелей электрошкафа............................. —
57.	Монтажные схемы блоков....................................... 264
58.	Монтажные схемы электрифицированных узлов станка ....	270
Глава XI. Монтаж, технический контроль и наладка электрооборудо-
вания ............................................................. 278
59.	Электромонтажные работы......................................... —•
60.	Технический контроль электрооборудования..................... 284
61.	Наладка электрооборудования.................................. 289
Литература.......................................................... 301
Аркадий Михайлович РАЗЫГРАЕВ, Зиновий Абрамович ДВОРИН,
Давид Гиршевич ГОЛЬЦИКЕР, Сергей Александрович БАХАРЕВ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Радактор издательства И. А. Бородулина
Технический редактор Л. В. Щетинина	Корректор В. М. Хорошкевич
Подписано к печати 23/11 1961 г.	М-37605	Формат бумаги бОхОО1/»*
Печ. листов 19,0.	Уч.-изд. листов 20,2.	Тираж 15 000 экз.	Зак. 349
Типография № 6 УПП Леисовнархоза, Ленинград, ул. Моисеенко, 10