Дипломна робота

на тему:

Модернізація фрезерувального верстата з числовим програмним керуванням для обробки корпусних деталей

Зміст

Вступ

1 Характеристика базового верстату

1.1 Огляд і аналіз фрезерних верстатів і їх основних вузлів

1.2 Огляд пристроїв зміни заготовок на верстатах з ЧПК

1.3 Компоновки РТК на базі фрезерувальних верстатів

2 Конструкторський розділ

2.1 Розробка компоновки РТК, вибір робота

2.2 Модернізація базового фрезерного верстата з числовим програмним керуванням моделі 65А60Ф4 - 11

2.2.1 Розрахунок привода головного руху

2.2.2 Обґрунтування компоновки підшипників шпинделя

2.2.3 Розрахунок привода подач

2.2.4 Удосконалення конструкції тягового механізму

2.2.5 Перевірочний розрахунок роликових опор кочення напрямних вертикальної подачі на податливість

2.2.6 Вибір гідроциліндра для механізму гідророзвантаження бабки

2.3.1 Вибір конструкції захватного пристрою промислового робота

2.3.2 Розрахунок захватного пристрою промислового робота

3 Економічний розділ

3.1 Початкові дані

3.2 Визначення амортизаційних відрахувань

3.3 Розрахунок фонду заробітної платні

3.4 Визначення собівартості продукції

3.5. Розрахунок потреб в оборотних коштах

4 Охорона праці

4.1 Вступ

4.2 Захисні огорожі, забарвлення і блокування, що забезпечують безпечну експлуатацію проектованого устаткування

4.2.1 Блокування, що забезпечують безпеку верстата

4.3 Забезпечення безпеки при експлуатації промислових роботів

4.4 Облік вимог охорони навколишнього середовища при застосуванні змащувально-охолоджуючих технологічних засобів

4.5 Автоматичне прибирання стружки на проектованому устаткуванні

4.6 Електробезпека проектованого устаткування

4.7. Пожежна безпека

4.8 Розрахунок транспортера для прибирання стружки

Висновки

Список літератури

ВСТУП

Числове програмне керування стало універсальним засобом управління верстатами. Застосування верстатів з ЧПК дозволило якісно змінити металообробку, і отримати значний економічний ефект. Обробка на верстатах з ЧПК, характеризується: підвищенням продуктивності праці оператора - верстатника завдяки зменшенню основного і допоміжного часу (переналадки); можливістю застосування багатоверстатного обслуговування ; підвищеною точністю; зниженням витрат на спеціальне пристосування; скороченням або повною ліквідацією розмічальних і слюсарно-підганяльних робіт.

Досвід використання верстатів з ЧПК показав, що ефективність їх застосування зростає при підвищенні точності, ускладненні умов обробки (взаємне переміщення заготівки і інструменту по п'яти - шести координатам), при багатоінструментальній багатоопераційній обробці заготовок з одним установом і т.д.

Велика перевага обробки на верстатах з ЧПК полягає також в тому, що значно зменшується частка важкої ручної праці робітників, скорочуються потреби в кваліфікованих верстатних універсалах, змінюється склад працівників металообробних цехів.

Завдяки застосуванню ГПМ і ГПС розв'язується проблема цілодобового використання устаткування, відкривається можливість практичної реалізації (безлюдної технології), при якій виробничий персонал працює головним чином в першу, найбільш продуктивну, зміну, а в другу і третю зміни працює нечисленний штат чергових або він зовсім відсутній.

Метою даного дипломного проекту є модернізація фрезерувального верстата з числовим програмним керуванням у складі робото - технічного комплексу для обробки точних деталей призматичної форми з легких сплавів.

Базовим верстатом є фрезерувальний верстат моделі 65А60Ф4 - 11.

Для досягнення вказаної мети необхідно вирішити наступні задачі підвищення швидкості та забезпечення точності обробки, а саме:

1. Виконати кінематичний розрахунок приводу головного руху із безступінчастим регулюванням, який забезпечуватиме =2500 об/хв. при загальному діапазоні =125 та здійснити конструктивну реалізацію вказаного приводу.

2. Обґрунтувати компоновку шпиндельного вузла ( у зв'язку із підвищенням максимальної частоти обертання шпинделя).

3. Виконати перевірочний розрахунок двигуна привода поздовжньої подачі на податливість.

4. Підвищити розрахунково точність обробки, яку забезпечують вертикальні напрямні кочення шпиндельної бабки.

5. Обрати гідроциліндр для механізму гідро розвантаження напрямних шпиндельної бабки.

1 Характеристика базового верстата

Верстат призначений для високопродуктивного фрезерування, свердлення, зенкування, розгортання і розточування деталей з чавуну, сталі, кольорових металів. Верстат оснащений механізмом видалення стружки. Головний привід регульований електродвигун постійного струму. Переміщення стола, салазок і бабки здійснюється від окремих регульваних електродвигунів постійного струму і контролюється датчиками зворотного зв'язку. Система блокувань і запобіжних пристроїв забезпечує високу надійність верстата.

Технічні характеристики	65А60Ф4-11
Розміри робочої поверхні столу, мм	2000x630
Гранична відстань від торця шпинделя до робочої поверхні столу, мм:
- наименьшее\ найбільше	125\900
Найбільше переміщення, мм:
- у поздовжньому напрямі столу (вісь X)	1600
- у поперечному напрямі столу (вісь Y)	630
- у вертикальному напрямі бабки (вісь Z)	775
Конус кінця шпинделя	50
Межі частоты обертання шпинделя, мин-1	5. ..2000
Регулювання частоти обертання шпинделя	безступінчате
Номінальна потужність електродвигуна головного приводу, кВт	20
Найбільша вага встановленої деталі на столі верстата (з пристосуванням), кг	3000
Габаритні розміри верстата разом з окремо розташованими агрегатами і електроустаткуванням, мм, не менше:
- довжина; ширина; висота	6185\3825\4100
Маса верстата (разом з окремо розташованими агрегатами і електроустаткуванням), кг	16780

1.1 Огляд і аналіз фрезерних верстатів і їх основних вузлів

Фрезерні верстати з ЧПК призначені для обробки плоских просторових деталей складної форми.

Конструкції фрезерних верстатів з ЧПК розрізняються по розташуванню шпінделя (горизонтальне або вертикальне), по числу координатних переміщень столу або фрезерної бабки, по числу використовуваних інструментів і способу їх установки на верстаті (вручну або автоматично).

Для фрезерних верстатів з ЧПК прийнята єдина система позначення координат, що рекомендується ІСО (Міжнародною організацією по стандартизації). У вказаних верстатах ріжучий інструмент обертається, а рухомі органи верстата прямолінійно переміщаються в прямокутній системі координат XYZ, причому вісь обертання інструменту (фрези) співпадає з координатною віссю Z .

Координатну систему в якій переміщується інструмент, позначають XYZ, а координатну систему, де переміщується заготівка X”Y”Z”. Напрям переміщення інструменту і заготівки вважається позитивним якщо при цьому вони ударяються один об одного.

мал.1.2

На верстатах, призначених для обробки корпусних, плоских і інших заготовок, що не обертаються при обробці, положення координатних осей визначають за правилом правої руки: великий палець - вісь Х, вказівний - осьY, середній - вісь Z(рис.1.3а). Для визначення координатних переміщень верстата праву руку (тильною стороною) подумки розташовують на оброблюваній площині заготівки (рис.1.1б) так, щоб напівзігнутий середній палець співпадав з віссю обертання інструменту (+Z); тоді великий палець покаже напрям +Х; а вказівний - напрям +Y.

Окрім переміщень по основних координатних осях Х, Y і Z можливі переміщення (W,W”) і обертання (У, В”) щодо вторинних осей, паралельних основним (рис.1.3,б і в).

По компоновці фрезерні верстати діляться на чотири групи: вертикально - фрезерні з хрестовим столом; консольно - фрезерні ; поздовжньо - фрезерні; широкоуніверсальні.

У вертикально - фрезерних верстатах з хрестовим столом (рис.1.4,а) стіл переміщується в поздовжньому (осьХ) і поперечному (вісь Y) горизонтальних напрямах, а фрезерна бабка - у вертикальному напрямі (вісь Z).

У консольно - фрезерних верстатах (рис.1.4,б) стіл переміщується по трьох координатних осях (Х,Y і Z), а бабка нерухома.

У подовжньо - фрезерних верстатах з рухомою поперечиною (рис.1.4,в) стіл переміщається по осі Х, бабка, шпінделя, по Y осі, а поперечина по осі Z. У поздовжньо - фрезерних верстатах з нерухомою поперечиною (рис.1.4,в) стіл переміщається по осі Х, а бабка, шпінделя, - по осях Y і Z.

У широкоуніверсальних інструментальних фрезерних верстатах (рис.1.4,г) стіл переміщається по осях Х і Y, а бабка, шпінделя, - по осі Z.

Фрезерні верстати в основному оснащуються прямокутним і контурними ПЧПК.

При прямокутному управлінні (Ф2) стіл верстата здійснює рух лише в напрямі, паралельному одній з координатних осей, що робить неможливою обробку складних поверхонь. УП в таких верстатах задають з пульта (оперативні системи ЧПК). Верстати з прямокутним управлінням застосовують для фрезерування площин, уступів, пазів, різновисоких бобишек і ін.

При контурному управлінні (Ф3 і Ф4) траєкторія переміщення столу може бути найрізноманітнішою і залежить від профілю оброблюваного виробу. Верстати з контурним управлінням використовують для фрезерування різних кулачків, штампів, прес - форм і ін. Число керованих координат, як, правило, три, а в деяких випадках чотири і п'ять.

При контурному управлінні рух формоутворення проводиться не меньше ніж по двох координатних осях одночасно; вся інформація для управління задається з пульта системи ЧПК.

Фрезерні верстати з ЧПК бувають як одноінсрументальні (інструмент встановлюється вручну), так і багатоінструментальні (оснащені магазином інструментів і пристроєм їх автоматичної зміни). Як привід головного руху використовують асинхронні електродвигуни (у цих випадках є коробки швидкостей) і електродвигуни постійного струму.

Мал.1.4

На малих фрезерних верстатах з прямокутним управлінням застосовують один приводний електродвигун постійного струму і коробку передач з автоматично перемикаємими електромагнітними муфтами, а на важких верстатах з контурним управлінням кожне кероване координатне переміщення здійснюється від автономного електроприводу постійного струму.

Фрезерні верстати з ЧПК повинні забезпечувати високу точність позиціонування (1 -3 мкм при прямокутній обробці і 5-10мкм при контурній обробці), що обумовлює підвищені вимоги до жорсткості верстатів.

Тому приводи подач фрезерних верстатів з ЧПК мають короткі кінематичні ланцюги, передавальні рух від двигуна безпосередньо виконавчому органу, а всі деталі і вузли (корпусних деталей, особливо напрямних) повинні виготовлятися і збиратися з високою точністю.

Для зменшення тертя в передачах, що повідомляють рух безпосередньо виконавчим органам, у верстатах з контурним управлінням встановлюють кулькові гвинтові пари; механічні передачі приводів подач виконують беззазорними, а на важких верстатах застосовують направляючі кочення. Змащування направляючих здійснюється автоматично.

У верстатах, предназначених для контурної обробки деталей, використовують слідкуючі приводи подач - електрогідравлічні крокові, гідравлічні і електромеханічні.

Особливостями цих приводів є те, що окрім роботи в слідкуючому режимі вони забезпечують також роботу в режимі позиціонування, що необхідне для виконання на фрезерних верстатах свердлувальних і розточувальних операцій.

Фрезерне верстати з ЧПК випускають нормльної (Н), підвищеної (П) і високої (В) точності.

Відношення величин похибок обробки, характеризуючих точність верстатів класу Н, П і В, складає 1:0,6:0,4.

Точність УЧПК, керуючого координатними переміщеннями рухомих вузлів, характеризують наступні показники: точність позиціонування; стабільність позиціонування; зона нечутливості.

Зону нечутливості, визначену зазорами в кинематичному ланцюзі приводу і в кульковій гвинтовій парі, зменшують регулюванням механізмів.

Станини являються основним базовим елементом (несучою системою) верстата, що визначає положення всіх його робочих органів в просторі. Консртукциї станин розрізняються залежно від призначення і особливостей конструкції верстатів. У групи станин входять всі складові конструктивно-складальні елементи, що забезпечують геометрично правильне переміщення робочих органів верстата і кріплення механізмів для їх переміщення. Станини мають високу жорсткість в звязку з переривистим характером різання.

Станини верстатів з ЧПК по конструкції можна розділити на групи залежно від типів верстатів, для яких вони призначені. Станина для безконсольних вертикально - фрезерних верстатів, виконана у вигляді однієї литої масивної секції (рис1.5). У станині симетрично з двох сторін розташовані поверхні Б напрямних. Усередині станини знаходяться камери Е для розміщення двигунів приводу поздовжніх подач і вікна К для доступу ззовні до цих двигунів. Станина симетричного типа, з ребрами жорсткості. При розміщенні допоміжних вузлів усередині станини ускладнюється її конструкція і ускладнюеться доступ до цих вузлів. Тому існує тенденція перераховані допоміжні вузли виносити назовні станини.

Мал.1.5

При цьому спрощується конструкція станини і підвищується її жорсткість завдяки рівномірному розташуванню ребер.

Особливості конструкції станин поздовжньо - фрезерних верстатів полягає в тому, що вони складаються із зістикованих по довжині окремих секцій.

Станини верстатів з нерухомим порталом і рухомим столом: у них, де L - довжина станини, В - ширина станини, застосовують в портальних поздовжньо - фрезерних верстатах. Вони виконуються у вигляді однієї центральної секції 1, яка стикується з секціями 2 і 3, розташованими по краях (рис.1.6). Базою для стиковки набору секцій є середня центральна секція 1, яка несе на собі бічні, розташовані по двох сторонах стиковки поверхні Г, для фіксації кріплення стійок нерухомого порталу. Центральна секція повинна мати високу жорсткість. Станина може бути зістикована з різних по довжині секцій 1,2 і 3, які в з'єднанні забезпечують необхідну довжину ходу столу. На (рис.1.6) показана станина з направляючими змішаного типа (ковзання - кочення), широко вживаними у верстатобудуванні з плоскими направляючими 5 і V - образними роликовими направляючими кочення, розташованими на поверхнях 6. Підпружинені пристрої 4 служать для періодичного змазування. Така конструкція володіє великою жорсткістю і вібростійкістю.

Станини широкопортальних фрезерних верстатів мають блокову конструкцію. До них відноситься станина верстата 2ФП-242В (рис.1,7) з рухомим порталом для обробки великогабаритних деталей великої ширини. Станина блокової конструкції є поєднанням зістикованих крайніх секцій 9, однакових по довжині і по ширині, що мають опорні сталеві направляючі, і середніх секцій 12, що несуть на собі стіл 3. Сукупність з'єднань трьох секцій, тобто двох крайніх 9 і однієї середньої 12, складає кожен блок стиковки завдовжки 5880, вширину 3660 і висоту 1000 мм. Станина складається з шести таких блоків, і її загальна довжина 35280 мм. Крайні секції 9 станини включають по дві прикручені сталеві планки 155855 мм, прямокутного перетину 1, 2, 5 і 6, які є основою для направляючих кочення. Ці планки термічно оброблені, загартовані по твердості HRC 59-63 і до установки заздалегідь прошліфовані. Планки направляючих встановлюють на станину в шпильку або впритул, укріплюють гвинтами, розташованими в шаховому порядку.

Головки гвинтів втоплені на 8 -10 мм і закриті сталевими пробками. Кожна крайня секція 9 є взаємозамінною для правої і лівої сторін станини. Конструкція ребер секції 9 така, що під тією, що під кожною направляючою розташовано ребро, що створює жорстку опору.

мал.1.6



Мал.1.7

Між подовжніми і поперечними ребрами розміщений похилий жолоб з кутом нахилу, рівним куту нахилу жолобів 10 середньої секції. Збоку під поверхнею направляючих розташовані площини платиків 7 для закріплення силової зубчатої рейки. З'єднання бічних секцій станини з середньою секцією виконується по бічних стикувальних поверхнях, кріплення здійснюється шістьма болтами 13 зверху і чотирма болтами по краях кожної секції; положення виконується циліндричними штифтами 14.

Центральна секція 12 станини є сполучною проставкою і основою для столу 3, і основою для столу 3, виконаного у вигляді поперечних плит 15 з Т - образними пазами. Між цими плитами розташовані люки 16, які з'єднуються з жолобами 10, в яких проходять конвеєри для відведення стружки . У середині центральної секції станини розташовано вікно 11 для монтажу приводів з редукторами пристрою відведення стружки. На поверхні 4 центральної секції при необхідності можна встановлювати спеціальні пристосування. Останнім часом в зарубіжному верстатобудуванні з'явилася тенденція застосування у верстатах з ЧПК замість чавунних станин залізобетонні. Такі станини відповідають підвищеним вимогам, що пред'являються до статичної і динамічної жорсткості, вібростійкої, а також термостійкості.

Конструкція направляючих верстатів з ЧПК повинна забезпечувати необхідну точність переміщення робочого органу верстата по траекторії, заданною управляючою програмою, на протязі тривалого часу. Точність верстата досягається дотриманням точності геометричних параметрів направляючих, їх затягуванням і виключенням зазорів, забезпеченням плавності ходу, жорсткістю конструкції, що запобігає переміщенням від пружних деформацій. Тривале збереження точності направляючих залежить від зносостійкості матеріалів пар тертя в направляючих.

У сучасних верстатах з ЧПК застосовують направляючі ковзання, кочення і комбіновані залежно від конструкції і призначення верстатів; їх вибір здійснюють відповідно до конкретних умов роботи верстата. Для багатоопераційних верстатів, що працюють в позиційному режимі, необхідні конструкції направляючих, які забезпечують швидкий, точний вихід на позицію. Цим вимогам краще всього відповідають направляючі кочення. На фрезерних верстатах для контурної обробки необхідні направляючі, які забезпечують плавний реверс. Такими є направляючі ковзання з малим коефіцієнтом тертя. При великих довжинах переміщення з високою швидкістю ( до 10 м/мін) рекомендується застосовувати направляючі кочення або комбіновані разом з тим на вертикально - фрезерних верстатах для пятикоординатної обробки застосовують для всіх переміщень направляючих кочення.

У важких фрезерних верстатах широко застосовують гідростатичні направляючі.

Направляючі верстатів з ЧПК мають різновиди залежно від поєднання спряжених пар.

Направляючі ковзання. Вдосконалення направляючих в основному йшло у напрямі отримання малого коефіцієнта тертя завдяки застосуванню спеціальних пластикових синтетичних матеріалів, сплавів і мастик.

Направляючі ковзання виконують із спеціальних пластин з цинкового сплаву ЦАМ або пластин з фторопласту (тефлону), розташованих на рухомому органі, в поєднанні з чавунними або сталевими пластинами прямолінійними нерухомими планками. Застосовують спеціальні покриття у вигляді пасти в поєднанні із сталевими призматичними або плоскими прямолінійними планками.

Пластикові направляючі виконують з фторопласту Ф4К - 20, який в поєднанні з чавуном або сталлю забезпечує коефіцієнт тертя спокою м = 0,005 і коефіцієнт тертя руху м = 0,004. Фторопласт поставляється у вигляді рулону стрічки або пластин розміром 250*250*10 мм, які заздалегідь обробляють і розрізають по ширині поверхні направляючих; поверхню пластин фрезерують до отримання товщини 8 мм з тим, щоб допуск плоскотності кожної пластини складав 0,05 мм; потім фрезерують канавки 2 (мал. 1.8.) для змазування завглибшки 1,5 мм під кутом 45, після чого свердлять отвори 3 і зенкують їх під розмір головок гвинтів.



Мал.1.8

Конусоподібне поглиблення 4 під головки гвинтів роблять на 1,5 - 2 мм глибше, ніж це потрібно, щоб втопити головки гвинтів.

Підготовлені пластини закріплюють на поверхні направляючих за допомогою епоксидного клею і гвинтів. Стики між пластинами і поглибленням 1 під головки гвинтів замазують епоксидним клеєм. У зібраному вигляді фторопластові пластини шабрують по плямах фарби, нанесеної за допомогою плити.

Напрямні кочення забезпечують при вельми малому коефіцієнті тертя м =0,005 точні переміщення при реверсах, рівномірне переміщення при низьких і високих швидкостях. Ці властивості забезпечують з високою точністю повторюваність виходу на позицію, що особливо важливо для багатоопераційних верстатів, можливість зменшення потужності двигунів приводів подач, стабільні підвищені точність і довговічність.

Напрямні кочення є поєднання роликових опор в сполученні з термічно обробленими сталевими накладними планками з цементованої сталі типу 20Х (ГОСТ 4543 - 71) з подальшим гартом до твердості HRC 59 - 63.

Монтажна схема роликових опор вертикальних направляючих стійки для переміщення каретки по осі Z показана (мал. 1.9).



Мал.1.9

Напрямні складаються з накладних сталевих планок довжиною 500, шириною 160 і товщиною 60 мм, термічно оброблених (твердістю HRC 59 - 63), зафіксованих по пазу 5, закріплених гвинтами 6 і конічними штифтами 3.

Рухомі роликові опори встановлюють з кожної сторони планок у вигляді нерухомих платформ 1, платформи 2 з двома основними роликовими опорами розташовують по бічних поверхнях з протилежної сторони направляючих планок 4.

З бічної сторони планки, правої напрямної, 4 укріплена нерухома роликова опора 9, з бічної сторони протилежної направляючої, розміщена рухома роликова опора 8, для здійснення натягу.

Підтискні роликові опори в платформах 1 оберігають каретку від перекидання; їх встановлюють так, щоб зазор між опорою і платформою шляхом пригону сталевої прокладки 7 не перевищував 0,02 - 0,03 мм.

Потім регулюють роликові опори 8 на рухомих клинах. Натяг клинової роликової опори створюється до отримання зазора 0,02 0,03 мм між основою обойми і поверхнею клину. Після цього положення клину остаточно фіксують стопорним гвинтом.

У верстатах, у яких робочі органи переміщаються на відстань не більше 3 мм, в механізмах приводів подач застосовують гвинтові пари. Достоїнства кулькових передач - малі втрати на тертя і високий ККД.

Існують конструкції кулькових гвинтових пар двох типів: поєднання гвинта, що обертається, і гайки, що переміщається; поєднання гайки, що обертається, і гвинта, що переміщається.

Кулькова гвинтова пара з гвинтом (рис1.10), що обертається, застосовується в приводах поздовжньої і поперечної подачі гамми верстатів ФП - 27Н3. Кулькова гвинтова пара складається з гвинта 1 з різьбленням спеціального профілю, двох циліндрових кулькових гайок 2 з кульками 3,



Мал.1.10

каналів повернення кульок 5, корпуса 4, для монтажу кулькових гайок і ущільнювачів 6.

Кожну гайку 2 кріплять до корпусу 4 гвинтами 8. Зазори між гвинтом 1 і гайкою 2 усувають створенням попереднього натягу шляхом шліфування компенсаторних напівкілець 9 і притягання гайки до корпусу 4 гвинтами 8.

Необхідне значення попереднього натягу задають залежно від значення моменту обертання корпусу щодо гвинта, яке визначено технічними вимогами в кресленні.

У конструкції опор 10 кулькових пар використані радіальні 12 і упорні 11 підшипники з компенсаторами 14 для створення в опорах необхідного попереднього натягу кулькової пари.

Попередній натяг опор кулькової пари регулюють за допомогою гайок 13. Опори гвинта кріплять болтами 15, положення кронштейнів фіксують за допомогою штифтів 16.

Рухомі несучі елементи - супорти, салазки, столи і стійки - впливають не тільки на компоновку верстата, але і на технічні параметри верстата, наприклад, жорсткість, вібростійкість, точність переміщення, і визначають якість виготовлення деталей на верстаті.

Жорсткість базових і рухомих несучих елементів верстатів з ЧПК повинна бути вище за жорсткість цих елементів в звичайних верстатах. Салазки, столи і супорти відносяться до рухомих несучих елементів, які звичайно виготовляють литвом з чавуну СЧ20.

Супорт є несучим елементом конструкції і призначений для переміщення фрезерних головок, бабок, шпинделів, різцетримачів з ріжучим інструментом або вимірювальних пристроїв. Супорти можуть мати одно - або двокоординатні переміщення, які можуть бути здійснені в ручному і автоматичному режимах. Супорти монтують на направляючих.

Для переміщення на невеликі відстані і при невеликих силах застосовують направляючі типа ластівчина хвоста, для переміщення на великі відстані - направляючі прямокутного перетину. Корпус супортів відливають з чавуну, симетрично розташовують ребра і конструктивні елементи для здійснення переміщень. Конструкції супортів надзвичайно різноманітні і залежать від типу верстатів.

Салазки - складова частина несучих елементів; вони виконують функції направляючих. У вертикально - фрезерних верстатах салазки забезпечують переміщення супорта по координатах Х і Y. У поздовжньо - фрезерних верстатах - по координатах Y і Z.

Конструкції салазок характеризуються великою різноманітністю. В основному салазки коробчатого типа мають ребра, що збільшують жорсткість направляючих, або поверхні кріплення для прівертних сталевих направляючих. Направляючі салазок фрезерних верстатів - прямокутного перетину, досить великої ширини для того, щоб тиск на опорні поверхні направляючих не перевищував 0,1 - 0,2 МПа. Посередині направляючими розташовують кулькову гвинтову передачу або інші засоби, що забезпечують переміщення салазок. Корпус салазок звичайно відливають з чавуну СЧ20. При розміщенні усередині корпусу кінематичної передачі на салазках виконують відповідні платіки. Приводи і датчики зворотного зв'язку розміщують в місцях, доступних для обслуговування.

Столи бувають двох типів: рухомі, призначені для кріплення і переміщення оброблюваних заготовок по заданих координатах, і нерухомі - у крупних подовжньо - фрезерних верстатів. Рухомі столи виконують одно - і двокоординатними, в деяких випадках на столах встановлюють поворотні пристосування або в рухомі столи вбудовують столи для кругової подачі. Столи - коробчатої конструкції з ребрами, рівномірно розташованими в поздовжньому і поперечному напрямах. Жорсткість направляючих столу збільшують за допомогою ребер.

Нерухомі столи 3 (рис.1.7) крупних поздовжньо - фрезерних верстатів для обробки заготовок великої довжини можуть складатися з окремих прикручених до станини секцій, встановлених на однаковій відстані один від одного. У проміжках між секціями розташовані люки 16 для стоку стружки і емульсії. Поверхні столів мають Т - образні пази для установки і кріплення швидкодіючих пристосувань або вакуумних столів - пристосувань.

Стійки так само, як і станини, є основним базовим елементом. Розрізняють стійки двох типів - одностійкові колончаті і двостійкові рамкові.

Одностійкові колончаті стійки мають несучі направляючі, розташовані попереду або збоку перпендикулярно до опорної поверхні і призначені для переміщення бабки, шпінделя.

Шпиндельна група верстатів, призначена для здійснення головного обертального руху шпинделя з необхідною частотою обертання. У групах, шпинделів, виконуються закріплення і обертання ріжучих інструментів і забезпечується їх задане положення по відношенню до інших вузлів верстата.

Конструкція шпиндельної групи, повинна бути такою, щоб з виконанням комплексу технологічних команд досягалося збереження точності обертання шпинделя (що виключає осьове і торцеве биття), а також сумарної жорсткості всієї групи з вхідними вузлами для запобігання деформації.

Мал.1.11

До складу шпиндельної групи (рис.1.11), входять: двигун М приводу головного руху, коробка швидкостей або перемикань К, приводний вал П, який з'єднується з двигуном за допомогою муфти М1, і шпиндельний вузол (головка) Ш.

При нерегульованому приводному асинхронному двигуні зміна частот обертання шпинделя здійснюється ступінчасто, за допомогою коробок швидкостей з складною кінематичною структурою. Асинхронний електродвигун найбільш надійний і простий в експлуатації, не вимагає перетворювачів і спеціальних підсилювачів, має порівняно невеликі розміри і масу. Проте зміна частоти обертання шпинделів при асинхронному електродвигуні можливо лише за допомогою багатоступінчатих коробок швидкостей або пристроїв перемикання (якщо електродвигуни двошвидкісні).

У приводі головного руху з асинхронним електродвигуном і ступінчастим регулюванням частоти обертання шпинделя ускладнюеться автоматизація команд керування від керуючої програми. Асинхронний двигун може працювати з високими перевантаженнями, що є його перевагою в порівнянні з двигуном постійного струму.

Регульовані приводи головного руху підрозділяють на три групи. Електроприводи з тиристорним двозонним безступінчатим регулюванням частот обертання шпінделя в поєднанні з коробками швидкостей забезпечують широкий діапазон регулювання частот обертання шпінделів за допомогою знижуючої передачі для отримання нижніх діапазонів частоти обертання і прискорювальної передачі для досягнення її верхніх діапазонів. Безступінчате регулювання з безперервною зміною частоти обертання шпінделів може також виконуватися завдяки застосуванню гідроприводу з об'ємним регулюванням або електроприводу з частотним регулюванням.

Інструментальні магазини і механізми зміни інструменту застосовуються в багатоопераційних верстатах. Їх застосування забезпечує в процесі обробки заготовки заміну в шпінделі верстата оброблювального інструменту відповідно до заданого технологічного процесу обробки.

Для автоматичної зміни і закріплення в шпінделі верстата різних за розміром і функціональним призначенням ріжучих інструментів в їх конструкції необхідно передбачити спеціальні посадочні місця і елементи для затиску. Це досягається установкою і закріпленням ріжучого інструменту в інструментальних оправках.

Інструментальні магазини призначені для розміщення інструментальних оправок на верстаті і їх транспортування в зону перевантаження в шпіндель. Число інструментів, а відповідно і місткість інструментальних магазинів визначаються технологічними функціями верстата.

Механізми зміни інструменту перенавантажують інструментальні оправки з магазина в шпіндель верстата і з шпінделя в магазин.

1.2 Огляд пристроїв зміни заготовок на верстатах з ЧПК

На багатоцільових (багатоопераційних) верстатах для підвищення продуктивності застосовують спеціальні пристрої, що забезпечують автоматичну зміну оброблюваних заготовок.

Для обробки деталей типу тіл обертання в якості накопичувачів заготовок можуть використовуватися механізми, аналогічні по конструкції інструментальним магазинам. З накопичувача заготівки на верстат переносяться частіше всього за допомогою промислових роботів різної конструкції.

В даний час широко поширені накопичувачі заготовок у вигляді тактових столів для обробки деталей типу тіл обертання. Тактові столи переміщають заготовки по команді СУ в позицію, з якої вони переносяться на верстат транспортним пристроєм. Заготовки на тактових столах можуть встановлюватися на кодованих супутниках для зміни у будь-якому порядку, що задається програмою.

Довгі вали подаються конвеєром, звідки їх беруть ПР портального типу, які обслуговують декілька верстатів.

Для корпусних і плоских заготовок застосовують столи - супутники, які є багатопозиційними завантажувальними столами, на яких під час обробки однієї заготівки встановлюють і закріплюють наступну заготівку, що підлягає обробці. Застосування таких систем для багатоцільових свердлувально - фрезерно - розточувальних верстатів знижує час простоїв між циклами обробки деталей до 30 - 60 с. Різноманіття оброблюваних форм робить раціональною зміну не окремих деталей, а саме столів із заздалегідь закріпленою деталлю. Всі вживані в даний час системи автоматичної зміни заготовок (АЗЗ) передбачають використання пристосувань - супутників і завантажувально - розвантажувальних пристроїв для їх автоматичної зміни. На столі верстата є вбудовані або накладні елементи для базування і закріплення пристосувань - супутників.

В Україні випускалося 2 типа столів - супутників (стіл - це плоска чавунна плита з точно обробленими базовими поверхнями для кріплення заготовок):

I тип - паллета європейського стандарту з Т - образними пазами;

II тип - палета японського типу: ряди точних гладких фіксуючих отворів, що чергуються, і різьбових (сітка).

Мається на увазі пази і отвори на робочій поверхні столу, тобто для закріплення заготівки і технологічного оснащення. Базові площини служать для установки столу - супутника на столі верстата. Столи - супутники стандартизовані. Мають ширину 200…800 мм при одному направляючому Т - образному пазі на базовій площині і ширину 1000 - 2000 мм при двух Т - образних направляючих поверхнях. Столи супутники по базовій поверхні встановлюються на стіл верстата. Орієнтація столу - супутника на столі верстата в першому випадку здійснюється фіксуючими штирями.



Мал. 1. Столи - супутники для призматичних заготовок

а) європейський стандарт; б) японський стандарт

1 - базовий отвір для орієнтації столу - супутника за допомогою штирів на столі верстата; 2 - базова площина для установки столу - супутника на стіл верстата; 3 - напраямні поверхні для орієнтування столів - супутників під час переміщення на накопичувачах; 4 - центруючі отвори для орієнтації або вивіряння заготовок або технологічного оснащення; 5 - повірочний отвір; 6 - робоча поверхня столу - супутника; 7 - затискні поверхні для затиску столу - супутника на столі; 8 - кріпильні отвори; 9 - Т - образні кріпильні пази.

Базові отвори 1 бувають циліндричними або конічними (в основному в прецизійних верстатах).

У горизонтальних ГПМ L:B = 1:1 або 1.25 : 1, у вертикальних ГПМ L:B = 1.6:1 або 2:1, оскільки плоскі або призматичні деталі звичайно подовжені.

Система автоматичної зміни столів - супутників складається з двох частин: завантажувального пристрою і накопичувача столів - супутників.

Найбільш часто вживані схеми завантажувальних пристроїв:

а - човникове переміщення пристосувань - супутників поздовж осі. Одномісні завантажувальні пристрої розташовуються з двох сторін від столу.

При зміні супутника стіл верстата спочатку переміщається по осі Х до вільного завантажувального пристрою для передачі супутника з обробленою заготівкою, потім - до завантажувального пристрою, на якому знаходиться супутник з новою заготівкою. Розташування з протилежних сторін столу застосовують в крупних ГПМ, зокрема двухстоечних, з шириною столів - супутників не менше 1000 мм.

б - паралельне переміщення супутників уздовж осі Z. Схема зручна для приєднання верстатів до загальної транспортної системи або накопичувача супутників із заготовками. Якщо стіл верстата не має можливості переміщатися уздовж осі Х, то застосовують двомісні завантажувачі, які можуть переміщатися по осі Х, або переміщатися сам завантажувач по напрямних, або переміщаються салазки по напраямним, що розташовані на завантажувальному пристрої.

в - Т - образна схема розташування столів - супутників. Завантажувальний пристрій розташовується з двох сторін від столу в одному з його крайніх положень по осі Х. В цьому випадку переміщення супутників може здійснюватися одним приводом. Стіл нерухомий.

г - Г - образна схема розташування столів.

д - завантажувальні пристрої розташовані під кутом один до одного. Схема застосовується у верстатах з поворотним столом. Необхідно сумістити напрямні столу і завантажувальних пристроїв. Стіл повертається на кут, відповідний куту між навантажувачами.

е - поворотний завантажувальний пристрій. Стіл переміщається в позицію зміни заготовок, стикується із завантажувачем, на вільну платформу завантажувача з верстата переміщається супутник з обробленою деталлю. Потім завантажувач повертається на і з іншої платформи на верстат переміщається супутник з новою заготовкою. Проте в цьому випадку збільшується площа, що займає модуль.

Таким чином завантажувальні пристрої можуть бути:

- з роздільними платформами, розташованими з однієї або з двох протилежних сторін столу;

- з платформами, встановленими на пересувній або нерухомій підставі, тобто для передачі і прийому заготовки може застосуються стіл уздовж платформи завантажувального пристрою або сама платформа;

- із завантажувальними пристроями які можуть переміщатися лінійно або мати поворотний стіл.

Багатопозиційні пристрої бувають декількох типів:

- лінійні ( з лінійним розташуванням позицій завантаження);

- поворотні ( кругове розташування позицій завантаження).

Компоновки багатопозиційних пристроїв:

ж - багатопозиційний поворотний стіл з однією позицією завантаження - розвантаження;

з - механізм перевантаження супутників поворотного типу;

і - лінійне розташування позицій завантаження. Каретка 1 одержує лінійне переміщення уздовж позицій завантаження - розвантаження. Магазин заготовок нерухомий.

На супутниках можуть бути встановлені різні заготовки, їх обробка може відбуватися в будь-якій послідовності.

Компоновки одномісних і багатомісних завантажувальних пристроїв вибирають у кожному конкретному випадку виходячи з:

- умов експлуатації верстатів;

- планування устаткування;

- напряму технологічних потоків;

- схеми транспортування оброблених заготовок.

Одна з найважливіших вимог - точність і стабільність фіксації пристосувань - супутників на столі верстата.

Пристосування фіксації і затиску - одні з найбільш відповідальних деталей. Повинні забезпечувати високу точність і жорсткість базування незалежно від способу базування. Ще одна вимога - забезпечити відведення стружки.

Способи базування супутників:

- напрямні типу «ластівчин хвіст» і упор;

- прямокутна призма і фіксатор;

- V - образна призма і упор;

- по двох фіксаторах.

Пристосування - супутники на столі затискають. Механізми затиску можуть бути пасивні і активні. Активні механізми - частіше всього гідравлічні, вбудовані в стіл верстата або накладні.

Пристрої автоматичної зміни оброблюваних заготовок суміщають з транспортними системами - магазинами супутників. Наприклад, конвейєр - накопичувач супутників або транспортний візок.

Завантаження верстата з платформ, розташованих по осі Х з двох протилежних сторін від столу фірми Mandelli (Італія).



Багатомісний пристрій карусельного типу фірми Mitsui Seiki, фірми Kerney and Trecker (США), Marwin (Англія).

Накопичувач супутників з транспортним візком фірми “Хюллер Хилле” (Германія). У магазині 10 супутників 1, транспортний візок 3 переміщається по напрямним 2. У візку змонтований привід її переміщення і механізм переміщення супутників з поворотним столом. У конвейєрі - накопичувачі всі супутники переміщаються одночасно, самохідний візок доставляє до верстата 4 тільки один супутник, вибираний за програмою. У накопичувачі передбачена позиція з поворотним столом 5, яка використовується для установки і зняття заготовок у зв'язку із зовнішнім транспортом. Така система може обслуговувати два багатоцільові верстати, дозволяє транспортувати різні заготовки.

Фірма “Цугами” (Японія) запропонувала вертикальний магазин для супутників ( 10 супутників і один в робочій позиції - обробка до 11 різних заготовок). Номери супутників кодуються за допомогою спеціальних собачок. Потрібні програми обробки викликаються автоматично.

Встановлюють і знімають заготовку з супутників тоді, коли супутник в горизонтальному положенні (позиція а). Магазин обертається. Економія місця.

Таким чином, якщо необхідно забезпечити роботу верстата протягом 1 - 2 змін без втручання оператора, верстати оснащують або багатомісним завантажувальним пристроєм або пристроєм автоматичної зміни заготовок, що забезпечує зв'язок верстата з накопичувачем, магазином або загальною транспортною системою.

Пристрої зміни столів - супутників тільки підвищують коефіцієнт використання верстата, а накопичувачі супутників дозволяють, встановивши наперед заготовки, забезпечити роботу без участі оператора, обмеживши його роль контролем безперервності обробки.

Якщо автономних накопичувачів у верстатів недостатньо, то передбачають зовнішні накопичувачі, розташовані уздовж лінії верстатів з двох сторін ділянки. Завантажені у зовнішніх накопичувачів супутники транспортними візками переміщають до накопичувачів модулів.

Багатомісні пристрої можуть створювати запас деталей для обробки в перебігу робочої зміни, тобто виконують роль накопичувача.

1.3 Компоновки РТК на базі фрезерувальних верстатів

У склад роботизованого технологічного комплексу входять:

1) технологічне обладнання (металорізальний верстат);

2) промисловий робот;

3) допоміжне транспортне обладнання.

Роботизовані технологічні комплекси бувають одно позиційні та багато позиційні.

Слід відзначити, що, незважаючи на відносну простоту одно позиційних РТК, вони досить розповсюджені, тому розглянемо їх докладніше.

РТК працює слідуючим чином. Заготовка, що заздалегідь орієнтована у допоміжному обладнанні (ДО), захоплюється робочим органом промислового робота, переноситься у робочу зону технологічного обладнання (ТО) та встановлюється у потрібному положенні. Іноді цей процес досить активний, як, наприклад, при обробці заготовки на токарному верстаті. Треба зупинити шпиндель верстата, дати команду на відкривання затискного пристрою (патрону, цанги і т. ін.), точно встановити заготовку у затискний пристрій, затиснути її, відвести робочий орган робота, увімкнути верстат на обробку деталі. По закінченні циклу обробки треба зупинити верстат, взяти оброблену деталь та перенести її у допоміжне обладнання ДО2. Оброблені деталі або встановлюють просторово орієнтованими, або кладуть у тару в навалку.

Технологічне обладнання, що рекомендується для застосування у складі РТК повинно бути достатньо розповсюдженим та перспективним з точки зору конструкції, технологічності, експлуатаційних параметрів та ступеню автоматизації. Відзначимо лише одне важливе міркування. Технологічне обладнання повинне мати пристрій числового (хоча б циклового) управління. Якщо ця умова не виконана, то при стикуванні ТО з промисловим роботом можуть виникнути непередбачені труднощі, які зумовлять невиправдані витрати часу та коштів.

Допоміжне обладнання, призначене для:

1) накопичення певної кількості орієнтованих заготовок на початковій позиції комплексу;

2) Поштучної видачі заготовки у певну точку простору, де її захопить захват робота ( у разі необхідності);

3) Транспортування заготовок та виробів між послідовно розташованим обладнанням всередині комплексу із збереженням орієнтації;

4) Переорієнтація заготовок та виробів у разі потреби;

5) Збереження між операційного запасу та запасу між комплексами.

Допоміжне обладнання, що входить до складу транспортно - накопичувальної системи, як правило, не має між собою ні конструктивних, ні інформаційних зв'язків і всі команди отримує від технологічного обладнання та промислових роботів. Як накопичувальні пристрої у комплексі можуть застосовуватися лотки, крокові конвеєри, тупикові накопичувачі, багатомісна тара. Відповідний тип транспортно - накопичувального пристрою обирають, ретельно аналізуючи заготовку та вироби, особливості технологічного обладнання та промислових роботів.

Номенклатура деталей, обробка яких принципово можлива та доцільна на автоматизованих комплексах «верстат - робот», визначається слідуючими факторами:

1) конструктивними параметрами деталей;

2) видом та станом заготовки, яка надходить на обробку;

3) технічними вимогами, що ставлять до деталі;

4) габаритними розмірами та масою деталі.

Деталі, призначені для обробки «верстат - робот» повинні мати слідуючі параметри:

1) однорідні за формою та розташуванням поверхні для базування та захвату, які дозволяють без додаткової перевірки встановлювати їх на верстат, де для базування та закріплення використовується широко універсальне технологічне оснащення;

2) чітко виражені бази та ознаки орієнтації, що дозволяють організувати транспортування та складання заготовок поряд з верстатами у орієнтованому вигляді з використанням стандартного допоміжного оснащення;

3) можливість уніфікувати процеси обробки й типи обладнання для застосування групового методу обробки.

Технологічний процес обробки деталей у системі РТК характеризується:

- максимально можливою концентрацією операцій на верстатах з ЧПУ, що дозволяє скоротити кількість установлень у процесі виробництва, покращує якість виробу за рахунок підвищення точності, скорочує час виробничого циклу;

- опорядження верстатів технологічним оснащенням, що легко переналагоджується та забезпечує високоточне базування та надійне кріплення деталей у процесі обробки без значного переналагоджування;

- ретельною підготовкою баз на оброблюваних виробах, яка гарантує виконання та збереження заданих кресленнями технічних вимог. Обробка базових поверхонь може відбуватися як на обладнанні РТК, так і поза ним перед надходженням на комплекс.

У системі РТК рекомендується виконувати лише відпрацьовані, перевірені технологічні операції, що гарантують нормативний строк роботи ріжучого інструменту та його під налагоджування.

Склад технологічного обладнання всередині комплексу по можливості повинен зберігати постійне положення осі деталі під час транспортування та обробки (горизонтальне або вертикальне).

При створенні РТК до заготовок треба ставити підвищені вимоги, зокрема поковки, прокат після розрізування, зварені заготовки рекомендується піддавати зачищенню від задирок, швів, облою, ливарних додатків. Сталеві заготовки з легованих важкооброблюваних матеріалів, а також сталеве литво треба піддавати відпалу (поліпшенню).

Процес завантаження верстатів промисловими роботами умовно можна розділити на три типи рухів:

- транспортування заготовки від місця зберігання до верстату - залежить від компоновки комплексу «верстат - робот» та конструктивного виконання ПР;

- переміщення заготовки у робочу зону (зону завантажування) верстату - залежить від форми та взаєморозташування обмежувальних площин зони;

- переміщення (введення) заготовки у базуючий (встановлювальний) пристрій верстату (орієнтуючий рух ПР) - залежить від розташування пристрою на одній з обмежувальних площин зони та принципу дій самого пристосування.

ПР повинні забезпечувати виконання основних функцій: встановлення заздалегідь орієнтованих заготовок у патрон верстату, знімання обробленої деталі з верстата та вкладання у тару або магазин (транспортер), кантування деталі , видачу якщо це потрібно, технологічних команд на верстат, між верстатне транспортування.

ПР, що використовуються як засіб автоматизації металорізальних верстатів, повинні мати:

- конструктивно - технологічні параметри (вантажопідйомність, швидкість руху робочих органів, точність позиціонування, розміри робочої зони, потрібна кількісь керованих координат, тип СПУ), відповідні технічним параметрам та технологічним вимогам верстатів, для обслуговування яких вони призначені;

- можливість покращення техніко - економічних показників верстатів, а саме: підвищувати продуктивність верстатів не менше як на 20%, знижувати рівень браку, підвищувати коефіцієнт завантаження верстатів, повністю усувати можливий травматизм;

- мінімальна кількість керованих координат для виконання потрібного обсягу операцій на верстаті та використаного допоміжного обладнання, що його включено для нормальної роботи комплексу;

- достатня ступінь універсальності для можливості перевести обладнання з одного виробу на інший з мінімальним обсягом робіт по переналагодженню;

- високу надійність. Напрацьовування на відмову ПР повинно становити не менше 100 годин;

- зону, яка забезпечує можливість спостереження за процесом різання та втручання в процес у разі аварійної ситуації. При цьому повинні бути гарантовані умови техніки безпеки для обслуговуючого персоналу.

2 Конструкторський розділ

2.1 Розробка компоновки РТК, вибір робота

На базі фрезерного верстата моделі 65А60Ф4 - 11 створюємо РТК з наступною компоновкою ( див. рис.2.1, вигляд зверху): робот 1 розташований зліва від шпінделя перед верстатом, захватним пристроєм 2 робот здійснює захват заготовки з рухомого стелажу 3, після захвату заготовки здійснюється кутове переміщення захватного пристрою яке переносить заготівку в пристосування не показане на малюнку але встановлене на столі 4 верстату, після чого відбувається розтиск заготовки і повернення маніпулятора 2 в початкове положення.

Вивчивши конструкції і можливості різних роботів зупинимо наш вибір на автоматичному маніпуляторі з пневматичним приводом загальний вид якого показаний на листі МВ-22.65А60.01. Манипулятор складається з (див. рис.2.2.) захватного пристрою 2, механічної руки 3, колони 6 з фігурним пазом для підйому і повороту руки 3, пневмоциліндра 1 і основи 9.

При роботі маніпулятора стисле повітря через штуцер 8 подається в нижню порожнину пневмоциліндра 1, переміщуючи вгору поршень 11 разом з штоком 10, на якому закріплена механічна рука 3 із захватним пристроєм 2. Захоплення деталі походить з живильника який є магазином ланцюгового типа.

При подачі стислого повітря через штуцер 7 в штокову порожнину пневмоциліндра 1 рука 3 опускається і одночасно повертається на кут 90. Установка деталі в пристосуванні проводиться в крайньому верхньому положенні. Як робочий орган використовується схват з електромагнітом.



Мл. 2.1



Мал.2.2

2.2 Модернізація базового фрезерного верстата з числовим програмним керуванням моделі 65А60Ф4 - 11

2.2.1 Розрахунок приводу головного руху

Привід головного руху верстата 65А60Ф4 - 11 забезпечує безступінчате регулювання частот обертання шпінделя в межах від 5 до 2000 оборотів в хвилину з найбільшим моментом, що крутить, 2750 Н*м. З метою зростання можливостей верстата збільшуємо діапазон регулювання частот до 2500 об/мин.

Мінімальна частота обертання шпінделя, .

Максимальна частота обертання шпінделя, .

Номінальна частота обертання э/д, .

Максимальна частота обертання э/д, .

Використовуваний э/д 2ПН160МУХЛ4 потужністю Р = 11 кВт.

Необхідно визначити діапазон регулювання приводу:

Визначаємо діапазон регулювання двигуна:

Оскільки діапазон регулювання приводу більше діапазона регулювання двигуна, необхідно використовувати ступінчасту коробку швидкостей.

Отже,

Де - діапазон регулювання ступінчастої структури.

Визначимо діапазон регулювання ступінчастої структури.

Визначимо кількість швидкостей ступінчатої структури.

Приймаємо =4=2*2.

Безступінчату структуру представляємо як умовну ступінчасту структуру. Приймаємо умовне значення знаменника геометричного ряду частот обертання =1.25 і визначаємо фіктивне число ступенів частот обертання, що забезпечуються регульованим двигуном.

Вважаємо основною групою. Тоді в загальному вигляді можемо записати

Де - числа передач в першій та другій групах ступінчатої структури, використовуючи подвійні блоки зубчатих коліс, отримаємо