Чем агрегат отличается от станка кратко

Обновлено: 05.07.2024

Машина — это устройство, выполняющее механическое движение с целью преобразования энергии или материалов. В машине сочетаются три основных узла: двигатель, передаточный и исполнительный механизмы. Передаточный и исполнительный механизмы часто объединяются в рабочую машину (станок).

Двигатель – устройство, обеспечивающее движение всех других механизмов машины.

Исполнительный (рабочий) механизм – основа рабочей машины. Служит для воздействия на предмет труда и производит в нем необходимые изменения, являющиеся целью обработки.

Передаточный механизм - это связующее звено между двигателем и исполнительным механизмом, которое осуществляет свою функцию путем передачи, регулирования, преобразования и распределения первоначального вращательного движения, создаваемого двигателем, и приведения этого движения в работу в соответствии с задачами исполнительного механизма.

Механизмы с непосредственным касанием деталей – фрикционная и зубчатая передача.

Фрикционная передача. Этот передаточный механизм состоит из двух колес, прижатых друг к другу настолько сильно, что при вращении колеса 1 начинает вращаться колесо 2 (в противоположные стороны). Движение, таким образом, передается исключительно благодаря трению между ободами колес. Вместо колес фрикционные передачи могут иметь катки цилиндрической или конической формы, а также диски.

Зубчатая передача представляет собой пару цилиндрических зубчатых колёс или шестерёнок, с помощью которых осуществляется передача вращательного движения с одного вала на другой. Для передачи вращательного движения ведущего вала на вал, расположенный перпендикулярно или под углом к нему, применяют коническую передачу. Для передачи вращения между перекрещивающимися валами применяют червячную передачу. В этом случае на ведущем валу монтируется червяк, а на ведомом – червячное колесо.

К передаточным механизмам, преобразующим вращательное движение тела в возвратно-поступательное, относятся шатунно-рычажные механизмы: шатунно-кривошипный, эксцентриковый, кулачковый.

Передаточные механизмы с промежуточной гибкой связью: ременная и цепная передача.

Ременные передачи. Втех случаях, когда расстояние между осями двигателя и машины велико, для передачи вращения применяют ременные передачи. Для этой цели на каждую ось накрепко насаживают колеса, называемые шкивами, на которые в свою очередь надевают приводной ремень. Шкив, который передает вращение, называется ведущим, а принимающий вращение - ведомым.

Цепная передача.Передача вращения между параллельными осями может быть осуществлена также при помощи замкнутой (бесконечной) цепи, надетой на снабженные зубьями колеса-звездочки, закрепленные на валах.

Аппарат — механическое устройство, предназначенное для проведения различных технологических процессов. В отличие от машины аппарат не имеет двигателя и передаточных механизмов. Примерами аппаратов являются фильтры, экстракторы, отстойники и т. п.

Тепловые процессы-

процесс, при котором осуществляется передача тепла от одного вещества к другому. Теплопроводность - процесс распространения тепла между частицами тела, находящимися в соприкосновении. При этом тепловая энергия передается от одной частицы к другой вследствие их колебательного движения, без перемещения друг относительно друга.

Закон Фурье: количество передаваемого тепла Q прямо пропорционально площади поверхности F, разности температур по обе стороны стенки t₁-t₂; времени τи пропорционально толщине стенки δ:

Коэффициент теплопроводности (λ) представляет собой количество тепла, проходящее в единицу времени через единицу площади поверхности при разности температур 1˚С на единицу толщины стенки. Коэффициент теплопроводности зависит от свойств материала стенки и ее температуры.

Конвекция - процесс переноса тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости называется конвекцией. Конвективный теплообмен происходит одновременно с теплопроводностью.

Закон Ньютона: количество тепла Q, перееденное от теплообменной поверхности к окружающей среде или от окружающей среды к теплообменной поверхности, прямо пропорционально поверхности теплообмена F, разности температур поверхности и окружающей среды (θ_част.=t_ж-t_ст) и времени τ, в течение которого осуществляется теплообмен:

Коэффициент теплоотдачи (α) показывает, какое количество тепла передается от теплообменной поверхности с площадью 1 м 2 в окружающую среду (или наоборот) в единицу времени при разности их температур в 1 градус. Зависит от характера движения теплоносителя, его скорости, физических свойств, размера и формы поверхности теплообмена.

Лучеиспускание свойственно всем телам, имеющим температуру выше нуля (по шкале Кельвина). Лучистая энергия – энергия электромагнитных колебаний с разными длинами волн. Тела, поглощающие всю падающую на них лучистую энергию, называются абсолютно чёрными.

Закон Стефана-Больцмана: количество тепла Q абсолютно черного тела, излучаемого в единицу времени, пропорционально поверхности излучающего тела F и четвертой степени его абсолютной температуры Т:

, где С – коэф лучеиспускания.

Сложный теплообмен – тепловой процесс, при котором распространение тепла осуществляется одновременно теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением или хотя бы двумя из них.

α – коэф теплоотдачи

t_w – температура теплоотдающей стенки

t_f _– температура тепловоспринимающей стенки

F – площадь поверхности теплообмена.

Конденсация - переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного. Конденсация проводится в аппаратах, называемых конденсаторами, в которых пар охлаждается холодным теплоносителем и переводится в жидкое состояние. Конденсация применяется с целью ускорения процесса выпаривания растворов, а также для улавливания ценных экстрагентов и растворителей.

Различают два вида конденсации: поверхностную, при которой конденсирующие пары и охлаждающий агент разделены стенкой, а конденсация паров происходит на ее внутренней или внешней поверхности, и конденсацию смешением, при которой конденсирующие пары непосредственно соприкасаются с охлаждающим агентом.

Агрегатными называются специальные многоинструментальные станки, собираемые из стандартных (нормализованных) и специальных узлов или агрегатов. К стандартным узлам относятся силовые (шпиндельные) головки, поворотные столы, станины, гидравлические устройства (гидропанели, гидроприводы) и др.

На агрегатных станках выполняют сверление, зенкерование, развертывание и растачивание отверстий, обтачивание наружных поверхностей, протачивание канавок, нарезание резьбы, подрезание торцов, раскатывание цилиндрических и конических отверстий, фрезерование поверхностей, контроль качества продукции.

Традиционные агрегатные станки (с ручным управлением) применяют в массовом и крупносерийном производстве, агрегатные станки с ЧПУ — в среднесерийном.

Агрегатный станок проектируют специально для изготовления деталей одного типа или нескольких однотипных, поэтому его конструкция существенно зависит от формы и размеров заготовки, а также от технологии ее обработки.

Главное преимущество агрегатных станков состоит в том, что они легко перекомпонуются и сравнительно быстро составляются из стандартных узлов с наименьшими затратами и за довольно короткое время.

При обработке изделий на агрегатных станках сокращаются число рабочих и производственные площади при том же объёме продукции.

Рисунок 1 - Типовые компоновки однопозиционных агрегатных станков со стационарным приспособлением для обработки заготовки с одной (а)- двух (б, в) и трех (г —ж) сторон:

1 — стационарное приспособление; 2 — силовые узлы

Рисунок 2 - Типовые компоновки многопозиционных агрегатных станков с поворотным делительным столом (а, в — вертикальные; б, г, е — горизонтальные; д — вертикально-горизонтальные), с центральной колонной (ж) и с кольцевым столом (з):

1 — зажимное приспособление, 2 — стол; 3 — колонна; 4, 5 — силовые узлы; 6 — станина

Аналогичны и компоновки агрегатных станков с ЧПУ. Все агрегатные станки чаще всего работают в полуавтоматическом цикле. Если они снабжены загрузочными и разгрузочными устройствами или ПР, то они работают как автоматы и могут встраиваться в автоматические линии.

Основные унифицированные узлы агрегатного станка: силовая головка и силовой стол с бабкой.

Силовая головка — это узел агрегатного станка, который несет инструментальную насадку и выполняет все движения инструмента: главное вращательное движение, движение подач ускоренный подвод и ускоренный отвод.

Силовые головки, шпиндель которых совершает одновременно главное движение и движение подачи, называются самодействующими.

Если шпиндель совершает только главное движение, а движение подачи осуществляется другими механизмами, то силовые головки называются несамодействующими. Применение несамодействуюших головок увеличивает площадь, занимаемую станком, но упрощает обслуживание и ремонт.

По роду привода силовые головки подразделяются на электромеханические, гидравлические и пневмогидравлические.

Силовые головки различают по технологическому назначению (сверлильные, фрезерные, расточные): по мощности, которая колеблется в пределах 0,1…30 кВт.

Силовые столы применяют для прямолинейных установочных перемещений и рабочей подачи режущего инструмента. Они предназначены для установки на них несамодействующих силовых головок (фрезерных, сверлильных бабок и др.) с самостоятельным приводом вращения. Рабочий цикл стола: быстрый подвод — рабочая подача — быстрый отвод. Привод подач у силовых столов может быть электромеханическим и гидравлическим. Столы выпускают нормальной и повышенной точности с максимальной тяговой силой подачи 1. 100 кН и мощностью 1 . 30 кВт.

Для периодического перемещения заготовок с одной позиции на другую с точной фиксацией на каждой позиции применяются поворотные делительные столы. Конструкции поворотных столов делятся на горизонтальные и вертикальные в зависимости от плоскости поворота в пространстве.

Наибольшее распространение агрегатные станки получили при механической обработке, когда деталь остаётся неподвижной, а движение сообщается режущему инструменту. На агрегатном станке можно вести механическую обработку инструментами с нескольких сторон, поэтому допускается значительное выделение операций.

По характеру выполняемых операций (фрезерование, растачивание, сверление, подрезание торцов, нарезание резьбы и т. д.) устанавливается число одновременно работающих на одном станке инструментов, которое может доходит до 100 и более. Агрегатные станки имеют высокую производительность, которая зависит от длительности лимитирующей операции и цикла работы.

Конструкция агрегатного станка

Агрегатный станок состоит из станины; центрального и наладочного пульта; поворотного стола; гидробака; насосной установки; гидропанели; электрошкафа станка; силового стола; стойки; сверлильной бабки; упорного угольника; расточной панели; резьбового копира; шпиндельной коробки; электрошкафа силовых механизмов; коробки скоростей; делительного стола. На силовой головке и на столе с бабкой монтируются шпиндельные коробки, несущие режущие инструменты. Обрабатываемые детали закрепляются в зажимном приспособлении, которое может быть одно- или многопозиционным. Зажимное приспособление бывает двух основных типов: с горизонтальной осью поворота, то есть на поворотном барабане и с вертикальной осью поворота, то есть установленное на поворотном столе. Силовые сверлильные, фрезерные и другие головки устанавливают на унифицированных кронштейнах, закрепленных на направляющих круглой или прямоугольной станины. Изменяя число головок и их взаимное расположение перестановкой по пазам станины, можно быстро переналадить станок на обработку новой партии заготовок. Заготовки устанавливают на круглом или прямоугольном делительном столе в универсально-сборных или универсально-наладочных приспособлениях. Станки оснащаются устройством программного управления (ЧПУ), размещенным в блоке управления.

Станки с программным управлением

Это многоцелевые станки, которые оснащены магазинами инструментов. Эти станки могут иметь от одной до трех силовых головок, которые перемещаются от устройства ЧПУ по трем либо двум координатам. Их выпускают с горизонтальной и вертикальной осью шпинделя, с поворотным, наклонно-поворотным или продольным столом. На некоторых станках вместо магазина инструментов применяют магазин шпиндельных коробок. Такие магазины выполняют барабанными или в виде цепного конвейера [2] . Чаще всего Агрегатные станки используют в полуавтоматическом цикле, реже их снабжают загрузочными и разгрузочными устройствами, тогда станки работают как автоматы. Агрегатные станки могут входить в автоматические линии. Также они могут работать индивидуально.

Контрольные вопросы

1. Какие станки называют агрегатными?

2. Как классифицируются однопозиционные и многопозиционные агрегатные станки по компоновке?

3. Чем отличаются самодействующие силовые головки от несамодействующих?

4. Для чего предназначены силовые и поворотные столы в агрегатных станках?

5. Применяются ли агрегатные станки в массовом производстве? Чем должна отличаться конструкция таких агрегатных станков?

6. Какие компоновки агрегатных станков со сменными шпиндельными головками вы знаете?

Машина – это техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации.

Аппарат и прибор – технические устройства, служащие для выполнения какой-либо работы.

Агрегат, или машинный агрегат – это техническая система, состоящая из соединённых между собой машин, механизмов, аппаратов и приборов.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.

2. Технология. Обслуживающий труд. 5 кл.: учеб. Для общеобразоват. учреждений/О. А.Кожина, Е. Н. Кудакова, С. Э. Маркуцкая.- М.: Дрофа, 2014.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Производственную и непроизводственную технику можно разделить на пассивную и активную. Пассивная техника – это здания заводов, фабрик, трубопроводы, линии электропередач, железнодорожные пути и средства связи. Активная техника – это орудия труда, к ней относятся инструменты и механизмы, машины, аппараты, приборы, агрегаты, установки.

Инструменты и механизмы делятся на средства ручного труда, средства умственного труда и средства жизнеобеспечения.

Машиной называется техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации.

По своему назначению машины делятся на энергетические, рабочие и информационные.

Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой.

Рабочие машины используют механическую энергию для преобразования формы, свойств и положения обрабатываемого материала.

Информационные машины преобразуют и передают информацию.

По функциям машины можно разделить на производственные, транспортные, военные.

Производственные машины предназначены для производства материальных благ. Транспортными машинами являются машины наземного, надземного и подземного, водного, воздушного и космического транспорта. К военным машинам относится стрелковое оружие, артиллеристские установки, истребители, военные корабли.

Аппаратами и приборами называют технические устройства, служащие для выполнения какой-либо работы.

Приборы могут служить для проведения измерений и наблюдений.

К аппаратам относятся устройства, не являющиеся механизмами или машинами, но осуществляющие какие-то технологические операции.

Агрегат, или машинный агрегат – это техническая система, состоящая из соединённых между собой машин, механизмов, аппаратов и приборов. Агрегат предназначен для решения какой-либо определённой технологической задачи.

Одним из методов усовершенствования технологических процессов на машиностроительных заводах является применение высокопроизводительного станочного оборудования. Высокопроизводительными станками комплектуются целые автоматические линии. Создание подобных линий становится приоритетом в развитии обрабатывающей промышленности. Среди крупных предприятий начали зарождаться тенденции развития многооперационных и агрегатных станков. Для внедрения новых технологий многие конструкторские учреждения работают над созданием новых моделей агрегатных станков. Особое широкое применение получили агрегатные станки с ЧПУ (числовым программным управлением).

Назначение оборудования

Агрегатный станок – это специальные полуавтоматические или автоматические станки, конструкция которых состоят из унифицированных узлов и механизмов не связанных между собой единой кинематической схемой. Область применения такого оборудования охватывает группу предприятий с крупносерийным и массовым производством. Их основное назначение — обработка деталей, имеющих объемные (коробчатые) формы. Технические характеристики агрегатных станков позволяют применять их для сверления, нарезания резьбы, фрезерования и многих других работ, связанных с токарной обработкой заготовок.

Станки такой модели, применяются когда деталь, которая обрабатывается, закрепляется в неподвижном состоянии, а в движении находится режущий инструмент. Это позволяет выполнять одновременно несколько операций с разных сторон детали.

Классификация станков

В зависимости от геометрических размеров заготовок, которые могут обрабатываться, агрегатные станки классифицируются на три группы. Каждая отличается габаритными размерами станка, его весом и конструкцией унифицированных узлов.

Группа малогабаритных агрегатных станков. Это группа станков с небольшими размерами пинольных головок. Их мощность колеблется от 0,18 до 0,75 кВт.
Группа средних станков. У этой группы станков силовые головки имеют плоскокулачковый привод. Мощность подачи колеблется от 1,1 до 3 кВт.
Группа больших размеров. Такие станки по конструкции имеют гидравлические или электромеханические столы, предназначенные для установки на них шпиндельных узлов.

Агрегатные станки классифицируются и по конструктивным особенностям:

По количеству рабочих позиций классификация осуществляется по следующим признакам:

Однопозиционные. Конструкция такого агрегатного станка обеспечивает многостороннюю обработку деталей. Обрабатываемая деталь, на этих станках фиксируется в закрепленном неподвижном положении. Силовая головка агрегатного станка может обрабатывать заготовку с одной, двух или трех сторон.
Многопозиционные. На таком оборудовании заготовки могут обрабатываться в последовательном режиме. На каждом режиме обработка может вестись в трехстороннем режиме.

По расположению инструмента. Силовая головка обеспечивает расположение инструмента по отношению к обрабатываемой детали в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении.

По способу крепления и передвижению заготовки классификация разделяет станки на следующие виды:

станки, у которых столы неподвижные;
станки с поворотным столом. Модель позволяет передвигаться столу вокруг двух осей (вокруг осей в вертикальной и горизонтальной плоскости);
станки с возможностью перемещения в 1, 2, 3-х направлениях.

К отдельной группе следует отнести агрегатные станки линейного построения. На этих станках выполняют сверлильные, фрезерные и другие работы, а также нарезать внутренние резьбы. У таких станков нет закрепленного основания. Конструктивно такие станки состоят из рамы, электродвигателя и держателя рабочего инструмента. Рама оснащена направляющими. Заготовка крепится в специальное приспособление.

Многие промышленники требуют от станочного оборудования высокой степени гибкости при совершенной производительности. Этим требованиям удовлетворяют агрегатные станки с ЧПУ, относящиеся к особой классификационной группе.

Типовые компоновки агрегатных станков

Компоновка станков выполняется по схемам в зависимости от конфигурации и геометрических размеров заготовок и заданной точности обработки. При обзоре их можно разделить на следующие виды:

одношпиндельные и многошпиндельные. Это агрегатные станки, компоновка которых строится в зависимости от конструкции силовых головок;
однопозиционные. Это агрегатные станки, основные узлы которых расположены так, что они всегда находятся в центре внимания оператора станка. Заготовки на таких станках закрепляются неподвижно, а отдельные поверхности обрабатываются одним инструментом;
барабанного типа (многопозиционный). Это станки скомпонованные так, что заготовки обрабатываются с нескольких позиций. При такой компоновке можно одну и ту же поверхность, если применить последовательный цикл, обрабатывать двумя и более инструментами. Для таких целей станок снабжается поворотным столом барабанного типа;
станки односторонние и многосторонние. Эти станки отличаются друг от друга по конструктивному расположению инструмента относительно заготовки. Они могут быть вертикального, наклонного или горизонтального исполнения.

станок с неподвижным столом. Это станок, у которого стол находится в неподвижном положении;
станок с поворотным столом. Это агрегатный станок барабанного типа, у которого стол может вращаться относительно как вертикальной, так и горизонтальной оси;
станок с перемещающимся столом. Стол у такого станка может свободно перемещаться в нескольких направлениях. Обычно в 1, 2 или 3-х.

Вариант компоновки агрегатного станка

Унифицированные узлы агрегатных станков

Любой производитель стремится к тому, чтобы уровень унификации основных узлов и механизмов был как можно больше. Именно при таком подходе упрощается компоновка и наладка агрегатного станка. Сейчас уровень унификации доходит до 90% и более. На заводе-производителе серийное производство начинается после разработки специального проекта каждого узла.

Устройство станка состоит из четырех основных групп унифицированных узлов.

Силовые узлы

К этим узлам принадлежат силовые головки и столы.

Силовые головки. С помощью этого узла осуществляется подача шпинделя с инструментом. Головка придает вращательное движение шпинделю. Широкое распространение получили многошпиндельные агрегатные станки, производитель которых конструирует их так, чтобы главное движение и движение подач осуществлялось одновременно. Нормы точности определяются силовыми головками.

Силовые головки снабжаются своим собственным электрическим приводом. Электрическая схема в виде главного привода предусматривает электрические двигатели. Электросхема предусматривает блоки управления, защиты от перегрузок, блоки сигнализации.

Шпиндельные узлы

К шпиндельным узлам относятся силовые бабки и шпиндельные коробки.

Агрегатный станок можно наладить таким образом, что он может быть превращен в обычный металлообрабатывающий станок узкого назначения. Это достигается путем установки соответствующих шпиндельных узлов. Например:

если использовать только одну сверлильную бабку, станок превратиться в агрегатно-сверлильный. Многошпиндельные агрегатные станки для сверления обычно не используются на малом и среднем производстве, а вот при массовом производстве, где нужно выполнять много сверлильных операций на крупных заготовках, они просто незаменимы;
при установке фрезерных бабок, такой станок выглядит как агрегатный фрезерный станок.

Базовые узлы

К базовым узлам относятся: станина, колона, упорные угольники.

Транспортные узлы

К этой группе унифицированных узлов относятся делительные столы.

Техническая документация

Агрегатный станок, паспорт которого включается в документацию, поставляется поставщику вместе с чертежами. Техническая документация поставляется совместно со станком.

Поставщику поставляется агрегатный станок, чертеж которого включает не только общие схемы, но и подробный чертеж каждого унифицированного узла.

Паспорт является основным техническим документом, где указываются технические характеристики, правила безопасности и главное в нем содержится инструкция по эксплуатации данного станка.

Паспорт станка кроме чертежей содержит электрические и кинематические схемы. Паспорт составляется по унифицированным утвержденным формам.

Недостатком агрегатных станков является то, что они могут использоваться только в крупносерийном и массовом производстве.

Читайте также: