Токарно-винторезный станок: устройство, назначение и технические характеристики

Технические характеристики и назначение токарно-винторезного станка

Токарно-винторезные станки имеют похожие конструкции и схожие принципы работы вне зависимости от модели и серии выпуска.

Основная функция данного оборудования – выполнять операции точения, сверления, обработка торцов, нарезание резьбы.

Обрабатывать могут металлические и неметаллические изделия. Поэтому токарно-винторезные станки пользуются популярность на производстве с небольшим размером выпускаемых серий продукции.

Назначение и область применения универсального станка по металлу

Детали, обрабатываемые универсальными токарно-винторезными станками, в основном изготовлены из черных и цветных металлов.

Точение конусов ин нарезание резьбы – дополнительные функции станка. Если в комплекте идут дополнительные инструменты и сверла, то функциональные возможности станка еще больше.

Поскольку данные станки имеют большие габариты и внушительный вес, их редко можно встретить в частных мастерских. Сферы применения:

производство мелких серий продукции;
единичный выпуск и обработка деталей;
в редких случаях – массовое производство.

Но в промышленных масштабах токарно-винторезные станки используются редко. Читайте также: токарный станок 16У04П, технические характеристики, описание основных узлов

Основные конструктивные особенности

Универсальный токарно-винторезный станок состоит из основных конструктивных узлов, которые являются типовыми элементами. К ним относятся:

суппорт;
станина;
упорная и шпиндельная бабки;
электрическое оборудование;
ходовой вал;
гитары шестерен;
коробка, которая обеспечивает выбор и смену подач;
ходовой винт – именно эта деталь отличает токарно-винторезный от стандартного токарного станка.

В зависимости от некоторых особенностей может различаться точность станка. Поэтому универсальное оборудование может быть как класса точности Н, так и повышенного – П.

Передние и задние бабки

У передней или шпиндельной бабки есть основная роль – фиксировать заготовку в обработке и передавать вращение заготовке от электрического двигателя.

Внутри корпусной части бабки расположен шпиндель. На корпусе станка снаружи монтируется рукоятка регулировки скорости. Задняя бабка или упорная необходима для фиксации заготовки.

Суппорт

Суппорт предназначен для того, чтобы перемещать резцедержатель с резцом в продольном, поперечном направлении по отношению к оси станка. Нижняя часть суппорта именуется салазками или кареткой.

Спустя определенное время работы станка суппорт будет нуждаться в регулировке, поскольку, в противном случае снизится скорость обработки. Регулировка от зазоров заключается в подтягивании клиновой планки.

По сравнению с другими деталями суппорт имеет большие размеры. Выбор резцедержателя определяется классом станка. Для крупногабаритного оборудования обязательно закреплять резцы дополнительно четырьмя винтами.

Коробка скоростей

Это основная часть привода шпинделя. Она осуществляет передачу энергии двигателя остальным частям станка. Еще одна функция – изменение частоты вращения шпинделя и скорости работы всего станка.

Коробка встраивается в корпус бабки шпинделя или в отдельном корпусном блоке. Изменение скорости может происходить бесступенчатым или ступенчатым способом. В стандартную коробку передач входят следующие составляющие:

система зубчатых передач;
клиноременная передача;
реверсивный электродвигатель;
электромагнитная муфта с системой торможения;
рукоять для переключения скоростей.

Работает коробка скоростей за счет шестерен.

Шпиндель

Это основная часть станка, которая сделана в виде вала с конусным отверстием для закрепления заготовок. Чтобы деталь имела высокую прочность и долговечность, ее изготавливают из высокопрочной стали.

В классическом варианте шпиндель сделан на высокоточных подшипниках качения. На опоре детали установлено специальное кольцо, которое обеспечивает точность работы станка.

На торце конструкции расположено коническое отверстие. Полость шпинделю необходима, чтобы установить пруток, помогающий при необходимости выбивать центр из посадочного места.

Станина

Это основная часть станка, которая выполнена с помощью чугунного литья. К ней прикреплены все наиболее важные детали и элементы данной конструкции.

Сама станина состоит из двух стальных балок. Балки, в свою очередь, соединены между собой ребрами жесткости. У каждой из балок – соединение к двум направляющим.

Направляющие с обоих сторон относятся к призматической группе. Направляющая плоской формы расположена внутри с левой стороны.

Нарезание резьбы

Нарезать резьбу при помощи токарно-винторезного станка можно несколькими способами. Для этого используется плашка, метчик, резец и другие виды инструмента.

С их помощью есть возможность нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу. При использовании резца важно соблюдать полностью технологию. Она включает:

правильную заточку резца;
аккуратную настройку режимов работы станка;
при помощи шаблона правильная установка резца по центру детали;
замер полученных размеров калибрами или шаблонами.

В такой работе недопустим брак в виде заострений, рваных нитей, задир и дробления.

Электрический блок управления

В стандартный блок управления токарно-винторезным станком входит сразу несколько рукояток и кнопок:

рукоятка для настройки количества оборотов;
система управления для установки параметров резцовой поверхности;
рукоятки для управления суппортом.

Фартук

В фартуке токарно-винторезного станка расположены механизмы, которые преобразуют вращательное движение ходового винта и ходового вала в поступательное движение суппорта.

Методы классификации

токарно-винторезные станки разделяют на несколько типов. Есть несколько наиболее популярных признаков, по которым классифицируют станки данного типа.

Масса

Существуют небольшие станки, которые удобно использовать в личной мастерской или большие, по массе предназначенные для промышленного производства.

Крупные и тяжелые токарные устройства предназначены в основном для применения в машиностроении и энергетике. Тяжелые станки – выше 40 тонн по массе.

Наиболее легкие весят не больше полутоны. У каждого типа по массе есть свои особенности:

Легкие. Как правило, диаметр поперечного сечения в таком оборудовании не составляет больше 500 мм.
Станки с весом до 15 тонн считаются средними и на них не обрабатывают детали с диметром больше 1250 мм.
15-400 тонн. Редко встречается с высокими показателями точности. Обычно это оборудование класса Н.

Максимальная длина детали

Этот параметр определяется расстоянием между центрами станка. При равном диаметре выпускаемых изделий есть станки, способные обрабатывать длинные и короткие заготовки.

Максимальный диаметр

По максимальному диаметру имеется самая обширная классификация деталей. Они начинаются от 100 мм и вплоть до 4000 мм. Помимо вышеперечисленных показателей, часто для классификации используют такой параметр, как производительность.

Имеются станки для мелкосерийного производства, для средней серии и для крупных промышленных масштабов. Последний вариант используется на конвейерных линиях.

Какие операции можно производить на устройстве

К основным процессам, которые можно сделать при помощи токарно-винторезного станка:

выполнение сверления и зенкерования;
расточка отверстий;
расточка и обтачивание поверхностей с самой разной конфигурацией: конические, цилиндрические, фасонные;
подрезка и обработка торцов;
нарезание резьбы разных типов.

Полный набор возможных работ зависит напрямую от количества и разнообразия дополнительных инструментов.

Основные технические характеристики

У токарно-винторезного станка есть ряд технических характеристик, на которые стоит ориентироваться при выборе станка как на производство, так и для личной небольшой мастерской.

Количество оборотов

Количество оборотов может отличаться в зависимости от размеров и предназначения токарного станка, но максимальное количество оборотов – 2000 в мин.

Большие обороты предназначены для тонких отверстий в маленьких деталях. Для личных целей в небольшой мастерской достаточно станка, который работает на скорости 1000 об/мин.

Класс точности

Существует несколько классов по точности станков. Для обработки мелких деталей и в промышленных масштабах используются станки повышенной точности с пометкой П.

Для бытовых условий достаточно станков с нормальным уровнем точности, которые имеют пометку Н. Есть особые классы точности, которые используются только на очень крупных производствах. Это обозначено буквами В, С.

Число передач

Всего в станке 24 скорости. При этом 12 из них переключаются с помощью автоматики, а остальные 12 – вручную посредством шестеренок.

Размеры обрабатываемой детали

Диаметр обрабатываемых деталей очень широк и может лежать в пределах от 0.5 см до 10 см при этом по техническим характеристикам длина обрабатываемой заготовки может быть от 2.5 метров до 12.5 м.

Вес и габаритные размеры

Размеры токарных станков сильно отличаются. В зависимости от комплектации и модели вес может достигать 400 тонн. Но настольные, домашние модели обычно не превышают по весу 3–4 тонны. Габаритные размеры также могут отличаться, например, для станка 1К62 они равны 2812/3200х1166х1324 мм.

Величина подачи и максимального перемещения по оси

Также зависит от конкретной модели и указывается в паспорте оборудования. У станка 1К62 максимальное перемещение пиноли 20 см.

Применение ЧПУ

Современные токарные станки, особенно иностранного производства, имеют числовое управление. Это позволяет добиться высокой точности обработки.

Особенностями таких станков являются следующие нюансы:

Все подвижные органы станка управляются мини блоком управления. Станок имеет сложную электрическую схему.
Все параметры станка с ЧПУ точно соответствуют ГОСТу и также расписаны в паспорте оборудования. Здесь указаны показатели точности, габариты, скорость.
Станки такого рода могут работать в домашних условиях, поскольку имеют небольшой размер, но при этом выдерживают поразительно высокие для своих габаритов нагрузки.
Оборудование имеет индикацию, а также табло для ввода информации.
Настольные станки с ЧПУ используются для высокоточной обработки небольших деталей. При этом у домашнего производства получается высокий показатель рентабельности.

Обзор и схемы распространенных моделей

Среди разнообразного модельного ряда и нескольких поколений станков, которые выпускаются нашим производством, есть несколько моделей, которые продолжают пользоваться популярностью по своим техническим характеристикам и универсальным свойствам.

Все они используются на производстве или в бытовых условиях по сей день. При этом продолжают быть достойными конкурентами иностранным аналогам.

Это надежные, прочные и долговечные устройства, способные выполнять огромное количество самых разнообразных функций.

1Л532

Один из наиболее популярных на территории бывшего СССР станок, на котором успешно можно выполнять обработку заготовок средних и больших размеров.

В свое время данное оборудование успешно экспортировалось во многие страны мира. Класс точности – Н. Масса станка – 43 тонны.

16У04П

Оборудование повышенной точности. Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над станиной – 200 мм. Масса станка – 750 кг.

1П611

Токарный станок 1И611, использующийся на производстве, в том числе и для обточки колес ЖД транспорта. По ГОСТу отличаются повышенной точностью и имеет возможность торможения шпинделя. Вес устройства 560 кг. Легко выполняет следующие функции:

Сверление.
Отрезка.
Нарезание резьбы внутренней и наружной.
Обработка различных поверхностей.

Наибольший диаметр заготовки над станиной – 250 мм.

1Д601

Этот станок лучше подходит для чисто бытового использования. Точность меньшая, чем у предыдущего станка. Отличается высокими показателями работы даже спустя много лет функционирования.

Перемещение суппорта, возможно только вручную. Масса всего станка около 30 кг. В связи, с небольшими габаритами максимальная длина обрабатываемой заготовки – 18 см.

16К40

Одна из наиболее популярных моделей, которая реально завоевала популярность среди мастеров. Относится к среднему классу оборудования с классом точности Н.

Начиная с 1932 года в СССР выпущено несколько десятков тысяч самых разных токарно-винторезных станков. Они использовались не только на производстве, но и для обучения молодежи, в школах, училищах, да и у многих настольные станки были в гаражах, домах, собственных мастерских.

Такое оборудование поможет расточить отверстие, подровнять необходимую поверхность, просверлить уже имеющееся отверстие. Важно, ориентируясь на начальные паспортные характеристики оборудования приобрести наиболее подходящую модель. Читайте также: чем так хорош токарно-винторезный станок 1М63, технические характеристики.

Токарно-винторезный станок — элементы, применение, преимущества

Наиболее распространенным типом металлообрабатывающего оборудования можно назвать токарно-винторезные станки. Они могут использоваться для проведения точения и многих других операций. Универсальный токарно-винторезный станок имеет определенные конструктивные особенности, о которых поговорим далее подробно.

Универсальный токарно-винторезный станок

Общее описание универсального токарно-винторезного станка

Для любого из промышленных предприятий металлообрабатывающие станки – один из ключевых узлов для производственного процесса. Через токарные станки проходят до 50% деталей из дерева и металла, реализуемые на рынке. В обработке заготовок кроется главное назначение оборудования. Одна единица подобной техники имеет цену от 30 тысяч до 9 миллионов рублей.

Стоимость приборов формируется на основе нескольких показателей:

Функциональные возможности.
Технические характеристики.
Габариты.

Что касается функциональных возможностей, то их у современных моделей достаточно много, ни одна не нарешает принцип работы:

Создание дюймовой резьбы.
Модульная резьба.
Метрическая резьба.
Выточка конусов.
Отделка токарного типа для цветных и чёрных металлов.

Назначение станков позволяет выделять специализированные и универсальные модели, на последних выполняют такие операции:

Развёртывание отверстий.
Обрезка.
Шлифование.
Обработка торцов, конусов и цилиндров внутри, снаружи.

Шпиндель на универсальных моделях расположен горизонтально, либо вертикально.

У специализированных станков задачи стоят более конкретные, связанные с обработкой тех или иных деталей:

Муфты.
Трубы.
Прокатные валки.
Валы с гладкими поверхностями, в форме ступеней.

Типовой блок управления

Рассматривая современный универсальный токарно-винторезный станок следует уделить внимание блоку управления. Для указания основных параметров обработки устанавливаются рычаги и рукоятки, кнопки и другие блоки управления. К основным особенностям отнесем следующие моменты:

Как правило, устанавливается рукоятка для указания количества оборотов. Универсальный токарно-винторезный современный станок может изменять данный показатель, который выбирают в зависимости от требуемых режимов резания.
Токарно-винторезный станок имеет устройство, позволяющее образовывать резьбовую поверхность. Ее параметры устанавливаются при помощи специального блока управления. Не стоит забывать о том, что некоторые параметры можно задать исключительно путем установки требующихся сменных колес.
Есть и рукоятки, которые позволяют управлять суппортом. Токарно-винторезные станки имеют основные узлы, которые позволяют обеспечивать механическую подачу для быстрой установки позиции и обработки с неизменяемым показателем скорости перемещения.

Органы управления токарно-винторезных станков на примере модели 16К20

Токарно-винторезный станок с ЧПУ имеет более сложную компоновку. Это связано с тем, что подобное оборудование может работать без вмешательства оператора на промежуточных этапах.

Устройство токарно винторезного станка

Токарно-винторезный станок имеет свое индивидуальное устройство. Основной корпус техники является неподвижным, а инструмент начинает свою работу, нажатием специальных головок. Деталь, которая получается в процессе обработки можно применять в таких операциях. Сейчас многие считают, что использование токарно- винторезного станка осуществляется не оптимально. Обработку материалов можно увеличить и проводить с большей эффективностью. Но элементом, получаемым производителями после работы, обычно довольны.

Классификация универсальных токарных станков

Виды токарно-винторезных станков выделяют в зависимости от нескольких параметров, к числу которых относятся:

масса оборудования;
максимальная длина детали, допускаемой к обработке на токарно-винторезном станке;
максимальный диаметр такой детали.

Длина детали, обрабатываемой на токарно-винторезном станке той или иной модели, зависит от того, какое расстояние выдержано между его центрами. Если рассматривать диаметр заготовки, которую позволяет обрабатывать конкретный универсальный токарно-винторезный станок, то данный параметр находится в диапазоне от 100 до 4000 мм. Следует иметь в виду, что модели станков, на которых могут обрабатываться детали одинаковых диаметров, могут отличаться длиной обрабатываемых заготовок.

Тяжелый токарно-винторезный станок 1А670

Универсальные токарные станки могут иметь различный вес. Так, по данному параметру оборудование относят к одной из следующих категорий:

тяжелые станки, вес которых может доходить до 400 тонн (на токарно-винторезных станках данной категории можно обрабатывать детали с диаметром 1600–4000 мм);
станки весом до 15 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали диаметром 600–1250 мм);
оборудование массой до 4 тонн (с допустимым диаметром обрабатываемых деталей 250–500 мм);
легкие станки, вес которых не превышает 0,5 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали с диаметром 100–200 мм).

Легкий универсальный токарный станок — это настольная модель, которая используется, как правило, в домашних мастерских или на небольших предприятиях.

Токарно-винторезный станок CU500

Наиболее распространенными типами предприятий с такими токарно-винторезными станками являются:

опытно-экспериментальные участки предприятий различных отраслей промышленности;
предприятия, занимающиеся производством часовых механизмов;
заводы, выпускающие приборы и контрольно-измерительное оборудование.

Токарно-винторезными станками тяжелой группы оснащают предприятия энергетической и машиностроительной отрасли. Устройства этого типа также применяют для обработки элементов специальных механизмов и узлов – деталей:

турбинных механизмов;
для оснащения железнодорожного транспорта (колесных пар и др.);
для комплектации тяжелого прокатного оборудования.

Однако наибольшее распространение получили токарно-винторезные станки, относящиеся к средней категории. Именно за счет использования таких станков можно выполнять получистовые и чистовые металлообрабатывающие операции, а также нарезать резьбы различных категорий.

Универсальный токарный станок, относящийся к средней категории, обладает целым рядом весомых преимуществ: широкий диапазон подач рабочего инструмента и частот вращения шпинделя, высокая жесткость конструкции и мощность двигателя, позволяющая выполнять широкий перечень работ с заготовками из металла и других материалов.

Токарно-винторезные станки средней категории, кроме того, оснащаются различными механизмами и приспособлениями, которые значительно расширяют их функционал, позволяют делать обработку с большей точностью, делают труд обслуживающего персонала более комфортным и безопасным. Такие элементы дополнительного оснащения, что удобно, позволяют автоматизировать многие процессы обработки заготовок на токарно-винторезных станках.

Отдельно следует сказать о токарно-винторезных станках с числовым программным управлением (ЧПУ), которые в советское время выпускались одновременно несколькими предприятиями. Такими станками, как правило, оснащались предприятия, которые занимались выпуском большой номенклатуры мелкосерийной продукции. Устройство токарно-винторезного станка данного типа и возможность его быстрой переналадки делает его просто незаменимым в тех ситуациях, когда необходимо быстро перейти на выпуск деталей другой модификации.

Токарно-винторезный станок 1М63

Конструктивные элементы станков токарно-винторезной группы

Любой токарно-винторезный станок, относящийся к категории универсального оборудования, позволяет выполнять следующие виды обработки деталей из различных материалов:

развертывание отверстий;
обтачивание и растачивание поверхностей различной конфигурации: фасонных, конических, цилиндрических;
выполнение зенкерования и сверления;
обработка торцов и их подрезка;
нарезание резьбы различного типа.

Универсальный токарно-винторезный станок любой модели состоит из типовых узлов и механизмов, к которым относятся:

суппорт станка;
передняя и задняя бабка;
коробка, обеспечивающая регулировку скоростей;
несущая станина;
шпиндель;
электрическое оборудование;
тумбы оборудования;
гитары шестерен;
ходовой валик;
фартук оборудования;
коробка, обеспечивающая выбор и смену подач;
основной элемент токарно-винторезного станка, отличающий его от обычной токарной модели — ходовой винт.

Что характерно, конструктивные элементы токарно-винторезных станков разных моделей имеют не только одинаковое наименование, но и одинаковое расположение. К примеру, станки данной категории, выпущенные разными производителями (в том числе обладающие числовым программным управлением), практически идентичны по своей конструкции.

Основные узлы токарно-винторезного станка

Для обеспечения управления всеми рабочими системами в оснащение токарно-винторезных станков входят различные рукоятки и рычаги. Сюда, в частности, относятся:

рукоятка, за счет которой выполняется изменение скорости вращения шпинделя;
орган управления, отвечающий за выбор параметров нарезаемой резьбы (шаг и подача);
рукоятка, отвечающая за выбор категории шага нарезаемой резьбы — увеличенного или нормального;
орган управления, определяющий направление движения салазок (продольное или поперечное);
рукоятка для управления верхними салазками;
элемент управления для включения и отключения вращения ходового винта;
управляющий элемент для выбора направления нарезаемой резьбы;
включение и отключение основного двигателя;
элемент, отвечающий за фиксацию пиноли и автоматический запуск продольной подачи;
так называемый штурвал, который отвечает за передвижение пиноли;
орган управления параметрами подачи;
управления параметрами перемещения суппорта;
элемент, отвечающий за фиксацию задней бабки;
элемент управления направлением движения шпинделя, а также его остановкой.

Токарно-винторезный станок 1К62

Токарно-винторезный станок — оси

Токарно-винторезный станок оси – это достаточно новое оборудование. Но, тем не менее, он уже успел завоевать популярность у специалистов промышленной сферы. Токарный станок оси, иначе называемый ОЗУ, объединяет в себе черты обычных токарных инструментов с пинолем стиля оси.

На токарном станке данного типа принцип работы достаточно простой и понятный даже тем людям, которые никогда не сталкивались с промышленностью. В момент, когда оборудование стыкуется с заготовкой, которую нужно обработать, то он начинает скользить по её поверхности. И поэтому процесс обработки становится быстрым, легким, ну и качественным.

Технические характеристики

При выборе наиболее подходящей модели всегда рассматриваются технические характеристики. Они определяют особенности работы и возможность применения в той или ной ситуации.

Основные технические характеристики заносятся в описание. К ним можно отнести:

Количество оборотов: минимальный и максимальный показатель. Основные технические характеристики определяют возможность обработки по заданным параметрам. Создавая чертеж технолог указывает то, при какой скорости вращения должно проходить резание.
Класс точности. В чертеж заносятся данные о том, с какой точностью должна проводится обработка. В ГОСТ установлены нормы определения класса точности, по которым маркируется оборудование.
Для того чтобы можно было регулировать показатель скорости вращения шпинделя устанавливается коробка передач. Установленные стандарты ГОСТ требуют указания в паспорте число передач.
Деталь может иметь самые различные размеры, что определяет возможность установки.
Вес и габаритные размеры.
Величина подачи и максимального перемещения по оси.

Все технические характеристики можно узнать их паспортных данных и другой документации.

Общий вид токарно-винторезного станка

Распространённые модели станков

Режим функционирования токарно-винторезных станков определяется двумя главными особенностями, характерными для любых моделей.

Высота центров. Так называют расстояние между контуром станины вверху и шпиндельной вращательной осью. Показатель определяет, какого диаметра детали помещаются внутри оборудования.
Между центрами расстояние отличается у разных моделей, от этого зависит допустимая длина.

16К40 – одна из моделей, получивших наиболее широкое распространение. Гарантирован класс Н во время обработки. На станке выполняют основные операции, включая сверление и точение, растачивание, резьбу.

16к40 – средний класс оборудования.

Оборудование, созданное в 80-ых годах прошлого века, чаще всего встречается у владельцев производственных объектов. Это касается моделей 163, 16В20, 1И611П, б16Д25, и так далее.

Особенности УЦИ

Рассматривая прецизионный токарно-винторезный станок следует отметить его применимость в самых различных сферах.

Довольно большое распространение получили варианты исполнения с УЦИ. Данные виды токарного оборудования имеет высокую точность работы благодаря отображению осей основных органов на индикационном дисплее. Существует довольно большое количество моделей с УЦИ, каждая обладает своими особенностями. Прецизионный токарно-винторезный станок снабжается узлами, которые свойственны и остальным моделям, относящимся к этой группе. Токарно-винторезный станок с УЦИ обходится дешевле, чем токарно-винторезный станок с ЧПУ, что определяет рентабельность их установки в определенных случаях.

Для чего предназначен рассматриваемый блок? Этот цифровой блок позволяет контролировать положение различных элементов конструкции, а также вычислять требуемую информацию, к примеру, расстояние, на которое должен перемещаться суппорт или другой элемент. Производство подобных блоков началось относительно недавно, назначение некоторых моделей расширяется за счет их оборудования данным блоком управления.

Заключение

Токарно-винторезные станки облегчают обработку деталей, обладающих разными габаритами и формами. Дополнительное оборудование расширяет список операций, выполняемых инструментами. Современные электрические двигатели и моторы делают работу быстрой и безопасной, бесшумной даже при большом количестве станков, установленных на территории предприятия или цеха.

Варианты с ЧПУ

Токарно-винторезный станок с ЧПУ

Современным подходом можно назвать установку оборудования с числовым программным управлением. Электрическая схема с принципиальной измененной конструкцией основных узлов позволяет добиться высокой точности обработки. К особенностям электросхемы и всей конструкции данного типа можно отнести нижеприведенные моменты:

Токарно-винторезный станок ЧПУ производится в соответствии с ГОСТ: класс точности и другие параметры также указываются в паспорте. В ГОСТ установлены и другие стандарты, которые стоит учитывать при выборе оборудования.
Все подвижные органы работают от мини блока управления. Это определяет то, что токарно-винторезный станок имеет сложную электрическую схему.
Многие модели мини, могут устанавливаться в домашних условиях по причине небольшого веса. При этом подобные токарно-винторезные станки с высокой точностью мини типа могут выдерживать большую нагрузку.
У конструкции есть блок индикации и ввода основной информации. Государственный стандарт и ГОСТ определяет применение определенных языков программирования, которые применяются для указания пути обработки и основных режимов.
Настольный токарно-винторезный станок по металлу (мини тип) применяется для высокоточной обработки и получения малогабаритных деталей. Токарно-винторезные станки повышенной точности широко используются при производстве деталей различной электроники и бытовой техники. Мини оборудование имеет высокую точность и небольшую потребительскую мощность, что определяет рентабельность установки.

Многие производители создают токарно-винторезные станки по ГОСТ, но стоит учитывать, что самое современное оборудование производится за границей, где не учитывается данный стандарт.

Мини токарно-винторезный станок обойдется намного дешевле, но у них есть ограничение по размерам заготовки.

В заключение отметим, что рассматривая типы токарно-винторезных станков, следует уделять внимание возможности установки самой различной оснастки. Токарно-винторезные станки по металлу имеют классификацию, которая указывается в маркировке. Каждая цифра и буква обозначают самую различную информацию, применяется маркировка с учетом принятых норм.

Особенности токарно-винторезных станков, их основные узлы

Токарно-винторезные станки стали универсальным оборудованием. Этому способствовали дополнительные инструменты, которые можно использовать на нем.

Компоновка токарно-винторезных станков остаётся практически одинаковой, вне зависимости от модели. Такие приспособления активно применяются в школьных мастерских, когда надо научить основам обработки того или иного материала. Главное – заранее рассмотреть конструктивные особенности, которыми обладает тот или иной механизм.

Общее описание универсального токарно-винторезного станка

Стоимость приборов формируется на основе нескольких показателей:

Функциональные возможности.
Технические характеристики.
Габариты.

Создание дюймовой резьбы.
Модульная резьба.
Метрическая резьба.
Выточка конусов.
Отделка токарного типа для цветных и чёрных металлов.

Развёртывание отверстий.
Обрезка.
Шлифование.
Обработка торцов, конусов и цилиндров внутри, снаружи.

Шпиндель на универсальных моделях расположен горизонтально, либо вертикально.

У специализированных станков задачи стоят более конкретные, связанные с обработкой тех или иных деталей:

Муфты.
Трубы.
Прокатные валки.
Валы с гладкими поверхностями, в форме ступеней.

Назначение и классификация токарно-винторезных станков

Цветные, чёрные металлы – основы деталей, обрабатываемых станками. Нарезание резьбы, точение конусов – дополнительная сфера применения приборов. Функциональность станка расширяется, если приобретать его в комплекте с дополнительными устройствами. Благодаря этому владельцу будет доступно фрезерование, радиальное сверление, шлифовка и так далее.

В частных мастерских такое оборудование встречается редко, причина – серьёзные вес и габариты. За исключением обработки деталей транспортных средств на станциях СТО. Описание сфер применения выглядит не таким уж длинным:

Производство мелких серий продукции.
Единичный выпуск товаров.

Приобретение станков не исключается и при условии массового производства.

Следующие характеристики легли в основу классификации, разделения на несколько видов:

Диаметр для деталей, максимум ограничений.
Наибольшая длина.
Общая масса оборудования.

Расстояние от одного центра у станка до другого влияет на длину деталей, которые допускают к обработке. От 100 до 4000 мм – предполагаемый диаметр. Вес позволяет разделить станки на тяжёлые, модели до 4 тонн, и до 15 тонн.

Модели настольного крепления в большинстве ситуаций – лёгкие, универсального назначения. Оптимальный вариант для бытовых условий, предприятий небольшого масштаба.

Технические характеристики станков

Применение токарно-винторезным станкам давно нашли не только в промышленности, но и в бытовых условиях. Существуют различные модификации у этого оборудования, отличия – в рабочей части:

Когда обрабатываемые поверхности могут иметь максимум диаметра в пределах 8,5 см – 0,5 м.
Для работы с заготовками, длина которых составит 12,5 см – 2,4 метра.
Стационарные тяжёлые.
Напольные.

Шпиндель, вращающийся вместе с заготовкой, относится к основным узлам для таких установок. Режущий инструмент движется по отношению к заготовке, вдоль или поперёк. Шпиндель отличается определённой мощностью, влияющей на производительность устройства. Чем выше этот параметр – тем с большей результативностью снимается стружка с поверхности. Благодаря этому потом можно обрабатывать детали с большей массивностью.

Изготовление показывает разную точность, что способствует разделению станков на:

Особо точные.
Особо высокоточные.
Высокоточные.
Нормальной точности.
Повышенной точности.

Агрегат обладает техническими характеристиками, по которым легко понять, готов ли аппарат к эксплуатации. Такие параметры становятся важными в случае с токарным оборудованием:

Для шпинделя – обороты, совершаемые в минуту.
Максимум длины у деталей во время обработки.
Расстояние от одного центра оборудования до другого.
Какой диаметр максимальный для заготовок в обработке?

Основные конструктивные элементы

Универсальное назначение предполагает использование таких узлов:

Коробку подач.
Суппорт.
Шпиндель.
Спереди и сзади есть так называемые бабки.
Станину.

Стоит рассмотреть более детально все узлы, составляющие агрегат.

Станина

В число базовых компонентов включают станину, выступающей основой для движения суппорта, задней бабки. Станина – опорная часть для обеих бабок. У самой станины есть определённые детали, включающие две балки из стали. Соединение между деталями обеспечивается поперечными рёбрами жёсткости. У каждой из балок – соединение к двум направляющим.

С каждой из сторон направляющие относятся к призматической группе.
Направляющая плоской формы внутри находится с левой стороны.

У станины есть левая и правая сторона, на первой фиксируют переднюю бабку. Справа находится задняя разновидность детали. Регулировка проще при движениях вдоль станины. Точность обработки деталей обеспечивают, если направляющие сохраняют параллельное положение друг по отношению к другу.

Передняя и задняя бабка

Фиксировать заготовку в обработке, передавать на неё вращение, чьим источником выступает электрический двигатель – основное назначение у передней бабки. Одна часть конструкции принимает вращение от другой благодаря шпинделю, находящемуся внутри корпусной части бабки. Рукоятки регулировки скорости монтируют на корпусе снаружи.

Шпиндельные частоты вращения регулируются без проблем.

Деталь справа опирается на бабку сзади. Можно использовать различные вспомогательные инструменты для установки в станок:

Развёртки.
Метчики.
Свёрла, и так далее.

Центры у бабок могут вращаться, либо быть обычными.

При скоростном нарезании у современных станков предпочтение отдают вращающимся центрам. В случае с тяжёлой работой предпочтительнее стандартный вариант.

На станине монтируют специальную опорную плиту. Это место крепления корпусов бабок, вне зависимости от того, какая группа инструментов используется. У конструкции есть передний конец, где монтируют посадочное гнездо – здесь устанавливают центр, инструмент для работы. Проведение регулировки предполагает использование оси и поперёк корпуса бабки. Благодаря этому время обработки даже пологих корпусов становится минимальным.

Шпиндель

В любом токарно-винторезном станке шпиндели относятся к главным деталям. Такое название получила разновидность полого сварного вала. Коническое отверстие располагается на торце этой части конструкции. Такая полость у шпинделя понадобится, чтобы установить пруток, который помогает потом выбивать центр из посадочного места при необходимости.

Монтаж на подшипниках скольжения характерен для станков стандартных моделей. Но подшипники качения отличаются повышенной жёсткостью, поэтому их чаще устанавливают в оборудование, для которого важна скорость.

Устройство способно нормально функционировать, только если во время вращения шпинделя нет люфта. Иначе колебания передаются самой детали, из-за чего точность обработки снижается. Сохранит ли узел выносливость в ходе эксплуатации – зависит от качества исполнения подшипников, надёжности узлов.

Коробка подач

У коробки подач несколько основных узлов:

Две гитары.
Трензель.
Ходовой вал.
Ходовой винт.

Гитара нужна для получения хода с необходимой частотой, трензель – регулирует направление подачи. Есть специальный фартук, внутри которого расположены специальные механизмы. При их движении рабочий инструмент начинает последовательно перемещаться. Энергию при вращении передаёт ходовой вал. Некоторые модели станков снабжаются упрощёнными реверсными механизмами, а не стандартными коробками подач. При таких обстоятельствах корректировке подвергают направление, куда движется ходовой вал.

Строение суппорта

Предназначение суппорта – корректировка положения у резцедержателей, отвечающих за фиксацию рабочего инструмента. Работают в трёх плоскостях – поперёк и вдоль, с определённым углом наклона. У суппортов по сравнению с другими деталями большие габариты. В него входит нижняя плита, выступающая местом монтажа салазок, кареток. Вверху ставят части, идущие поперёк. Это место монтажа поворотной части суппорта.

Чем дольше станки эксплуатируются –тем меньше точность, с которой регулируют суппорт. Боковые направляющие со временем страдают от зазоров. Но можно провести простой ремонт, чтобы избавиться от этой проблемы. Он заключается в подтягивании специальной клиновой планки.

На станке устанавливают резцедержатели. Выбор конкретной их разновидности определяется классом самого прибора. Одноместные конструкции – оптимальный выбор, когда вес небольшой. Речь идёт о корпусах-цилиндрах, имеющих полость внутри, стягиваемых специальными винтами. Крупногабаритное оборудование лучше дополнять четырёхгранными винтами. Тогда фиксация резцов максимально прочная.

Типовой блок управления

Рычаги, рукоятки и тому подобные элементы на корпусе применяются для задания основных характеристик. Отдельно устанавливается количество оборотов. Некоторые параметры задаются исключительно установкой определённых сменных колёс. Другие рукояти управляют суппортом.

Электрическая часть токарного станка

В этой части современные устройства допускают установку нескольких двигателей. Коробки скоростей отличаются тихой работой, во время которой нет толчков. Для производства современных деталей используют материалы с максимальной устойчивостью. Общая электрическая схема отличается высокой сложностью, потому лучше изучать её на основе прикладываемой инструкции.

Особенно стоит отметить коробку скоростей. Актуально использование трёхвальной схемы, допускающей до 12 переключений. Присутствуют цельные промежуточной и приводной валы, с шестернями. Специальные ручки, вынесенные на управляющую панель, осуществляют переключение передач и контроль. При запуске двигателя коробка смазывается автоматически, как показывает схема.

Все цепи внутри устройства могут функционировать с напряжением до 380 В. Но при домашнем варианте эксплуатации рекомендуется останавливаться на стандартных 220.

Обычный вариант – два трёхфазных двигателя на станке. У одного из них мощность – 4 кВт. На его основе работает главный привод. Второй нужен для подачи охлаждающей жидкости. 36 вольтовая лампа имеет свой источник питания в виде специального устройства. Это приспособление освещает рабочее место.

Какие могут проводиться операции: основные технологии обработки деталей

Станки применяют при обработке поверхностей с формой цилиндра, это главная задача. Проходной резец – основной инструмент, позволяющий добиться результатов. 7-12-миллиметровый припуск по длине деталей обязателен при проведении обработки. Это необходимый запас размера, тогда во время обработки не возникает дополнительных проблем. Управление их тоже не доставляет.

Несколько видов инструментов подходят для подрезания торцов у размещаемых внутри деталей:

Подрезные.
Прямые проходные.
Упорные.

Резцы упорного типа обтачивают, подрезают углы на деталях при сохранении небольших габаритов.

Прорезание на деталях канавок небольших размеров – ещё одно назначение станка. Тогда берут специальные канавочные инструменты. Важно, чтобы шпиндель вращался на небольших скоростях.

Изделия в готовом виде отрезают с аналогичными принципами. 2-2,5 миллиметровый диаметр у перемычки в месте отреза означает окончание процесса. Работа закончена, финальный этап – отрезание её от остальной части заготовки.

Распространённые модели станков

Высота центров. Так называют расстояние между контуром станины вверху и шпиндельной вращательной осью. Показатель определяет, какого диаметра детали помещаются внутри оборудования.
Между центрами расстояние отличается у разных моделей, от этого зависит допустимая длина.

16к40 – средний класс оборудования.

Заключение

Устройство и характеристики токарно-винторезного станка

С помощью любого токарно-винторезного станка, посредством которого может выполняться обработка как металлических, так и неметаллических деталей, осуществляются операции точения.

Нарезка внешней резьбы

Конструктивные элементы станков токарно-винторезной группы

развертывание отверстий;
обтачивание и растачивание поверхностей различной конфигурации: фасонных, конических, цилиндрических;
выполнение зенкерования и сверления;
обработка торцов и их подрезка;
нарезание резьбы различного типа.

суппорт станка;
передняя и задняя бабка;
коробка, обеспечивающая регулировку скоростей;
несущая станина;
шпиндель;
электрическое оборудование;
тумбы оборудования;
гитары шестерен;
ходовой валик;
фартук оборудования;
коробка, обеспечивающая выбор и смену подач;
основной элемент токарно-винторезного станка, отличающий его от обычной токарной модели — ходовой винт.

Основные узлы токарно-винторезного станка

рукоятка, за счет которой выполняется изменение скорости вращения шпинделя;
орган управления, отвечающий за выбор параметров нарезаемой резьбы (шаг и подача);
рукоятка, отвечающая за выбор категории шага нарезаемой резьбы — увеличенного или нормального;
орган управления, определяющий направление движения салазок (продольное или поперечное);
рукоятка для управления верхними салазками;
элемент управления для включения и отключения вращения ходового винта;
управляющий элемент для выбора направления нарезаемой резьбы;
включение и отключение основного двигателя;
элемент, отвечающий за фиксацию пиноли и автоматический запуск продольной подачи;
так называемый штурвал, который отвечает за передвижение пиноли;
орган управления параметрами подачи;
управления параметрами перемещения суппорта;
элемент, отвечающий за фиксацию задней бабки;
элемент управления направлением движения шпинделя, а также его остановкой.

Токарно-винторезный станок 1К62

Классификация универсальных токарных станков

масса оборудования;
максимальная длина детали, допускаемой к обработке на токарно-винторезном станке;
максимальный диаметр такой детали.

Тяжелый токарно-винторезный станок 1А670

тяжелые станки, вес которых может доходить до 400 тонн (на токарно-винторезных станках данной категории можно обрабатывать детали с диаметром 1600–4000 мм);
станки весом до 15 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали диаметром 600–1250 мм);
оборудование массой до 4 тонн (с допустимым диаметром обрабатываемых деталей 250–500 мм);
легкие станки, вес которых не превышает 0,5 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали с диаметром 100–200 мм).

Токарно-винторезный станок CU500

Наиболее распространенными типами предприятий с такими токарно-винторезными станками являются:

опытно-экспериментальные участки предприятий различных отраслей промышленности;
предприятия, занимающиеся производством часовых механизмов;
заводы, выпускающие приборы и контрольно-измерительное оборудование.

турбинных механизмов;
для оснащения железнодорожного транспорта (колесных пар и др.);
для комплектации тяжелого прокатного оборудования.

Однако наибольшее распространение получили токарно-винторезные станки, относящиеся к средней категории. Именно за счет использования таких станков можно выполнять получистовые и чистовые металлообрабатывающие операции, а также нарезать резьбы различных категорий.

Токарно-винторезный станок 1М63

Основные технологии обработки деталей на токарно-винторезных станках

Токарное оборудование, как правило, используется для обработки внешних поверхностей цилиндрической формы. В качестве инструмента в таких ситуациях используется проходной резец. Припуск по длине обрабатываемой детали обычно составляет от 7 до 12 мм. Такой запас размера необходим для того, чтобы можно было отрезать обрабатываемую заготовку на требуемую длину и выполнить обработку ее торцов.

Для подрезки торца обрабатываемой детали могут использоваться резцы нескольких типов – упорные, прямые проходные и подрезные. Чтобы выполнить подрезку и обточить небольшие уступы на детали, применяются резцы упорного типа.

Универсальный токарный станок также позволяет прорезать на деталях канавки различной глубины. Для этих целей применяется специальный канавочный инструмент, а сама процедура осуществляется на небольших скоростях вращения шпинделя.

Отрезание готового изделия выполняется по аналогичному принципу. Заканчивают процесс отрезки в тот момент, когда диаметр перемычки в месте отреза доходит до величины порядка 2–2,5 мм. В этот момент процесс отрезания останавливается, а готовая деталь просто отламывается от заготовки.

Электрический ток, напряжение — поймет даже ребенок!

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 11 января 2015 · Обновлено 29 августа 2018

Всем привет, на связи с вами снова Владимир Васильев. Новогодние празднования подходят к концу, а значить надо готовиться к рабочим будням, с чем вас дорогие друзья и поздравляю! Хех, только не надо расстраиваться и впадать в депрессию, нужно мыслить позитивно.

Так вот в эти новогодние праздники я как-то размышлял о аудитории моего блога: «Кто он? Кто тот посетитель моего блога, что каждый день заходит почитать мои посты?». Может быть это прошаренный спец зашел из любопытства почитать что я тут накалякал? А может это какой -нибудь доктор радиотехнических наук зашел посмотреть как спаять схему мультивибратора?

Содержание статьи

Знаете все это маловероятно, потому как для прошаренного специалиста все это уже пройденный этап и скорее всего все уже не так интересно и они сами с усами. Им может быть интересно лишь из праздного любопытства, мне конечно очень приятно и я жду каждого с распростертыми объятьями.

Так что я пришел к выводу, что основной контингент моего блога да и большинства радиолюбительских сайтов это новички и любители рыскающие по интернету в поисках полезной информации. Так какого лешего, у меня ее так мало? Будет в скором временя поболее так что [urlspan] не пропустите! [/urlspan]

Я вспоминаю себя, когда я искал в интернете какую-нибудь простенькую схемку чтобы с чего-нибудь начать, но постоянно что-то не подходило, что-то казалось заумным. Мне не хватало азов, таких, чтобы можно было по принципу от простого к сложному начать разбираться в интересующей меня теме.

Кстати первая книга которая мне действительно помогла, от прочтения которой действительно начало приходить понимание — это была книга «Искусство схемотехники» П. Хоровица, У. Хилла. Я писал про нее в этой статье, там и книжку можно скачать. Так вот, если вы новичок то обязательно ее скачайте и пусть она станет вашей настольной книгой.

Что такое напряжение и ток?

Кстати действительно что же такое электрический ток и напряжение? Я думаю, что никто на самом деле и не знает, ведь чтобы это знать это надо хотябы видеть. Кто может видеть ток, бегущий по проводам?

Да никто, человечество еще не достигло таких технологий, чтобы воочию наблюдать движения электрических зарядов. Все что мы видим в учебниках и научных трудах это некая абстракция созданная в результате многочисленных наблюдений.

Ну ладно об этом можно много рассуждать… Так давайте попробуем разобраться, что такое электрический ток и напряжение. Я не буду писать определения, определения не дают самого понимания сути. Если интересно, возьмите любой учебник по физике.

Так как мы его не видим электрического тока и всех процессов протекающих в проводнике, тогда попробуем создать аналогию.

И традиционно электрический ток текущий в проводнике сравнивают с водой бегущей по трубам. В нашей аналогии вода это электрический ток. Вода бежит по трубам с определенной скоростью, скорость это сила тока, измеряемая в амперах. Ну трубы это само собой проводник.

Хорошо, электрический ток мы себе представили, но а что такое напряжение? Сейчас помозгуем.

Вода в трубе, в отсутствии каких-либо сил (сила тяжести, давления) теч не будет, она будет покоиться как и любая другая жижа вылитая на пол. Так вот эта сила или точнее сказать энергия в нашей водопроводной аналогии и будет тем самым напряжением.

Но что происходит с водой бегущей из резервуара расположенного высоко над землей? Вода устремляется бурным потоком из резервуара к поверхности земли, гонимая силами тяготения. И чем выше от земли расположен резервуар тем с большей скоростью вытекает вода из шланга. Понимаете о чем я говорю?

Чем выше резервуар, тем больше сила (читай напряжение) воздействующая на воду. И тем больше скорость водного потока (читай сила тока). Теперь становится понятно и в голове начинает создаваться красочная картинка.

Понятие потенциала, разности потенциалов

С понятием напряжения электрического тока тесно связано понятие «потенциал» , или «разность потенциалов». Хорошо, обратимся снова к нашей водопроводной аналогии.

Наш резервуар находится на возвышенности что позволяет воде беспрепятственно стекать по трубе вниз. Так как бак с водой на высоте, то и потенциал этой точки будет более высоким или более положительным чем тот что находится на уровне земли. Видите что получается?

У нас появилось две точки имеющие разные потенциалы, точнее разную величину потенциала.

Получается, для того чтобы электрический ток мог бежать по проводу, потенциалы не должны быть равны. Ток бежит от точки с большим потенциалом к точки с меньшим потенциалом.

Помните такое выражение, что ток бежит от плюса к минусу. Так вот это все тоже самое. Плюс это более положительный потенциал а минус более отрицательный.

Кстати а хотите вопрос на засыпку? Что произойдет с током, если величины потенциалов будет периодически меняться местами?

Тогда мы будем наблюдать то как электрический ток меняет свое направление на противоположное каждый раз как потенциалы поменяются. Это получится уже переменный ток. Но его мы пока рассматривать не будем, дабы в голове сформировалось ясное понимание процессов.

Измерение напряжения

Для замера напряжение используется прибор вольтметр, хотя сейчас наиболее популярны мультиметры. Мультиметр это такой комбинированный прибор имеющий в себе много чего. О нем я писал в статье и рассказывал как им пользоваться.

Вольтметр это как раз тот прибор который измеряет разность потенциалов между двумя точками. Напряжение (разность потенциалов) в любой точке схемы обычно измеряется относительно НОЛЯ или ЗЕМЛИ или МАССЫ или МИНУСА батарейки. Не важно главное это должна быть точка имеющая наименьший потенциал во всей схеме.

Итак чтобы измерить напряжение постоянного тока между двумя точками, делаем следующее. Черный (минусовой ) щуп вольтметра втыкается в ту точку, где предположительно мы можем наблюдать точку с меньшим потенциалом (НОЛЬ). Красный щуп (плюсовой) втыкаем в точку, потенциал которой нам интересен.

И результатом измерения будет числовое значение разности потенциалов, или другими словами напряжение.

Измерение тока

В отличие от напряжения, которое замеряется в двух точках, величина тока замеряется в одной точке. Так как сила тока (или говорят просто ток) по нашей аналогии есть скорость течения воды, то эту скорость нужно замерять только в одной точке.

Нам нужно распилить водопровод и вставить в разрыв некий счетчик, который будет подсчитывать литры и минуты. Както так.

Аналогично если вернемся в реальный мир нашей электрической модели, то получим тоже самое. Чтобы замерить величину электрического тока, нам нужно подключить в разрыв электрической цепи нехитрый прибор — амперметр. Амперметр также входит в состав мультиметра. Вы также можете почитать в моей статье.

Щупы мультиметра нужно переставить в режим измерения тока. Затем перекусываем наш проводник, и подключаем обрывки провода к мультиметру и вуаля — на экране мультиметра будет показана величина тока.

Закон Ома

Ну что дорогие друзья, я думаю что мы не теряли время даром. Ознакомившись с нашими водопроводными моделями в голове начал складываться пазл, начало формироваться понимание.

Ну чтож попробуем проверить его на законе Ома.

I — ток измеряемый в Амперах (А);
U-напряжение измеряемое в Вольтах (В);
R-сопротивление измеряемое в Омах (Ом)

Ом нам говорил, что Электрический ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Про сопротивление я сегодня не говорил, но я думаю что вы поняли. Сопротивление электрическому току оказывается материалом проводника. В нашей водопроводной системе сопротивление току воды оказывают ржавые трубы, забитые ржавчиной и прочей какой.

Читайте также:

Что делать если воняет обувь?

Таким образом закон Ома работает во всей своей красе что для водопроводной системы, что для электрической. Может быть мне податься в сантехники, уж очень много схожего.

Чем выше задран резервуар с водой, тем быстрее по трубам будет теч вода. Но если трубы загажены то скорость будет меньше. Чем больше сопротивление воде тем медленнее она будет теч. Если засор, то вода вообще может встать.

Ну и для электричества. Величина тока зависит прямо пропорционально от величины напряжения (разности потенциалов), и обратно пропорционально зависит от сопротивления.

Чем выше напряжение тем больше величина тока, но чем больше сопротивление тем меньше величина тока. Напряжение может быть очень большим, но ток может не теч из-за обрыва. А обрыв это все равно, что если вместо металлического проводника мы подключили проводник из воздуха, а воздух обладает просто гигантским сопротивлением. Вот ток и остановится.

Чтоже дорогие друзья, вот и подходит время закругляться, вроде все что хотел сказать в этой статье я сказал. Если остаются какие-либо вопросы спрашивайте в комментариях. Дальше будет больше, планирую написать череду обучающих материалов, так что [urlspan] не пропустите… [/urlspan]

Желаю вам удачи, успехов и до новых встреч!

С н/п Владимир Васильев.

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем»

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем» — это инструмент, который позволит получить знания в области электроники и электротехники а также достичь понимания процессов происходящих в проводниках.

Конструктор представляет собой набор полноценных радиодеталей имеющих спец. конструктив, позволяющий их монтаж без помощи паяльника. Радиокомпоненты монтируются на специальную плату — основание, что позволяет в конечном итоге получить вполне функциональные радиоконструкции.

Используя этот конструктор можно собрать до 320 различных схем, для построения которых есть развернутое и красочное руководство. А если подключить фантазию в этот творческий процесс то можно получить бесчисленное количество различных радиоконструкций и научиться анализировать их работу. Этот опыт я считаю очень важен и для многих он может оказаться бесценным.

Вот несколько примеров того, что Вы можете сделать благодаря этому конструктору:

Летающий пропеллер;
Лампа,включаемая хлопком в ладоши или струей воздуха;
Управляемые звуки звездных войн, пожарной машины или скорой помощи;
Музыкальный вентилятор;
Электрическое световое ружье;
Изучение азбуки Морзе;
Детектор лжи;
Автоматический уличный фонарь;
Мегафон;
Радиостанция;
Электронный метроном;
Радиоприемники, в том числе FM диапазона;
Устройство, напоминающее о наступлении темноты или рассвета;
Сигнализация о том, что ребенок мокрый;
Защитная сигнализация;
Музыкальный дверной замок;
Лампы при параллельном и последовательном соединении;
Резистор как ограничитель тока;
Заряд и разряд конденсатора;
Тестер электропроводимости;
Усилительный эффект транзистора;
Схема Дарлингтона.

Электрическое напряжение. Определение, объяснение простыми словами, единица измерения, формула

Одним из самых фундаментальных терминов в электротехнике является термин «электрическое напряжение». В этой статье мы объясним, что это такое и как его рассчитать.

Объяснение простыми словами

Электрическое напряжение U является той самой причиной, которая «заставляет» протекать электрический ток I. Электрическое напряжение всегда возникает, когда заряды разделены друг от друга, то есть все отрицательные заряды на одной стороне, а все положительные — на другой. Если соединить эти две стороны электропроводящим материалом, потечет электрический ток.

Общепринятое определение термина «электрическое напряжение».

Электрическое напряжение (или просто напряжение) — это разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле. Это движущая сила для электрического заряда.

Потенциал в электрическом поле — это энергия заряженного тела, не зависящая от его электрического заряда. Для пояснения вы можете посмотреть на сравнение с водяным контуром чуть ниже в статье.

Есть другое определение (из учебника по физике 8 класса):

Напряжение — это физическая велuчuна, характеризующая электрическое поле. Электрическое напряжение между двумя точками электрического поля численно равно работе, совершенной при переносе между ними заряда 1 Кл силами электрического поля.

Сравнение с использованием модели протекания воды.

Хорошей аналогией, которая поможет вам представить себе электрическое напряжение и потенциал, является водяной контур. В этой схеме у вас есть два бассейна на разной высоте, которые соединены трубой. В этой трубе вода может перетекать из верхнего бассейна в нижний. Затем вода перекачивается обратно в верхний бассейн с помощью насоса, как показано на рисунке ниже.

Электрическое напряжение — сравнение с использованием модели протекания воды

В своих размышлениях вы теперь легко можете сравнить насос с источником электрического напряжения. Кроме того, поток воды можно сравнить с электрическим током. Насос транспортирует воду из нижнего бассейна в верхний. Оттуда она самостоятельно течет обратно в нижний бассейн. В данном примере насос является приводом для потока. Чем больше разница в высоте, тем сильнее поток. Решающим фактором является потенциальная энергия верхнего бассейна. Вы можете сравнить разность энергий двух бассейнов с разностью электрических потенциалов. Проще говоря, большая разница в высоте соответствует большему электрическому напряжению.

Формула

Формула для электрического напряжения U, согласно закона Ома для участка цепи, имеет вид

Как видно из этой формулы, если электрическое напряжение остается неизменным, то чем больше электрическое сопротивление (R), тем меньше сила тока (I).

Другая формула для расчета электрического напряжения такова:

То есть электрическое напряжение U равно мощности деленной на силу тока I.

Единица измерения электрического напряжения

Единицей измерения электрического напряжения в СИ является Вольт, сокращенно В (в честь итальянского учёного А. Вольта).

1 вольт (1 В) — это напряжение между двумя точками электрического поля, при переносе между которыми заряда 1 Кл совершается работа 1 Дж.

[U] = 1 В

Теперь вы можете объяснить смысл надписи 4,5 В или 9 В на круглой или плоской батарейке. Смысл в том, что при переносе с одного полюса источника на другой (через спираль лампочки или другой проводник) заряда 1 Кл силами электрического поля может быть совершена работа соответственно 4,5 Дж или 9 Дж.

В электротехнике напряжение может варьироваться от микровольт (1 мкВ = 1 * 10 -6 В) и миливольт (1 мВ = 10 -3 В), до киловольт (1 кВ = 1 * 10 3 В) и мегавольт (1 МВ = 10 6 В)

Читайте также:

Фотообои париж: романтический интерьер

Вы можете преобразовать отдельные единицы измерения следующим образом:

1 В = 1000 мВ, 1 мВ = 1000 мкВ, 1 МВ = 1000 кВ, 1 кВ = 1000 В.

Электрическое напряжение в цепи

Для источников напряжения в схемах обычно используется один из следующих символов.

Источники напряжения и электрическая цепь

Источник напряжения всегда имеет два соединения/полюса. Полюс «плюс» и полюс «минус». Само напряжение обозначено стрелкой напряжения (U_Q). Для источников оно всегда отображается от плюса к минусу.

Электрическое напряжение, падающее на резисторе, также можно обозначить стрелкой напряжения (на схеме обозначена как красная стрелка U_R ). Это указывает на техническое направление электрического тока.

Также часто можно услышать термин «напряжение холостого хода» или «напряжение источника». Это выходное напряжение ненагруженного источника, т.е. источника, к которому ничего не подключено. Если цепь замкнута с нагрузкой, то можно измерить только напряжение на полюсах источника.

Электрические напряжения при последовательном и параллельном соединении

У нас уже есть статья о последовательном и параллельном соединении проводников, в котором мы обсуждаем эту тему более подробно. Поэтому здесь мы рассмотрим лишь некоторые основы.

При последовательном соединении компоненты подключаются в ряд.

Электрическое напряжение при последовательном соединении

Здесь электрическое напряжение источника делится на резисторы. Этот момент также описывается вторым правилом Кирхгофа. Здесь применимо следующее:

то есть напряжение источника равно сумме электрических напряжений на отдельных резисторах. Напряжение источника по-разному распределяется по разным резисторам.

В электрической цепи с параллельным соединением компоненты расположены, соответственно, параллельно друг относительно друга. Это можно увидеть на следующей схеме.

Электрическое напряжение в параллельной цепи

Здесь гораздо проще определить электрические напряжения на резисторах, так как при параллельном соединении:

Поэтому электрическое напряжение на резисторах такое же высокое, как и электрическое напряжение источника.

Измерение электрического напряжения

Приборы для измерения напряжения, также называемые вольтметрами, всегда подключаются параллельно потребителю, на котором необходимо измерить электрическое напряжение.

Одним из наиболее часто используемых вольтметров является цифровой мультиметр (DMM), поэтому мы покажем вам процедуру измерения напряжения с помощью DMM. Сначала необходимо установить тип электрического напряжения (DC — постоянный ток или AC — переменный ток).

Для постоянного тока необходимо обратить внимание на правильную полярность, т.е. подключить плюс к положительному полюсу. На следующем этапе необходимо выбрать правильный диапазон измерения. Если вы не можете оценить, насколько велика измеряемая величина, установите наибольший возможный диапазон и двигайтесь от него вниз, пока не найдете нужный. Наконец, вам нужно только «считать» электрическое напряжение прибором.

Примеры типовых значений электрического напряжения

Для некоторых применений соответствующее электрическое напряжение можно найти в таблице ниже.

Светодиод	1,2 — 1,5 В
Зарядное устройство USB	5 В
Напряжение автомобильного аккумулятора	12, 4 — 12,8 В
Напряжение в розетке (среднеквадратичное или действующее значение)	230 В
Высоковольтные линии электропередач (ЛЭП)	60 кВ — 1 МВ

Вы можете видеть, что на высоковольтных линиях присутствует напряжение до мегавольт. Такие большие электрические напряжения используются для того, чтобы уменьшить потери в длинных линиях.

Решающим фактором для потребителя является мощность P, которую можно рассчитать для постоянного напряжения с помощью формулы:

P = U * I

Это означает, что электрический ток I так же важен для потребителя, как и электрическое напряжение. Согласно закону Ома, зависимость между током и напряжением имеет вид:

U = R * I .

Если напряжение остается неизменным, сопротивление определяет величину тока. Чтобы проиллюстрировать это, представьте следующее. У вас есть три разных бассейна, которые заполнены одинаковым количеством воды. Каждый бассейн имеет слив, который различается по сечению, т.е. в одном бассейне сливная труба очень маленькая, а в другом — очень большая.

Постоянное электрическое напряжение можно определить по тому, что все емкости заполнены на одинаковую высоту. Если слив узкий в нижней части, он представляет собой большое сопротивление. Ток здесь может течь только медленно. Если сечение сливной трубы больше, то сопротивление меньше и, соответственно, может протекать больший ток.

Что такое напряжение

Что такое напряжение в электронике и электротехнике? Как его можно трактовать? Обо всем этом мы как раз и поговорим в нашей статье.

Напряжение с точки зрения гидравлики

Все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой высокий «бокал», заполненный водой.

Так вот, представим себе, что башня доверху наполнена водой. Получается, в данный момент на дне башни ого-го какое давление!

водобашня, заполненная водой

А что, если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится вдвое. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет мизерное.

Представьте такую ситуацию. У нас есть водонос, а шланг мы закупорили пробкой.

Вода вроде бы готова бежать, но бежать то некуда! Пробка туго закупоривает шланг. Но на саму пробку сейчас оказывается давление, которое создает насосная станция. От чего зависит давление на пробку? Думаю понятно, что от мощности насоса. Если мощность насоса будет большая, то пробка вылетит со скоростью пули, или давление порвет шланг, если пробка туго сидит в шланге. В данном случае давление создается с помощью насоса. То есть можно сказать, что это модель башни с водой в горизонтальном положении.

Все то же самое можно сказать и про водобашню. Здесь давление на дно создается уже гравитационной силой. Как я уже говорил, давление на дне башни зависит от того, сколько воды в башне в данный момент. Если башня наполнена водой под завязку, то и давление на дне башни будет большое, и наоборот.

А теперь представьте себе какое давление на дне океана, особенно в Марианской впадине! Что можно сказать про давление в этих двух случаях? Оно вроде как есть, но молекулы воды стоят на месте и никуда не двигаются. Запомните этот момент. Давление есть, а движухи — нет.

Электрическое напряжение

Это давление на дно и есть то самое напряжение (по аналогии с гидравликой). В данном случае, дно башни – это ноль, начальный уровень отсчёта. За начальный уровень отсчёта в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком «минус». Можно даже сказать, что уровень «воды в башне» у 12-вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды 1,5 Вольтовой пальчиковой батарейки.

Читайте также:

Фотообои париж: романтический интерьер

Так вот, по аналогии с электроникой, это давление называется напряжением. Например, вы, наверное, не раз слышали такое выражение, типа «блок питания может выдать от 0 и до 30 Вольт». Или говоря детским языком, создать «электрическое давление» на своих клеммах (отметил на фото) от 0 и до 30 Вольт. Нулевой уровень, откуда идет отсчет электрического давления, обозначается минусом.

источник питания постоянного тока

Электрическое напряжение — это еще не значит, что в электрической цепи течет электрический ток. Для того, чтобы появился электрический ток, электроны должны двигаться в одном направлении, а они в данный момент тупо стоят на месте. А раз нет движения электронов, то и нет электрического тока.

С точки зрения электроники, на одном щупе блока питания есть давление, а на другом его нет. То есть это земля, на которой стоит башня, если провести аналогию с гидравликой. Поэтому, положительный щуп блока питания да и вообще всех приборов стараются сделать красным, мол типа берегитесь, здесь высокое давление! А отрицательный щуп — черным или синим.

В электронике, чтобы указать, на каком выводе больше » электрическое давление», а на каком меньше проставляют два знака: плюс и минус, соответственно положительный и отрицательный. На плюсе избыточное «давление», а на минусе — ноль.

Поэтому, если замкнуть эти два вывода между собой, электрический ток устремится от плюса к минусу, но напрямую этого делать крайне не рекомендуется, так как это уже будет называться коротким замыканием.

Формула напряжения

В физике есть формула, хотя практического применения она не имеет. Официальная формула записывается так.

формула напряжения

A — это работа электрического поля по перемещению заряда по участку цепи, Джоули

U — напряжение на участке электрической цепи, Вольты

На практике напряжение на участке цепи выводится через закон Ома.

напряжение из закона Ома

Напряжение тока — что это означает?

Этот термин очень часто можно услышать в разговорной речи. Ток, в данном случае, это электрический ток. Получается, напряжение тока — это напряжение электрического тока. Просто у нас так сокращают. Как я уже говорил выше, ток бывает переменным и постоянным. Постоянный ток и постоянное напряжение — это синонимы, как и переменный ток и переменное напряжение. Получается фраза «напряжение тока» говорит нам о том, какое напряжение между двумя точками или проводами в электрической цепи.

Например, на вопрос «какое напряжение тока в розетке» вы можете смело ответить: переменный ток 220 Вольт», а на вопрос «какое напряжение тока тока у автомобильного аккумулятора», вы можете ответить «12 Вольт постоянного тока». Так что не стоит пугаться).

Постоянное и переменное напряжение

Напряжение бывает бывает постоянным и переменным. В разговорной речи часто можно услышать «постоянный ток» и «переменный ток. Постоянный ток и постоянное напряжение — это синонимы, то же что и переменный ток и переменное напряжение.

На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто. Но какое же напряжение называют переменным?

Все любят качаться на качелях:

Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит торможение, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведёт себя точно так же. Сначала «электрическое давление» давит в одну сторону, потом происходит процесс торможения, потом оно давит в другую сторону, снова происходит торможение и весь процесс снова повторяется, как на качелях.

Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки «Первые шаги в электронике» Шишкова. Берем замкнутую систему труб с водой и поршень. Поршень у нас находится в движении. Следовательно, молекулы воды у нас отклоняются то в одну сторону:

переменное напряжение

Так же ведут себя и электроны. В вашей домашней сети 220 В они колеблются 50 раз в секунду. Туда-сюда, туда-сюда. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе пишется просто «Гц». Тогда получается, что колебание напряжения в наших розетках 50 Гц, а в Америке 60 Гц. Это связано со скоростью вращения генератора на электростанциях. В разговорной речи постоянное напряжение называют «постоянкой», а переменное — «переменкой».

Осциллограммы постоянного и переменного напряжения

Давайте рассмотрим, как выглядит переменное и постоянное напряжение на экране осциллографа. Как вы знаете, осциллограф показывает изменение напряжения во времени. Если на щуп осциллографа не подавать никакое напряжение, то на осциллограмме мы увидим простую прямую линию на нулевом уровне по оси Y. Ось Y — это значение напряжения, а ось Х — это время.

осциллограмма нулевого напряжения

Давайте подадим постоянное напряжение. Как вы могли заметить, осциллограмма постоянного напряжения — это также прямая линия, параллельная оси времени. Это говорит нам о том, что с течением времени значение постоянного напряжение не меняется, о чем нам лишний раз доказывает осциллограмма.

осциллограмма постоянного напряжения

А вот так выглядит осциллограмма переменного напряжения. Как вы видите, напряжение со временем меняет свое значение. То оно больше нуля, то оно меньше нуля.

осциллограмма переменного напряжения