Устройство для испытания токарных станков

.801117 с 51) В 23 В 25/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ еч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТОКАРЫ, с ЛНКОВ, содержащееякорь, Выполнс.нныи н виде гладкого или цдра и уста новленньи в шп индел ьномузле, электромагнитную систему с магнитопроводом и обм тками возбуждения, установленную на супгортс станка, и блок управления, отлацаюшее тем, что, с пслью сокращения времени, повышения точности испытаний и уменьшения габаритов устройств, магнитопровод выполнен в виде замкнугсгс многополюсного статора, ко центрп о охватывающего якорь, полюсы магнитровода равномерно расположены по его окружности, на полюсах расположены обмотки возбуждения, которые связаны электрически с первым выходом блока управления через введенный в устройство двухг;,с пьй комуттор с возможностью парого подключения обмоток возбуждения к , ку управления, причем подвижные контакты коммутатора снабжены электро;впгатслями, подключенными соответствено к второму и третьему выходам блока упр; в,сния.Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при комплексных испытаниях станков на надежность и долговечность.Известно устройство для определения радиальной динамической жесткости металлорежущих станков с электромагнитным преобразователем, содержащим закрепленный на суппорте магнитопровод с обмоткой возбуждения, электрически соединенный с блоком управления, и якорь, укрепленный в шпинделе 1.Недостатком известного устройства является применение для заданной пространственной ориентации силового вектора шихтованной шпонки, укрепленной на гладком якоре, что исключает возможность создания при вращающемся шпинделе фиксированной по ориентации и точке приложения нагрузки, характерной для токарных и круглошлифовальных станков. Выверка направления приложения нагрузки связана с поворотом шпинделя станка и дальнейшей его фиксацией, что приводит к относительно волыним затратам времени и снижает испыгания станка. Кроме того, установка на рузочного устройства на столе или суппорте станка предполагает его большие габариты, причем магнитный поток при работе устройства замыкается через металлические части суппорта или стола, а не через воздушный зазор, имеющий неизмеримо большее магнитное сопротивление, что снижает эффективность работы устройства. 1 Г,.лью изобретения является сокращение времени, повышение точности испытаний путем их автоматизации и приближения к реальным условиям работы станка, а такке уменьшение габаритов устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем якорь, выполненный в виде гладкого цилиндра и установленный в шпиндельном узле, электромагнитную систему с магнитопроводом и обмотками возбуждения, установленную на суппорте станка, и блок управления, магнитопровод выполнен в виде замкнутого многополюсного статора, концентрично охватывающего якорь, полюсы Чагнитопровода равномерно рас. положены по его окружности, на полюсах расположены обмотки возбуждения, которые связаны электрически с первым выходом блока управления через введенный в устройство двухгалетный коммутатор с возможностью попарного подключения обмоток возбуждения к блоку управления, причем подвижные контакты коммутатора снабжены электродвигателями, подключенными соответственно к второму и третьему выходам блока управления.Конструктивное исполнение сердечника в виде круглого многополюсного статора позволяет увеличить полезно используе 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мое сечение магнитопроводящих элементов устройства и сводит к минимуму габариты сердечника, его металлоемкость и потери магнитной энергии из-за рассеивания магнитных потоков.Кроме того, расположение полюсов по окружности статора и снабжение каждого полюса обмоткой возбуждения позволяет моделировать в пределах окружности силовой вектор фиксирова нного напряжения при вращающемся шпинделе. Это повышает точность испытаний, приближая их к реальным условиям эксплуатации станков.Связь обмоток возбуждения с выходом блока управления через введенный в устройство коммутатор, подвижные контакты которого соединены через электродвигатели с другим выходом блока управления, позволяет автоматизировать процесс моделирования во всем пространственном спектре и сократить время испытаний.На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит якорь 1, выполненный в виде гладкого цилиндра, закрепленного в шпиндельном узле, Сердечник 2, выполненный в виде замкнутого многополюсного статора, установлен с зазором концентрично якорю и охватывает его. Полюса 3 сердечника выполнены Т-образной формы и снабжены катушками 4 возбуждения. Сердечник 2 установлен в круглом тонкостенном корпусе 5, закрепленном через державку 6 в резцедержке 7 на суппорте 8 стан ка.Обмотки 4 возбуждения электрически соединены с полюсами галет 9 и 10 коммутатора 11, замыкаемыми через подвижные контакты 12 и 13 и питающие контакты 14 и 15 на первый выход блока 16 управления, представляющего собой мини-ЭВМ, например Искра, оснащенную цифроаналоговым преобразователем и усилителем мощности выходного сигнала. Подвижные контакты 12 и 13 кинематически связаны соответственно с электродвигателям и 17 и 18, например щаговыми типа ШД 5 Д 1 М, электрически соединенными со вторым и третьим выходом блока 16 управления.Устройство работает следующим образом.С выхода блока управления подается напряжение 13 вх на обмотки 4 возбуждения. С другого выхода подаются сигналы управления по углу поворота на электродвигатели 17 и 18. Пропорционально сигналу происходит поворот на углы Ф , подвижных контактов 12 и 13 и галет 9 и О. При этом через соответствующие углам 0 и 9 контакты входное напряжение Бх подается на определенные угламии 1 обмотки полюсов. Магнитный поток, замыкаясь через зазоры между якорем и полюсами, создает силовые взаимодействия Р, и Р между117129 Составитель В. Алексеенко Редактор Н.Лазаренко Техред И. Верес Корректор М. Демчик Заказ 7115/8 Тираж03 б Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4якорями и сердечником. Результирующая сила определяется векторной суммой Р = Р 1 + Р, Ее величина регулируется по программе от блока 16 управления величиной подводимого напряжения 11 в, а направление - подключаемыми полюсами или углами Р г поворота. валов электродвигателей 17 и 18.При испытании, отражающем эксплуатационные нагрузки на станок, процесс регулирования входного напряжения 1./ вх осуш,ествляется следующим образом, В память мини-ЭВМ вводится информация о гистограмме распределения эксплуатационных нагрузок. Данная информация представляет собой двухмерный массив чисел, где для каждого интервала нагрузок определена плотность относительной частоты попадания, которую необходимо реализовать в процессе испытания станка. Программным методом осуществляется преобразование указанных гистограмм к виду эмпирической функции распределения. Далее происходит обращение к программе генерирования псевдослучайных чисел, равномерно распределенных в интервале от О до 1.Путем перемножения псевдослучайного числа на максимум эмпирической функции распределения определяется число, которое находится в интервале от О до максимума эмпирической функции распределения.Соответствующий этому числу интервал нагрузок является искомым, среднее значение нагрузок по данному интервалу реализуется на выходе мини-ЭВМ в виде уровня 5управляющего сигнала.После формирования ЭВМ управляющихсигналов в цифровом виде цифро-аналоговый преобразователь выдает по каналу управления величиной силы электрический сигнал, который усиливается и подается в виде входного напряжения.Многократное повторение описанной процедуры формирования управляющих сигналов на выходе блока 16 управления позволяет воссоздать при испытании станка закон распределения эксплуатационных нагрузокКонструктивное исполнение устройствапозволяет сократить время испытаний путем программного нагружения и повысить их 20 точность путем приближения к реальнымусловиям эксплуатации токарных станков при уменьшении габаритов устройства.Испытания устройства показали сокращение длительности регулирования нагрузок примерно в 1,5 раза при двойном сокрашении габаритов. Точность испытаний токарных станков при вращающемся шпинделе повышается в среднем на 20%.