Электрошпиндель металлорежущего станка

)5 В 24 В 41/04 ОПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ 2 Т,Минченя,1 а 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН 6 ССР(56) Королев Э,Г, Электрошпиндели для высокоскоростного внутреннего шлифования,- М.: Машиностроение, 1984, с,12.(54) ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЬ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА(57) Изобретение отнию и может быть ионных шлифовал носится к машиностроеспользовано в прецизиьных станках. Цель изобретения - повышение долговечности электрошпинделя путем уменьшения момента трения в опорах за счет создания Ьсевых колебаний. В электрошпинделе магнитопровод вала-ротора 5 выполнен конусным с углом конуса 10-20 . При подаче переменного электрического тока на обмотку статора 8 возникает электромагнитное поле. которое возбуждает дополнительное переменное усилие, обусловленное пульсациями от наложения трех фаз питающего напряжения. В результате действия этой силы и силы упругой деформации подшипников 6,7 возникают осевые колебания вала-ротора вместе с внутренними кольцами подшипников, 1 табл, 1 ил1636197 10 15 20 25 т следую 40 4 5 5 Р = 100 + ное ос ое усили40 Н; Р й,= 1 Р оощ -2 Р оЧщ00 + 90 = 190 Н;00 + 140 = 240 Н; 100 + 250 = 35 Н;Н,сь, 400 Н - максц варительного осево 00 + 430 = 530 уже указывал вечичинэ пре альная Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в прецизионных шлифовальных станках,Целью изобретения являетсяповышение долговечности электрошпинделя путем уменьшения момента трения в опорах за счет создания осевых колебаний,На чертеже представлена конструкция электрошпинделя.Электрошпиндель включает корпус 1 с рубашкой 2 охлаждения, в когором установлены передний 3 и задний С щиты. Вал-ротор 5 смонтирован на радиально-упорных шарикоподшипниках б и 7, которые как в передней, так и в задней опорах установлены по схеме "тандем". Внутренние кольца подшипников устанавливаются на вал 5 по неподвижной посадке, а наружные кольца имеют подвижную посадку для обеспечения воэможности осевого перемещения при создании натяга. На внутренней поверхности корпуса 1 крепится магнитопровод статора 8 с обмоткой 9, а на вал-ротор 5 устанавливается магнитопровод 10, выполненный на конус, причем угол конуса 10 - 20. Вершина конуса может быть направлена как к передней, так и к задней опорам шпинделя, Упругие элементы 11 через компенсаторное кольцо 12 воздействуют на наружные кольца подшипников 7. В заднюю крышку 13 ввернут штуцер 14 для подачи масляного тумана, Охлаждающая жидкость подводится через штуцер 15. Подшипники 7 крепятся с помощью гайки 16. Вал-ротор 5 имеет лыску 17 для удержания его при закручивании гайки 18, удерживающей подшипники б и образующей с передней крышкой 19 лабиринтное уплотнение.Электрошпиндель работаещим образом.При подаче переменного электрическоока, частота которого зависит от требуемои частоты вращения шпинделя, в обмотку статора 9 возникает электромагнитное поле. которое приводит во вращение вал-ротор 5 и одновременно благодаря конусности магнитопровода 10 вала-ротора 5 возбуждает усилие, направленное вдоль оси вала-ротора 5 в сторону уменьшения диаметра магнитопровода 10. Это усилие наряду с постоянной составляющей включает переменную составляющую, обусловленную пульсациями от накопления трех фаз питающего напряжения. Частота этих пульсаций в три раза выше частоты тока питающей сети, Под действием переменной составляющей вал-ротор 5 электрошпинделя смещается в осевом направлении на величину, лежащую в области упругих деформаций подшипников б и 7, установленных в переднем 3 и заднем 4 щитах электрошпинделя, и возвращается назад за счет силы упругой деформации, возникающей в подшипниках б переднего щита 3 электрошпинделя, При этом за счет переменного характера электромагнитной силы и упругой деформации возникают осевые колебания вала-ротора 5 вместе в внутренними кольцами подшипников б и 7 с частотой, в три раза превышающей частоту электрическогтока, подаваемого на обмотку 9 статора, и амплитудой, лежащей в пределах величины упругих деформаций подшипников б.Укаэанная величина угла конуса магнитопровода вал-ротора 10-20 установлена1на основании экспериментальных исследований электрошпинделей типа Ш 24/3,5,При испытаниях электрошпинделя с валами-роторами, имеющими магнитопроводы с углзми конуса 5-30, зарегистрированы1путем измерения с помощью бесконтактных индуктивных датчиков относительного осевого положения вала-ротора следующие величины осевых усилий, представленные в таблице. В электрошпинделе с валами-роторами, имеющими конусность и без нее, радиально-упорные подшипники устанавливаются всегда с предварительным осевым натягом, т,е, осевое усилие в подшипниках 150- 400 Н. Осевое усилие предварительного натяга создается посредством пружины, В нашем случае оно равно рекомендованному минимуму 100 Н, При конусных магнитопроводах н валу-роторе возникает дополнительное усилие от электромагнитных сил, если обозначить Р, - усилие натяга от пружины, Р, - усилие от электромагнитных сил, а Робщ У- сумарное осевое усилие при угле конуса у, то при угле конуса у = 5 суммар 11636197 го усилия, а в нашем случае уже при углеконуса 25 имеем 530 Н. Составитель С.Лапин Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М,ДемчикЗаказ 784 Тираж 452 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Таким образом. при дальнейшем увеличении угла конуса резко возрастает 5 осевое усилие, Чтобы подшипники работали с осевым натягом, находящимся в пределах, рекомендованных техническими требованиями, угол конса должен находиться в пределах 10 - 20 . 10 Формула изобретения Электрошпиндель металлорежущего станка, содержаший статор, вал-ротор, установленный на опОрах качения, и средства для создания осевого натяга в подшипниках опор,отличаю щийс ятем,что,сцелью повышения долговечности шпинделя путем уменьшения момента трения в опорах за счет создания осевых колебаний, магнитопровод вал-ротора выполнен конусным с углом конуса 10 в 20 .1