Шпиндель металлорежущего станка

(51)4 В 24 В 41/04 В 23 й 5/20 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ к двторСкрюю свидетельетвм ш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетелъство СССРВ 1386416, кл, В 23 Ц 5/20, 16,07.74.(5) Изобретение относится к облас-,.ти станкостроения и предназначенодля использования в прецизионныхстанках. Цель изобретения - повьппениеточности за счет увеличения быстродействия регулятора натяга. Шпиндель,вал-ротор которого смонтирован на радиально-упорных шарикоподшипниках,содержит регулятор перемещений наружного кольца подшипника задней опорыв осевом направлении, который соединен через систему управления с датчиком радиальных перемещений вала-ротора, Регулятор натяга содержит две соосно расположенные соленоидные катушки, заключенные в магнитопровод, дваодинаковых якоря, расположенных пообе стороны магнитопровода и сооснос ним. Ближайший к задней опоре шпинделя якорь соединен с втулкой, в которой имеется подвижный в осевом на 803442380 А 1 правлении относительно втулки плунжер. Во втулку с противоположной стороны вставлен поршень. Поршень подвижен относительно втулки и плунжерав осевом направлении и соединен свторым якорем. Замкнутый объем, образованный втулкой, плунжером и порнем, заполнен рабочей жидкостью, например ферромагнитной. Плунжер черезупругий элемент, шарик и стакан взаимодействует с наружным кольцом подшипника задней опоры. Соленоидныекатушки(для образования разноименных полюсов на противоположных в осе вом направлении концах магнитопровода) соединены между собой параллель-но и соединены с выходом датчика радиальных перемещений через систему управления. Сигнал с датчика радиаль- С ных перемещений вала-ротора через систему управления поступает на соле- = ноидные катушки. Возникшее в них магнитное поле перемещает якоря в осевом направлении к катушкам. Одновременно фМ с этим перемещаются втулка и поршень. 4 Ь Рабочая жидкость под действием дна 1 Я втулки и поршня воздействует через фф плунжер, упругий элемент, шарик и (;ф стакан на наружное кольцо подшипника задней опоры. 1 з.п. Ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к станкостроению и предназначено для использования в прецизионных металлорежущих станках, например во внутришпи 4 овальпых станках и в .станках с адаптивным управлением.Целью изобретения является ловышение точности за счет увеличения быстродействия регулятсца натяга. ОПа чертеже изображена конструкцияшпинделя.Ппиндель содержит корпус 1, в котором закреплен статор 2, вал-ротор3, несущй оправку 4 со шлифовальным 15кругом, переднюю и заднюю опоры, выполненные на радиально-упорных шарикоподшипниках 5 и 6, Внутренние кольца подшипников жестко соединены с валом-ротором 3, причем внутренне. 20кольцо подшипника 6 предохраняетсяот возможности осевого перемещениягайкой 7. Иаружное кольцо подшипника5 жестко установлено в корпусе 1, анаружное кольцо подшипника 6 установлено с возможностью осевого перемещения. Осевое усилие, создаваемоерегулятором натяга, передается наподшипник 6 стакана 8 через шарик 9и упругий элемент 10, Регулятор на- ЗОтяга состоит из корпуса 11, в котором разрезными кольцами 12 и 13 дляпредотвращения осевого перемещениязакреплен магнитопровод 14 с солено".идными катушками 15 и 16. В корпусенаходится якорь 17, который закреплен на наружной стороне втулки 8.Во втулке размещен с возможностью осевого перемещения плунжер 19. Спротивоположной стороны во втулку с Овозможностью осевого перемещениявставлен поршень 20, на основании которого жестко закреплен якорь 21. Замкнутый объем, образованный внутренней полостью втулки, плунжером 45 и поршнем, заполнен рабочей жидкостью22, например ферромагнитной. С двухФфзсторон к корпусу примыкают крышки 3и 24. В отверстие крьппки 24 запрессована втулка 25, предохраняющая от радиального перемещения поршень 20 с якорем 21. Одновременно с этим бур. тик втулки обеспечивает соблюдение необходимого зазора между якорем 17и катушкой 15, осевое перемещение плунжера 19 и препятствует его радиальному перемещению, а также радиальному перемещению якоря 17 и втулки 18. Регулятор натяга крепится на шпинделе с помощью переходника 26. С целью предотвращения замыкания магнитных силовых линий на корпус регулятора натяга, магнитопровод и якоря выполнены из магнитомлгкого материала, а остальные детали регулятора натяга и переходник - из немагнитного.11 пиндель металлорежущего станка работает следующим образом.Задатчиком 27 осевого натяга устанавливается требуемый минимальный натяг в подшипниках электрошпинделя. Задатчик 27 связан с суммирующим устройством 28. У передней опоры вала-, ротора 3 крепится индукционный датчик 29, связанный с усилителем 30. При этом сигнал с суммирующего устройства 28 поступает на усилитель 31 мощности, а с него на соленоидные катушки 15 и 16 регулятора натяга. Возникшее в катушках 15 и 16 магнитное поле перемещает якоря 17 и 21 в осевом направлении к катушкам. При этом одновременно с перемещением якоря 17 перемещается жес.тко соединенная с ним втулка 18 и с перемешением якоря 1 жестко соединенный с ним поршень 20, В замкнутом объеме рабочая жидкость под действием дна втулки и поршня давит на плунжер 19, которьй, смещаясь в осевом направлении, воздействует через упругий элемент 10, шарик 9, стакан 8 на наружное кольцо радиально-упорного подшипника 6, При вращении вала-ротора 3 бесконтактный индуктивный датчик 29, установленный у передней опоры вала-ротора преобразует его перемещения, вызванные вибрацией, а также усилием резания, в электрический сигнал, который поступает на усилитель 30, с усилителя на суммирующее устройство 28, где к нему добавляется сигнал с задатчика 27 натяга, и с выхода суммирующего устройства на усилитель 31 мощности, с выхода которого поступает на соленоидные катуики 15 и 16 регулятора натяга. При этом под действием дооавочного сигнала увеличивается напряженность магнитного поля. Якоря 7 и 21 и соответственно жестко соединенные с ними втулка 18 и поршень 20 сблжкаются, рабочая жидкость вытесняет плунжер 19, который через упругий элемент О, шарик 9, стакан 8 воздействует на наружное кольцо подшипника 6, увеличивая осевой натяг шпинделя, Т 1 ри этом за счетз 144238 передачи усилия на плунжер 19 рабочей жидкостью 22, например, ферромагнитной, происходит демпфирование вибраций нала-ротора 3. Применение для передачи усилия на плунжер 19 в качестве рабочей ферромагнитной жидкости позволяет предотвратить ее утечки.Таким образом, за счет того, что 10 в создании необходимого осевого натяга принимают участие одновременно дна якоря 17 и 21, деформация упругого элемента 10 для создания одинакового с известным шпинделем осеного 15 натяга происходит в два раза быстрее. Это обусловлено тем, что каждый из двух якорей проходит расстояние в два раза меньшее чем то,которое преодолевает якорь регулятора перемеще кий наружного кольца подшипника задней опоры известного шпинделя, а поскольку перемещение якорей 17 и 21 происходит одновременно и они взаимодействуют друг с другом, через рабочую жидкость 22, вызывая перемещение . плунжера 19, то это перемещение равно сумме одновременного перемещения якорей 17 и 21 и равно перемещению якоря регулятора перемещений наружного кольца подшипника задней опоры известного шпинделя, которое требуется для создания того же натяга. задней опорами, выполненными из радиально- упорных шарикоподшипников,внутренние кольца которых жестко установлены на вал-ротор, наружноекольцо подшипника задней опоры уста"новлено с возможностью осевого перемещения, при этом у подшипника передней опоры установлен датчик радиальных перемещений вала-ротора, а у под,шипника задней опоры установлен регулятор натяга, соединенный с выходомдатчика радиальных перемещений черезсистему управления, включающую последовательно соединенные усилитель,суммирующее устройство и усилительмощности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения точности, регулятор натяга выполнен в видеэлектромагнита с двумя якорями, расположенными по обе стороны двух соленоидных катушек, заключенных в кольцевой магнитопронод и соединенныхмежду собой параллельно, причемякорь, ближайший к задней опоре шпинделя, жестко связан со втулкой, противоположный якорь - с поршнем, аво втулке с возможностью осевого перемещения установлен плунжер, а спротивоположной стороны - поршень,образованный при этом объем заполненрабочей жидкостью.Формула изобретения 1. 0 пиндель металлорежущего станка, содержащий установленный в корпусе статор, вал-ротор с передней и 2. Ипиндель по и. 1, о т л и - З 5 ч а ю щ и й с я тем, что площадьвнутренней части дна втулки эа вычетом площади поперечного сечения плунжера равна площади поперечного сечения поршня,Составитель А.СеменоваТехред А.Кравчук Корректор О.Кравцова дактор А.Воров аэ 6345/15 е рственного зобретен й (-35, Рауш ом и 30 к 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. 11 роектпая, 4 Тираж 671 ИИПИ Госудапо делам и35, Москва,1442380 с:,ь ц