Стенд для испытания электрошпинделей

.т."тЬтк е- тех й и чес юМ ис име МБСоюз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.4252 (088.8) Дата опубликования описания 070780 Н. Т. Минченя, П. А. Удовидчик, Ю. В. Скорынин,Л. Я. Пешес, В, А, крапарь, А. М. Дубинеци В, Г, Махонь(72) Авторы изобретения Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской ССР(71) Заявитель 54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЕЙ Изобретение относится к машино-. строению, а именно к испытательныммашинам и приборам, и может бытьиспользовано преимущественно встанкостроительной и подшипниковойпромышленности для контроля качества изготовления и сборки прецизионных высокоскоростных электрошпинде-,лей,Известен стенд для испытания подшипниковых узлов,содержащий станину, рабочий вал для установки испытываемых подшипниковых узлов, приводвращения и нагружающее устройство 1),Известный стенд позволяет испытывать подшипниковые узлы при раз-,личных нагрузках и частотах вращения, однако он не может быть использован для испытания подшипниковыхузлов, установленных непосредственно в рабочем устройстве, напримерэлектрошпинделе.Известен также стенд для испытания электрошпинделей, содержащийстанину, узел для установки и зак" 25репления электрошпинделя, генератор напряжения с приводнйм электро.двигателем и преобразователь вибрации, взаимодействующий с аттестованным,элементом 2). 30 Однако известный стенд не позволяет с достаточной точностью оцениватькачество изготовления и сборки, т.е.жесткость опор электрошпинделя, таккак он не может нагружать испытываемый электрошпиндель в процессе испытания радиальной нагрузкой и оценивать вызванное ею"смещение валаротора, которые имеют место в эксплуа-.тации, например, при врезанни шлифовального круга. Кроме того, оценкаточности вращения опор электрошпин 4 еля. по колебаниям цилиндрическойоправки неизбежно связана с погрешностями изготовления и установкисамой оправки,Целью изобретения является повышение точности контроля жесткости,т. е. качестваизготовления и сборкипрецизионных высокоскоростных электрошпинделей, которое оказывает влияние как на долговечность самогоэлектрошпинделя и инструмента, так ина качество. обрабатываемых поверх"н остей .Это достигаетсятем, что предлагаемый стенд снабжен нагрузочным устройством, выполненным в виде катушки индуктивности, связанной с измерителем усилия и диска из ферромагнитного диэлектрика, жестко закрепленного через экранирующую втулку навалу-роторе электрошпинделя, а аттестованный элемент выполнен в видешарика с воэможностью базированияего на аттестованной технологическойфаске вала-ротора электрошпинделя изакрепленного с помощью торсиона ицентрирующегося стакана. Диск 19 из ферромагнитного диэлектрика жестко закреплен через экранирующую втулку 20, выполненную из бронзы, на валу 12 при помощи гайки 21 и винта 22. Втулка 20 имеет магнитный стальной экран 23. Узел нагружения выполнен в виде симметрично охватывающей часть диска 19 катушки индуктивности 24, связанной со станиной 1 через упругий элемент 25, имеющий бесконтактный индуктивный датчик 26 его деформации, при этом катушка индуктивности 24 соединена с источником 27 регулируемых по длительности и величине " электрических импульсов постоянного тока. Обмотка катушки индуктианости :24 выполнена из труб 28, по которым протекает охлаждающая жидкость иэ системы охлаждения 29. Индуктивный датчик 26 имеет магнитный экран 30 и соединен с усилителем 31 и регистРирующим прибором 32. 45 50 Ба фиг. 1 изображен предлагаемый стенд 1 на фиг. 2 - нагружающее и измерительное устройство; на фиг. 3 - разрез А-Ь на фиг. 2 и схема соединений индуктивных датчиков .Стенд для испытания электрошпин делей содержит станину 1, узел 2 для установки и закрепления электрошпинделя 3, генератор 4 напряжения повышенной частоты с приводным электродвигателем 5, систе - 2 О му смазки 6 и систему охлаждения 7, наполненную 1,5-ным содовым раствором.Преобразователи вибрации - бесконтактные индуктивные датчики 8 установлены,во втулке 9 из неферромагнитного металла, имеющей магнитный экран 10, и охватывают ферромагйитный шарик 11 с аттестовайной сферической поверхностью. Шарик 11 центрируется по базовой технологической фаске центрового отверстия вала-ротора 12 электрошпинделя 3 и закреплен при помощи торсиона 13, самоцентрируюшегося стакана 14 и . пробки 15. Втулка 9 с индуктивныжи бесконтактными датчиками 8 закреплена на координатном столике 16,установленном на станине 1Диаметрально противоположно расположенные датчики 8 соединены дифференциально 40(см. Фиг. 3) и подключены к усилителю 17 и регистрирующему прибору 18. Стенд работает следующим образом.При вращении вала-ротора 12 с номинальной частотой вращения, котораяобеспечивается генератором 4, накатушку индуктивности 24 источником27 подается П-образный импульс постоянного тока. В результате чего меж-ду катушкой индуктивности 24 идиском 19 возникает электромагнитноевзаимодействие, т. ена диск 19 воздействует импульс силы. Под действием импульса силы, приложенного квалу-ротору 12, в результате упругости опор электрошпинделя 3, наличиягидродинамической масляной пленкив опорах, а также монтажных зазоровнарушается точность вращения валаротора 12 в опорах электрошпинделя 3, возникает затухающий колебательный процесс, который измеряется датчиками 8 и регистрируется прибором 18.Импульс силы, воздействующийна диск 19, имитирует ударные воздействия на режущий инструмент,которые возникают при нормальнойэксплуатации электрошпинделя, например при врезании шлифовального круга.По параметрам переходного колебательного процесса вала-ротора 12,вызванного возмущающим воздействием, судят о качестве изготовления исборки электрошпинделя, а следовательно, и о его точностной долговечности. Усилие взаимодействиямежду катушкой индуктивности 24 и диском 19 измеряется по деформацииупругого элемента 25 индуктивнымдатчиком 26 и регистрируется прибором 32.С целью повышения резонанснойчастоты нагружателя катушка 24 выполнена без сердечника и имеет небольшое число витков, диск 19 выполнен из ферромагниТного диэлектрика, а упругий элемент 25 имеетбольшую жесткость.Базовой поверхностью для измерения точности вращения опор электрошпинделя 3 является аттестованнаясферическая поверхность шарика 11,центрирующегося по базовой технологической фаске вала-ротора 12 изакрепленного упругим торсионом 13через стакан 14, что позволяет исключить погрешности, связанные снеточностью формы .и монтажа базовойповерхности для измерения,Для устранениявлияния магнитногополя катушки индуктивности 24 на работу индуктивных датчиков 8 и 26предусмотрены ферромагнитные экраны10, 23 и 30, а также магнитные сопротивления втулок 9 и 20, выполненных из бронзы. формула изобретенияСтенд для испытания электрошпинделей, содержащий станину, узел дляустановки и закрепления электрошпинделя, генератор напряжения с приводным электродвигателем й преобразователь вибрации, взаимодействующийс аттестованным элементом, о т л ич а ю Ш и й с я тем, что, с цельюповышения точности контроля жесткости, он снабжен нагрузочным устройством, выполненным в виде катушкииндуктивности, связанной с измерителем усилия и диска из ферромагнитного диэлектрика, жестко закрепленного через экранируюшую втулку на валу-роторе электрошпинделя, а атте- стованный элемент выполнен в виде шарика с возможностью базирования его на аттестованной технологической фаске вала-ротора электрошпинде ля и закрепленного с .Помошью торсионаи центрирующегося стакана.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 323695, кл. С 01 М 13/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 538267, кл. С 01 М 13/04, 1976.746236 Составитель А. ИикитиТехред А, Куликовска 9о комитета ССи открытийокая наб д. Тираж 10 Государственно лам изобретени ква, Ж, Рауы исн 5 Филиал ППП Патент, г. У ул. Проектная, 4 Редактор Л. Йарод Заказ 3929/29П;ййИП по 113035) М