Стенд для испытания шпиндельных узлов

(71) Научно-исследовательский инститоматизации производственных процМГТУ им,Н.Э.Баумана(56) Выбор оборудования для сборки узлостанков и машин. РТМ 2 Н 83-53-83. - МНИИМАШ, 1983, с.176 - 177.(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ(57) Изобретение относится к станкоснию и может быть использовано в истельных стендах для диагностировтехнологических дефектов шпиндельнлов металлорежущих станков. Цельюбретения является расшир тут ав- ессов В,Сергеев, В.В,ЗиЗверков и О,Ф.Полтрое- пытаания ых уз- изо- ение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН И технологических возможностей за счет расширения номенклатуры шпиндельных узлов и контролируемых параметров. На станине 1 посредством стола 3 и проставочных плит 4 установлен испытуемый шпиндельный узел, На переднем и заднем концах шпинделя 6 установлены оправки 7 и 8. На каретке 9, установленной в направляющих стола 3. закоеплены нагоужаюшие механизмы, расположенные под углом 120 друг к другу в поперечном сечении. На кронштейнах 12 установлены датчики 13 радиальных перемещений, а на стойке 21 - датчик осевого перемещения шпинделя, При испытаниях шпиндельного узла шпиндель нагружают посредством механизмов нагружения и производят измерение радиального и осевого биений, Одновременно контролируется шум и нагрев шпиндельных подшипников. Вся информация вносится в память ЭВМ. 3 з,п.ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в испытательных стендах для диагностирования технологических дефектов шпиндельных узлов металлорежущих станков.Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет расширения номенклатуры шпиндельных узлов и контролируемых параметров.На фиг. 1 изображена принципиальная конструктивная схема стенда; на фиг, 2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг, 4 - сечение Б-Б на фиг, 1,Стенд содержит две изолированные друг от друга станины: основную 1 и дополнительную 2, На основную станину 1 установлен стол 3 и одна из сменных проставочных плит 4, на которую ставится и закрепляется контролируемый шпиндельный узел 5. В переднем конце шпинделя 6 установлена передняя измерительная оправка 7, а в заднем конце шпинделя 6 - задняя измерительная оправка 8. На столе 3 имеются направляющие, по которым перемещается передняя каретка 9, несущая нагружающие механизмы 10, каждый из которых состоит из трех нагружающих механизмов 11, расположенных под углом 120 друг к другу. Кроме того, на передней каретке 9 установлены два кронштейна 12, а на каждом кронштейне 12 под заданными углами а и /3 крепятся три датчика 13 перемещений, снабженные устройствами 14 автоматической настройки. На передней каретке 9 установлен также кронштейн 15, несущий осевой нагружающий механизм 16. На основной станине 1 в задней части имеется стойка 17, также снабженная направляющими, по которым может перемещаться задняя каретка 18. На каретке жестко закреплен кронштейн 19, несущий на себе два кронштейна 20, на которых установлены под заданными углами а и /3 друг к другу по три датчика 13 перемещений, снабженные устройствами 14 автоматической настройки. Кроме того, на кронштейне 19 установлена стойка 21 с осью 22, на которой закреплен осевой датчик 23 перемещений с устройством 24 автоматической настройки, Стойка 21 имеет возможность поворота вокруг оси 22 для отвода осевого датчика 23 в момент установки задней оправки 8, На кронштейне 19 установлен также датчик 25 угла поворота, который кинематически связан зубчатой передачей с задней измерительной оправкой 8. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Кроме того, на стойке 17 закреплен штатив 26 с системой подвески микрофона 27. Аналогичный штатив 28, закрепленный на стойке 17, предназначен для удержания термодатчиков 29, прикрепляемых к передней и задней стенкам проверяемого шпиндельного узла.Приводная станция 30 ставится на дополнительную станину 2, Соединительная муфта 31 соединена со шпинделем 32 приводной станции 30 телескопическим валом 33, способным передавать от шпинделя 32 на муфту 31 крутящий момент, который передается на шпиндель 32 от двигателя 34, Стол 35 приводной станции 30 имеет возможность перемещаться по угольнику 36, а угольник 36 может перемещаться в вертикальном направлении по стойке 37. Таким образом, соединительная муфта 31 имеет возможность перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. При том, что подбор сменной проставочной плиты 4 позволяет обеспечивать то, что ось шпинделя 18 контролируемого шпиндельного узла любой модели и конфигурации оказывается в одном и том же месте относительно передней 9 и задней 18 кареток, указанное свойство приводной станции 30 обеспечивает соосность соединительной муфты 31 с входным валом 38 контролируемого шпиндель- ного узла,Стенд работает следующим образом, На основную станину 1 заранее устанавливается сменная проставочная плита 4, присоединительные размеры основной базы которой соответствуют присоединительным размерам основной станины 1. При этом присоединительные размеры вспомогательной базы сменной проставочной плиты 4 должны соответствовать присоединительным размерам контролируемого шпиндельного узла, Высота проставочной плиты 4 должна быть такой, чтобы ось шпинделя 6 контролируемого шпиндельного узла заняла свое номинальное положение относительно передней 9 и задней 18 кареток, Причем, торец шпинделя 6 также должен быть в своем номинальном положении независимо от размера и конфигурации шпиндельного узла. Проставочная плита 4 может быть заменена после завершения испытаний партии шпиндельных узлов и при переходе к следующей партии других шпиндельных узлов,На закрепленную проставочную плиту 4 устанавливается и закрепляется контролируемый шпиндельный узел. Затем в передний конец шпинделя 6 вставляется передняя измерительная оправка 7, а в за1703268 50 55 дний конец шпинделя 6 - задняя измерительная оправка 8. Затем эти две оправки 7и 8 скрепляются между собой.По сигналу от пульта управления (не показан) передняя каретка 9 перемещаетсявлево к шпиндельному узлу до упора. Так 5как торец шпинделя 6 любого шпиндельного узла находится всегда в одном произвольном положении, то перенастраиватькаретку 9 на различный ход не следует,После установки измерительных оправок 7 и 8 во время автоматического перемещения каретки 9 стойка 21 поворачиваетсявокруг оси 22 на 90 до упора и занимаетсвое рабочее положение, При этом все датчики 13 перемещений и наконечники нагружающих механизмов 11 и 16 находятся вотведенном положении и между ними и измерительными оправками 7 и 8 существуетзазор (например, 10 мм), достаточный дляустановки этих оправок без опасности повредить датчики 13 и наконечники механизмов 11 и 16,Далее от пульта управления подаетсясигнал на датчики 13 перемещений, и ониавтоматически от индивидуальных приводов 14 перемещаются к оправкам 7 и 8, Подостижении требуемого натяга привод каждого датчика 13 автоматически отключается.Во время автоматической настройки 30датчиков 13 к задней измерительной оправке 8 подсоединяется датчик 25 угла поворота, над шпиндельным узломустанавливается микрофон 27. а к переднейи задней стенкам шпиндельного узла прикрепляются термодатчики 29.По завершении этих работ к входномувалу 38 шпиндельного узла после необходимых перемещений стола 35 и угольника 36подводится соединительная муфта 31 и фиксируется в этом продольном положении.После этого стенд готов к работе,В последующем автоматически производится сьем информации о траектории геометрической оси шпинделя при нагружении силой и моментом. Частота вращения шпинделя, количество оборотов для сьема измерительной информации, количество контролируемых в течение одного оборота точек, а также количество циклов нагружения определяюгся методикой диагностики и задаются ЭВМ, Вся измерительная информация вводится в память ЭВМ Далее производится контроль уровня шума шпиндел ьного узла и контроль температуры характерных точек шпиндельного узла, Данная информация также вводигся в памятьЭВМ. Формула изобретения 1. Стенд для испытания шпиндельных узлов. содержащий станину с поверхностями для установки испытуемых узлов. приводную станцию с выходным валом, оправку, устанавливаемую при испытании на переднем конце шпинделя соосно с ним, осевой и радиальный нагрузочные механизмы, установленные на станине с возможностью взаимодействия с. оправкой на переднем конце шпинделя, датчики перемещения для измерения осевого и радиального биений шпинделя, закрепленные на станине, термодатчики. установленные в зоне шпиндельных подшипников, и датчики уровня шума, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет расширения номенклатуры шпиндельных узлов и кон гролируемых параметров, стенд дополнительно снабжен оправкой, установленной на заднел конце шпинделя соосно с ним, и радиальным нагрузочным механизмом, закрепленным на станине с воэможностью взаимодействия с передней оправкой, при этол каждый радиальный нагрузочный механизм выполнен с возможностью взаимодействия с передней оправкой в любом радиальном направлении, а датчики перемещений для измерения радиального биения расположены в двух поперечных сечениях каждой из оправок.2. Стенд по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый нагрузочный механизм выполнен в виде трех независимых силовых механизмов одностороннего действия, расположенных в поперечном сечении оправки под углами друг к другу, равными 120 О,3. Стенд по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он снабжен датчиком поворота шпинделя, а количество датчиков для измерения радиального биения шпинделя, установленных в каждом поперечном сечении оправок, равно трем.4. Стенд по пп,1-3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он снабжен сменными проставочными плитами, каждая из которых предназначена для установки шпиндельного узла определенного типоразмера, а приводная станция выполнена с возможностью установочных перемещений в трех взаимно перпендикулярных направлениях.1703268 Составитель А, АбрамовТехред М,Моргентал Корректор О. Ципл Редактор И, Дерба каз 19 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101