Комбинированный привод шпинделя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 770738 Союз СоветскнхСоцналнстнческннРеспубликс присоединением заявки РЙ Гасударственный комитет(23) Приоритет по деиам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 15.10.80(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИВОДШПИНДЕЛЯ Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к привоцам шпинцелей металлорежуших высокоточных станков, например, токарных, гце требуется в процессе финишной обработки свести к минимуму влияние элементов привода на качество обработки.Известны комбинированные приводы металлорежущих станков, содержащие силовой электрический пвигатель и дви 1 О гатель малой мощности 11.Недостатками таких привоцов являются сложность их конструкции, большие размеры и низкая точность обработки.Целью изобретения является повышение15 качества обработки, упрощение конструкции и обеспечение компактности шпинцельного узла.Эта цель цостигается тем, что оба пвигателя выполнены бесконтактными и их роторы расположены непосрецственно на шпинделе вцоль его оси, причем двигатель малой мощности выполнен электрическим и его статор расположен в корпусе шппнцельного узла концентрично шпинделю, а ротор двигателя малой мощности выполнен в вице реактивной турбины, например, газовой.Другим вариантом осуществления пвигателя малой мощности является выполнение его ротора в виде активной турбины вязкого трения, образованной шейкой шпинделя, взаимодействующей с потоком текучей среды, исхоцящим по меньшей мере из одного сопла, размещенного на корпусе шпинцельного узла.Для управления скоростью и направлением вращения шпинделя при выполнении финишных операций целесообразно турбину выполнить с соплами, тангенциально направленными в противоположные стороны,На фиг. 1 изображен комбинированный привоц шпинделя, состоящий из двух электрических двигателей, разрез по оси шпинпеля,на фиг, 2 - комбинированный привод шпинделя, состоящий из электрического силового двигателя и цвигате7707ля малой мощности с ротором-реактивной турбиной, разрез по оси шпинделдно фиг. 3 - реактивная турбино с соплами, тангенциольно однонаправленными(сочение Л-Л но фиг. 2);на фиг. 4 -реактивная турбино с соплами, тангенциольно разнонаправленными (сечениеА-А на фиг. 2) на фиг, 5 - комбинированный привод шпинделя состоящий изэлектрического силового двигателя и 10двигателя малой мощности с ротором, выполненного в вице активной турбины вязкого трения, разрез по оси шпинделя;1 нафиг. 6 - активная турбина с соплами(вид Б на фиг, 5),Комбинированный привоц шпинцеля прецизионного металлорежущего станка состоит из двух бесконтоктных двигателей:электрического силового и двигателя малой мощности, Роторы двигателей расположены непосрецственно на шпинделе 1вдоль Оси (см. фиг, 1,2,5), который смонтирован на аэростатических Опорах в шпинцельном блоке 2, закрепленном на корпу-,се 3. Радиальные опоры образованы цилиндрическим участком шпинделя 1 ицентральным отверстием шпинцельногоблока 2, о упорные - торцами шпиндельного блока 2 и фланцев .4 и 5 шпинцеля1Сжатыи Воздух к ОпОрам От источникс 16 давления подводится посредством магистрали 7, а утечки отводятся магистралью 8. Обмотка статора 9 силовогоэлектроцвигателя размещена во фланце10, .закрепленном на корпусе 3, а егоротор выполнен на шейке 11 шпинделя 1.Двигатель малой мощности может бытьвыполнен электрическим (см. фиг. 1).При этом его статор 12 с обмоткой размещается концентрично шпинделю 1 в40крышке 13, закрепленной на фланце 10,а ротор выполняется на шейке 14 шпинделя 1, Роторы обоих двигателей могутбыть выполнены как с обмотками, так ибез них.45Ротор двигателя малой мощности может быть также выполнен в вице реактивной турбины (газовой или жидкостной). Это турбина может быть образована во фпонце 5 шпинделя 1 (см. фиг. 2),50цля чего в нем выполняются сопла 15и 16, Текучая среда подвоцится к нимот источника 17 давления через управляющее устройство 18, кольцевые канавки 19 и каналы 20 и 21. Для отвода.утечек предусмотрены конавки 22. Ротор реактивной турбины может быть выполнен с сопломп 15 и 16, тангенциально направленными в одну сторону (см,38 4фиг, 3), а цля получения возможностивращения шпинделя 1 в обе стороны иуправления скоростью вращения он может быть снабжон цополпительными соплами 23 и 24 (см. фиг. 4), тангенциально направленными в противоположнуюсоплом 15 и 16 сторону, Сопла 23 и24 посредством дополнительных каналов25 и 26, не сообщающихся с каналами20 и 21, подключены к управляющемуУстройству 18,Кроме того, ротор двигателя малоймощности может быть выполнен в вицеактивной турбины вязкого трения, образованной шейкой шпинделя 1, напримернаружной цилиндрической поверхностьюшейки фланца 4 (см. фиг. 5 и 6), накоторую воздействуют струи текучей среды, выходящие из сопел 27-30 в которые она подается от источника 31 давления через управляющее устройство 32по магистралям 33-36.Комбинированный привод работает следующим образом.Включает силовой электродвигатель,посредством которого эа короткое время разгоняют шпиндель 1 цо требуемогочисла оборотов и, если это необхоцимо,производят предварительную обработку,Затем силовой электродвигатель отклю -чают и привыполнении чистовой обработки вращения шпинделя с заданной скоростью поддерживают зо счет крутящего момента двигателя малой мощности:электрического (см, фиг. 1) или турбинного (см. фиг, 2-6).В случае, . когда двигатель малоймощности выполнен электрическим (см.фиг. 1) управление им (нопример, дляизменения скорости вра 1 цения шпинделя)осуществляется известными срецствами,Для приведения во вращение реактивной турбины (см. фиг. 2,3)текучую среду, например воздух, от источника 17цавления при включенном управляющемустройстве 18 подают в канавки 19, откоторых она через радиальный зазормежду шпинделем 1 и отверстием шпинцельного блока 2 попадает в каналы 20и 21 и, вытекая из сопел 15 и 16,поддерживает вращение шпинцеля 1. Приэтом утечки из шпинцельного зазораотводятся через канавки 22, соединенныесо сливной магистралью (атмосферой).Регулирование скорости, я также изменение направления вращения шпинделя (в случае использования турбины, иэображеннойнафиг, 4) осуществляется при помощи управлякицего устройства 18.77073 30 Когда ротор двигателя малой мощггости выполнен в вице активной турбины вязкого трения функциег которой выполняет цилиндрическая шейка фланца 4 шпин деля 1, текучая среда, например воздух 5 от источника 31 давления через управляюшее устройство 32 поаается по магистралям 34 и 36 к соплам 28 и 3 О, либо по магистралям 33 и 35 к соплам 27 и 29, вытекая из которых, текучая среда г 0 взаимодействует с микронеровностями шейки фланца шпинделя поааерживая его вращение с зааанной скоростью, устанавливаемой управляющим устройством 32, посредством которого осуществляется г 5 также переключение сопел при изменении направления вращения шпинделя.Для быстрого останова шпинделя 1 по окончании чистовой обработки вгговь включают обмотку статора 9 силового щ эпектродвигателя посредством которого осуществляют торможение. формула изобретения 1. Комбинированный привод шпинделяпрецизионного металлорежущего станка,содержащий силовой электрический дви -гатель и двигатель малой моиости,отличаюши йс я тем, что,сцелью повышения качества обработки,упрощения конструкции и обеспечения 8 6компактности шпггнаельггого узла обгдвигателя выполнены бсскоггтактггг гчи иих роторы распопожены ггеггосрепствеьггона шпинделе вдоль его оси.2, Привод по п. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что авигателг молоймощности выпопнен электрическим иего статор расположен в корпусе шпиггдельного узла концентрично шпинаелю,3. Привод по и. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что ротор двигателямалой могдности выполнен в виде реактивной турбины, например, газовой.4. Привод по п. 1, о т л, и ч а ю -ш и й с я тем, что ротор двгггатедямалой моцгности вьгполнен в вице активнойтурбигы вязкого трения, образованнойшейкой шпинделя, взаимоаействующей с .потоком текучей среды, исходящим поменьшей мере из оаного сопла, размещенного на корпусе шпинаеггьного узла.5, Привод по пп. 1,3,4 о т л и -ч а ю щ и й с я тем что с цельюуправления скоростью и направлениемвращения шпинаелл при выпопнении финишных лперацггй турбина выполнена ссоплами, тангенциальгго направленнымив противоположные стороны,И сто пг ик и информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторское свггдетельство СССРМ 631261, кл. В 23 В 1/ОС, 1976.Тираж 1160 Государственного елам изобретенийМосква, Ж, Р Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб., ь