Электрошпиндель металлорежущего станка

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в прецизионных шлифовальных станках. Целью изобретения является повышение долговечности подшипников опор путем уменьшения момента , трения в опорах за счет создания осевых колебаний. Это обеспечивается тем, что в электрошпинделе магнитопровод 10 вала-ротора 5 смещен несимметрично в осевом направлении относительно плоскости симметрии магнитопровода статора 8 для образования внутреннего зазора 1 между торцовыми плоскостями магнитопроводов ротора и статора. При подаче переменного электрического тока на обмотку 9 статора возникает электромагнитное поле, которое дополнительно генерирует переменную силу, направленную вдоль оси вала-ротора 5 и старающуюся вернуть его в нейтральное положение . Б результате действия этой силь упругой деформации подшипников 6,7 возникают осевые колебания вала-ротора 5 вместес внутренними кольцами подшипников, лежащие в пределах величины упругих деформаций подшипников . 1 ил. Ј ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

А1 1) - В .24 В 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4451126/08 (22) 30,06,88 (46) 07.01,91. Бюл. У 1

;(7:1) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) В.Н,Колодежный, Н.Т.Минченя, В.И.Адашкевич и П.А.Удови.чик (53) 621.923.5 (088.8) (56) Королев Э. Г. Электрошпиндели для высокоскоростного внутреннего шлифования. — И.: Иашиностроение, 1984. .(54) ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЬ ИЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГ, СТАНКА (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в прецизионных шлифовальных станках. Целью изобретения является повышение долговечности подшипников опор путем уменьшения момента трения в опорах эа счет создания осе2 вых колебаний, Это обеспечивается тем, что в электрошпинделе магнитопровод 10 вала-ротора 5 смещен несимметрично в осевом направлении относительно плоскости симметрии магнитопровода статора 8 для образования внутреннего зазора 1 между торцовыми плоскостями магнитопроводов ротора и статора. При подаче переменного электрического тока на обмотку 9 статора возникает электромагнитное голе, которое дополнительно генерирует переменную силу, направленную вдоль оси вала-ротора 5 и стараюшу:;,ся ернуть его в нейтральное положе.ние. В результате действия этой спи: упругой дефор- ации яодшипн ков 6,7 возникают осевые колебания вала-ротора 5 вместе с внутреннимн кольцами подшипников, лежащие в пределах величины упругих деформаций подшипников. 1 ил.

1618605

50

3

Изобретение относится к области машиностроения, и в частности, может у бытв использовано в прецизионных шлифовальных станках.

Цель изобретения — повьппение долгбвечности путем уменьшения момента трения в опорах за счет создания осевых колебаний.

На чертеже изображен предлагаемый электрошпиндель.

Электрошпиндель включает корпус

1 с рубашкой 2 охлаждения, в котором . установлены передний 3 и задний 4 щиты. Вал-ротор 5 смонтирован на радиально.-упорных шарикоподшипниках

6 и 7, которые как в передней, так и в. задней опорах установлены по схеме тандема. Внутренние кольца подшипников устанавливаются на вал по неподвижной посадке, а наружные кЬльца имеют подвижную посадку для обеспечения возможности осевого перемещения.

На внутренней поверхности корпуса крепится магнитопровод статора

3 с обмоткой 9, а на .вал-ротор 5 устанавливается магнитопровод 10 ° Упругий элемент 11 расположен между передней крьппкоч 12, образующей с гайкой,13 лабиринтное уплотнение, и торцом наружных колец подшипников 6 передней опоры. Нажимной стакан 14 упирается в торец наружных колец подшипнчков 7 задней опоры, а винт 15 для осевого смещения вала-ротора и создания осевого натяга ввинчивается в заднюю крьппку

16, в которой установлен штуцер 17 для подачи масляного тумана. Охлаждающая жидкость подводится через п1туцер 18.

Электрошпиндель работает следующим образом.

Перед началом работы воздействием винта 15 на нажимной стакан 14 валротор 5 вместе с шарикоподшипниками

6 и 7 смещается в осевом направлении, при этом создается, осевой натяг в подшипниках, а магнитопровод 10 .вала-ротора 5 устанавливается несимметрично в осевом направлении относительно плоскости симметрии магнитопровода статора 8 и образуется внут. ренний зазор 1 между торцовыми плоскостями магнитопроводов ротора и статора. При подаче переменного электрического тока, частота которо5

35 го зависит от требуемой частоты вращения шпинделя, в,обмотке статора возникает электромагнитное поле,которое приводит во вращение вал-ротор

5 электрошпинделя и одновременно ге" нерирует силу, направленную вдоль оси вала-ротора и старающуюся вернуть его в нейтральное положение, Эта сила наряду с постоянной составляющей включает переменную составляющую, которая имеет частоту, равную частоте электрического тока. Под воздей" ствием переменной составляющей ротор электрошпинделя будет смещаться в осевом направлении на величину, лежащую в зоне упругих деформаций опор качения, и возвращаться назад за счет силы упругой деформации, возникающей в подшипниках, т,е. за счет переменного характера злектромагнитноч силы и за счет силы упругой деформации будут возникать осевые колебания вала-ротора вместе с внутренними кольцами подшипников с частотой, равной частоте электрического тока, подаваемого на обмотку статора, и амплитудой, лежащей в пределах величины упругих деформаций подшипников. Возникновение осевых колебаний уменьшает момент трения.

Для электрошпинделя ЭШ24/3 величина смещения и возникающее при этом осевое усилие на вал-ротор были определены экспериментально. При эксперименте среднее значение осевого усилия на вал-ротор при его смещении на 2 мм составило 27 Н, а при смещении на 3 мм — 40 Н.

Фо рмул а из о б р е т ения

Электрошпнндель металлорежущего станка, содержащий статор, вал-ротор, установленный на опорах качения, и средство для создания о=евого натяга в подшипниках опор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьлпения долговечности путем уменьщения момента трения в опорах за счет соэдания осевых колебаний, магнитопровод вала-ротора установлен со смещением в осевом направлении относительно плоскости симметрии магнитопровода статора из условия образования внутреннего зазора между торцовыми плоскостями магнитопроводов.