Электрошпиндель
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в прецизионных станках и для создания станков с управляемым натягом в опорах шпинделей. Электрошпиндель содержит корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вал-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками, жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга. При этом обмотка статора смещена в осевом направлении относительно вал-ротора в сторону передней опоры последнего. Такое конструктивное исполнение повышает жесткость и долговечность устройства за счет обеспечения требуемого натяга радиально-упорных подшипников в процессе работы электрошпинделя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к станкостроению, предназначено для использования в прецизионных станках и может быть использовано для создания станков с управляемым натягом в опорах шпинделей.Известен электрошпиндель, содержащий корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вала-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и узел предварительного осевого натяга подшипников [1]. Особенностью конструкции данного электрошпинделя является выполнение передней опоры в виде радиально-упорных шарикоподшипников с разными номинальными углами контакта тел качения. Недостатками данного электрошпинделя являются ограничения допустимых частот вращения (так как подшипники с разными номинальными углами контакта тел качения обладают разной предельной быстроходностью), а также отсутствие возможности регулирования натяга в процессе работы электрошпинделя.Известен электрошпиндель, содержащий корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вала-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга [2]. Данный электрошпиндель является наиболее близким к заявленному изобретению и принят в качестве прототипа.Недостаток известного электрошпинделя состоит в том, что устанавливаемая величина осевого натяга рассчитывается на усредненные режимы работы электрошпинделя и не регулируется в процессе работы.Техническим результатом изобретения является повышение жесткости и долговечности устройства за счет обеспечения требуемого натяга радиально-упорных шарикоподшипников в процессе работы электрошпинделя.Указанный результат достигается тем, что в электрошпинделе, содержащем корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вала-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга, обмотка статора смещена в осевом направлении относительно вала-ротора в сторону передней опоры последнего.Это обеспечивает сохранение требуемого натяга в радиально-упорных шарикоподшипниках в широком диапазоне изменения внешней осевой нагрузки за счет регулирования напряжения в обмотке статора и появления дополнительной осевой силы, компенсирующей внешнюю осевую нагрузку.Так как внешняя осевая нагрузка может иметь знакопеременный характер (например, в электрошпинделях, используемых в металлорежущих станках), то для более точного регулирования статор может быть выполнен из одной основной и одной дополнительной параллельных и соосных обмоток, одна из которых смещена в осевом направлении относительно другой в сторону передней опоры вала-ротора.На фиг.1 показана конструкция электрошпинделя со смещенной обмоткой статора.Электрошпиндель содержит статор 1, который вмонтирован в корпус 2, вал-ротор 3, 4, установленный в радиально-упорных подшипниках 5, 6 (передняя опора) и 7 (задняя опора). Обмотка статора 8 смещена в осевом направлении относительно вала-ротора 3 в сторону передней опоры. Подшипники 5 передней опоры ориентированы навстречу внешней ожидаемой нагрузке от осевой составляющей силы резания. Подшипник 6 предназначен для восприятия противоположной по знаку осевой нагрузки. Задняя опора 7 выполнена “плавающей” для компенсации температурных деформаций, поэтому вся внешняя осевая нагрузка приложена только к передней опоре. Для создания предварительного осевого натяга в радиально-упорных шарикоподшипниках 5 и 7 предусмотрен упругий элемент, например прорезная пружина 9.Статор 1 может быть выполнен в виде основной обмотки 8 и дополнительной обмотки 10, расположенных параллельно и соосно друг другу (фиг.2). При этом одна из обмоток смещена в осевом направлении относительно другой в сторону передней опоры вала-ротора.Электрошпиндель работает следующим образом.При включении обмотки 8 статора 1 (фиг.1), вследствие несимметричного расположения этой обмотки относительно вала-ротора 3 в аксиальном направлении под действием высоких гармоник появляется сила, направленная в сторону передней опоры 5. Регулированием напряжения в обмотке 8 создается аксиальная сила такой величины, которая направлена навстречу внешней нагрузке и необходима для поддержания требуемого натяга в шарикоподшипниках передней опоры.Для более точного управления натягом в электрошпинделе может быть выполнена дополнительная статорная обмотка 10 (фиг.2). Это позволяет управлять как крутящим моментом, так и осевой силой путем раздельного регулирования напряжения в основной и дополнительной обмотках статора.Источники информации1. А.С. СССР № 1784407 А1, кл. В 23 В 19/02 // В 24 В 41/04, 30.12.92.2. А.С. СССР № 132098, кл. В 24 В 41/04, 05.11.60.Формула изобретения
1. Электрошпиндель, содержащий корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вал-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга, отличающийся тем, что обмотка статора смещена в осевом направлении относительно вал-ротора в сторону передней опоры последнего.2. Электрошпиндель по п.1, отличающийся тем, что статор выполнен из одной основной и одной дополнительной обмоток, расположенных параллельно и соосно друг другу, одна из которых смещена в осевом направлении относительно другой в сторону передней опоры вала-ротора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при абразивной обработке плоских поверхностей
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при шлифовании деталей с наружными эллиптическими поверхностями
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при шлифовании деталей с наружными эллиптическими поверхностями
Шлифовальная головка // 2211132
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при шлифовании деталей с отверстиями с криволинейными эллиптическими поперечными сечениями
Изобретение относится к приводу шлифовального круга станка для шлифования кулачков, позволяющего шлифовать кулачки с вогнутыми боковыми сторонами
Комбинированный способ подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси в зону шлифования // 2204474
Изобретение относится к технологии машиностроения и станкостроению, а именно к способам комбинированной подачи смазочно-охлаждающей технологической смеси (СОТС) через поры шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем и напорной жидкостной осциллирующей струей
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки твердых поверхностей, в частности для шлифования каменных полов
Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для обработки плоских поверхностей
Механизм привода шлифовального круга // 2176183
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в конструкциях шлифовальных станков и оснастки
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для абразивной обработки поверхностей изделий, преимущественно из камня
Изобретение относится к области металлорежущего оборудования, к обработке деталей с высокой точностью на токарных станках
Устройство для вращения шпинделя // 2203161
Изобретение относится к области машиностроения, станкостроения, станкам для круглого фрезерования деталей, например коленчатых и распределительных валов, ободьев колес и валов-шестерен
Шпиндельный узел // 2167744
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в быстроходных шпиндельных узлах металлорежущих станков
Шпиндельный узел // 2158660
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков, в опорах которых применяются упорные подшипники
Изобретение относится к области обработки металлов резанием и, в частности, может быть использовано в токарных станках повышенной точности
Держатель инструмента // 2109599
Изобретение относится к расточным оправкам и выдвижным шпинделям расточных станков
Шпиндельный узел металлорежущего станка // 2107592
Шпиндель // 2080215
Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в высокооборотных шпинделях, используемых в станкостроении и других отраслях
Шпиндельный узел внутришлифовального станка // 2071906
Изобретение относится к области станкостроения
Устройство для автоматической балансировки // 2242330
Изобретение относится к области машиностроения, балансировки шпиндельных узлов с технологическим дисбалансом