НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ Российский патент 1998 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к области металлообрабатывающего оборудования и, в частности, к проведению испытаний электрошпинделей.

Известно устройство для испытания шпиндельного узла, содержащее корпус с сердечником электромагнита, систему измерения величины нагружения и регулятор зазора между сердечником и гильзой.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для имитации сил резания на токарных станках, содержащее ротор и охватывающий его статор, представляющий собой равномерно расположенные по окружности полюса с электрическими обмотками, при этом полюса охватывают ротор на половину длины окружности, а число обмоток выполнено на единицу меньше числа полюсов.

К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что устройство не имитирует все силовые воздействия на шпиндель, которые возникают при обработке заготовки. Известно, что при обработке детали резанием на шпиндель действуют три силовых фактора:
тормозной момент, который изменяется по определенному закону;
радиальная сила, которая изменяется по величине и направлению;
центробежная сила, которая является постоянной по величине.

Таким образом в известном техническом решении не учитывается тормозной момент и центробежная сила. Задачей изобретения является расширение технологических возможностей путем имитации всех силовых факторов.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее ротор и охватывающий его статор с полюсами и электрическими обмотками, введены электромагнитный тормоз, силоизмеритель и грузы, развивающие необходимую центробежную нагрузку.

Полученное новое качество от данной совокупности признаков ранее не было известно и достигается только в данном устройстве.

Устройство поясняется графическими материалами.

На фиг.1 изображено нагрузочное устройство для испытания шпинделей (вид спереди); на фиг.2 изображено нагрузочное устройство для испытания шпинделей (разрез).

Нагрузочное устройство для испытания шпинделей содержит основание 1, на котором закрепляется электрошпиндель 2 и остальные детали. На вал 3 шпинделя 2 крепится ротор 4 при помощи болта 5. Статор крепится к основанию 1 и несет на себе два полюса 7, на которые надеты две электрические обмотки 8. На основание 1 крепится ярмо 9, на которое надета электрическая обмотка 10. Между торцем ротора 4 и торцем ярма 9 имеется зазор, величина которого составляет 0,1 - 0,3 мм. Между ротором 4 и корпусом шпинделя 2 располагается опора 11, которая также крепится к основанию 1. В опоре 11 через радиально-упорный подшипник 12 установлено противоярмо 13, которое может свободно вращаться, так как между его торцем и торцем ротора 4 имеется зазор 0,1 - 0,3 мм. На противоярме 13 имеется стрелочный указатель 14, а на опоре 11 шкала для указателя 14. Ротор 4 имеет два отверстия 15, в которые устанавливают грузы определенной массы. Питание током всех электрических обмоток осуществляется от блока управления 16. Ротор 4, ярмо 9 и противоярмо 13 изготовлены из электротехнической стали.

Нагрузочное устройство работает следующим образом.

При работе электрошпинделя 2 вращается его вал 2 и насаженный на него ротор 4. При подаче электрического тока в электрообмотку 10 ярма возникает магнитный поток, который из ярма 9 проходит через ротор 4, противоярмо 13 и возвращается обратно. В результате взаимодействия неподвижного магнитного поля и вращающегося ротора 4 возникает тормозной момент, который будет стремиться остановить электрошпиндель 2. Изменяя величину тока блоком управления 16, можно получить любой закон изменения тормозного момента. При торможении ротора 4 противоярмо 13 будет поворачиваться в опоре 11, а ее указатель 14 будет показывать по шкале на опоре 11 величину развиваемого тормозного момента. Подбирая массу грузов 15, можно получить необходимую центробежную нагрузку.

Изобретение может быть использовано для проведения различных испытаний шпинделей станков с воспроизведением всех силовых факторов, которые действуют на вал шпинделя в процессе обработки заготовки. При работе шпинделя вращается его вал и насаженный на него ротор. В результате взаимодействия магнитного поля и вращающегося ротора возникает тормозной момент. Блок управления позволяет получить любой закон изменения тормозного момента. Устройство снабжено измерителем тормозного момента. Размещение грузов в отверстиях ротора позволяет изменять центробежную нагрузку. 2 ил.

Нагрузочное устройство для испытания шпинделей, содержащее ротор и охватывающий его статор с полюсами и электрическими обмотками, отличающееся тем, что устройство снабжено электромагнитным тормозом и блоком управления, предназначенным для изменения величины тормозного момента по выбранному закону, измерителем величины развиваемого тормозного момента, при этом в роторе выполнены отверстия, предназначенные для установки грузов.