Шпиндель металлорежущего станка Советский патент 1987 года по МПК B24B41/04 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков.

Цель изобретения - повышение точности враш,ения шпинделя путем создания возможности безынерционного автоматического регулирования натяга подшипников качения на работаюш,ем шпинделе.

Поставленная цель достигается тем, что одна из распорных втулок выполнена из магнитострикционного материала и является сердечником электромагнита, обмотки которого электрически связаны с датчиком положения шпинделя.

На фиг. 1 изображена одна из опор шпинделя на подшипниках качения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - распорная втулка, служащая сердечником электромагнита.

Шпиндель 1 установлен в обойме 2 на подшипниках 3 качения. Между ними располо- :Жены внутренняя проставочная втулка 4 и внешняя проставочная втулка 5, имеюш,ая :продольные окна, скругленные у торцов. :В окнах уложены обмотки 6 электромагнитов, сердечниками которых служат перемычки, полученные в результате фрезерования окон в проставочной втулке 5.

Обмотки 6 уложены таки.м образом, что магнитный поток, проходящий через перемычки втулки 5, имеет осевое направление. Обмотки 6 рядом расположенных перемычек включены встречно и электрически связаны с датчиками положения шпинделя 1 (не показаны). Проставочная втулка 5 выполнена из магнитострикционного материала.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал о положении шпинделя 1 поступает с датчика в сравнивающее устройство. Туда же вводится сигнал задатчика. При рассогласовании сигналов их разность после предварительного усиления поступает на электромагниты, образованные перемычками втулки 5 и обмотками 6.

В результате эффекта магнитострикции длина проставочной втулки 5 увеличивается. Это ведет к увеличению натяга в подшипниках 3 качения шпинделя. Увеличиваются упругие силы Б подшипниках 3 качения, которые возвращают шпиндель 1 в заданное положение. Если внешние возмущения малы либо отсутствуют вовсе и, следовательно, шпиндель 1 не отклоняется от заданного положения, натяг в опоре поддерживается на минимальном уровне, необходимом для обеспечения заданной точности вращения. Благодаря этому снижается износ дорожек и тел качения подшипников 3 и увеличивается их долговечность.

Для увеличения эффективности использования магнитного потока, проходящего по проставочной втулке 5, окна в ней выполнены скругленными у торцов.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На фиг. 2 магнитные линии показаны тонкими линиями со стрелками. С целью взаимного усиления магнитных потоков, проходящих через одну перемычку втулки 5, рядом расположенные обмотки 6 включены навстречу друг другу. При этом магнитные потоки, созданные ими, имеют одно и то же направление и взаимно усиливают друг друга.

При необходимости можно управлять натягом в различных участках подщипника по длине его дорожки качения или поддерживать параллельность между плоскостями торцов проставочной втулки 5. Для этого обмотки 6 выполняют независимыми друг от друга и каждую из них, помимо управления от датчиков положения щпинделя 1, дополнительно электрически связывают с соответствующим датчиком обратной связи, контролирующим натяг подщипника 3 в области данного стержня.

Формула изобретения

1.Шпиндель металлорежущего станка, содержащий корпус, вал-ротор, установленный на опорах качения, датчики фиксации радиального и осевого положения вала-ротора и электромагнит, управляющий величиной осевого натяга одной из опор ротора, при этом регулируемая опора содержит по крайней мере два радиально-упорных подшипника с установленными между ними проставочны- ми втулками, причем подщипники неподвижно соединены по одной посадочной поверхности, например с валом-ротором, а по другой - установлены с возможностью осевого перемещения под действием электромагнита, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вращения щпинделя, электро.магнит установлен на проставочной втулке, которая расположена между подвижными в осевом направлении кольцами подшипника, при этом проставочная втул ка выполнена из магнитострикционного дма- териала с продольными окнами, на перемычках между которыми уложены обмотки возбуждения электромагнита.

2.Шпиндель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью усиления магнитных потоков, окна в.проставочной втулке выполнены скругленными к торцам, количество обмоток - четным, а обмотки, уложенные на рядом расположенные перемычки, включены встречно.

3. Шпиндель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью изменения натяга в различных участках подщипника по длине дорожки качения, обмотки электромагнита выполнены независимо друг от друга и каждая из них дополнительно электрически взаимосвязана с введенными в шпи-ндель датчиками обратной связи, установленными с возможностью контроля величины натяга в области данной перемычки.

фиг,1

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков. Цель изобретения - повышение точности вращения шпинделя путем создания возможности безынерционного автоматического регулирования натяга подщипников качения на работающем шпинделе, установленном на опорах качения, содержащих два радиально упорных подшипника с размещенными между ними проставочными кольцами. Подщипники неподвижно установлены на валу ротора и подвижны относительно корпуса. Проставочная втулка между подвижными в осевом направлении кольцами выполнена из магнитострикционного материала и имеет продольные окна. На перемычках между окнами размещены обмотки возбуждения магнитострикц ионного преобразователя, которые взаимосвязаны электрически с датчиками смещения шпинделя. При изменении смещения изменяется натяг в опоре. Обмотки могут быть соединены встречно для двух рядом расположенных перемычек или быть автономными и использоваться для изменения натяга по длине дорожки качения в заданном месте. Для этого шпиндель снабжается датчиками обратной связи, которые контролируют величину натяга в области данной перемычки. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. i (Л оо ьс со со ел СП

сриг.2

срие.З

6