ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1974 года по МПК B24B41/04 B24B19/06 

Известны шпиндельные устройства, несущие смонтированный на подшипниках шпиндель.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно снабжено управляемым силовым элементом, воздействуюш,им на шпиндель в осевом направлении, и управляюш,ими элементами для регулирования величины этого воздействия в зависимости от действуюш,их на шпиндель осевых усилий. При этом даны два варианта выполнения устройства:

а)в качестве силового элемента может быть использован электромагнит, а в качестве элементов для регулирования усилия, создаваемого электромагнитом,- преобразователи, управляюш,ие током питания магнита, например, в зависимости от давления в системе подвода жидкости или газа к гидроили аэростатическому устройству для прижатия изделия к торцу шпинделя;

б)силовой элемент может быть также выполнен в виде кольцевой камеры в бабке изделия, ограниченной корпусом бабки и шпинделем; эта камера должна быть связана трубопроводом с системой подвода газа или жидкости под давлением. В этом случае возрастание давления в системе, пропорциональное усилию прижатия изделия, будет сопровождаться повышением давления в кольцевой

камере, т. е. увеличением усилия, компенсирующего нагрузку па подшипники.

Этим достигается уменьшение осевой нагрузки подшипников шпинделя.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе, в котором в качестве силового элемента использован электромагнит; на фиг. 2 - частичный вид предлагаемого устройства с кольцевой камерой в бабке издеЛИЯ.

На основании 1 смонтирована носредством направляющих 2 бабка изделия 3 с вращающимся в подшипниках 4 шпинделем 5. На шпинделе закреплены шкив 6, кольцо 7 из

ферромагнитного материала, например из железа «Армко, и сменная накладка 8 с плоским торцом. На основании закреплена стойка 9 с оправкой 10 и кольцом 11, На оправке 10 установлены прижимной фланец 12 и изделие

13, к которому подведен инструмент 14.

Система подачи к фланцу 12 жидкости или газа под давле1 ием образована выполненным в оправке 10 центральным каналом 15, связанным через радиальные ниппели 16, 17 с

кольцевыми зазорами между оправкой и изделием 13 н менаду оправкой и расточкой фланца 12, а также каналами 18, подведенными к кольцевой проточке 19 за фланцем 12. Каналы 18 свлзаны с выполненной в крышке

очередь, как и канал 15, связана через отверстие 22 и дроссели 23 с напорным трубопроводом насоса 24.

В кольце 11 предусмотрена расточка 25, охватывающая с малым радиальным зазором наружную часть фланца 12, и проточка 26 большого диаметра.

Кольцевая проточка каналами 18, сверлением 27 и трубопроводом 28 связана с измерителем давления 29, последний линией связи 30 соединен с блоком 31 регулирования тока возбуждения кольцевого электромагнита 32, закрепленного в бабке изделия 3 и взаимодействующего с кольцом 7 через воздушный зазор 33. В устройстве также имеется дренажная система, в которую входят каналы 34 в накладке 8, связанные через расточку 35 с каналами 36 и радиальными сверлениями 37 в оправке 10.

В варианте, изображенном на фиг. 2, трубопровод 28 связан с кольцевой камерой 38, образованной корпусом бабки изделия 3 и закрепленным на шпинделе 5 фланцем 39, вместо которого на шпинделе может быть выполнен соответствующий бурт.

Устройство работает следующим образом.

При отведенной влево бабке изделия 3 изделие 13 устанавливают на опоры оправки 10; подводят бабку изделия и включают насос 24. Жидкость под давлением поступает через дроссели 23 и кольцевую цроточку 21 в каналы 15 и 18. Из каналов 15 жидкость поступает в проточку 19 за фланцем 12, создавая жидкостную подушку, прижимающую фланец к изделию 13 и изделие 13 к торцу накладки 8 шпинделя. Отвод жидкости из проточки 19 в проточку 26 осуществляется через кольцевой зазор между фланцем 12 расточкой 25.

Одновременно жидкость поступает через сверления 27 и трубопровод 28 к измерителю давления 29, выдаваемый которым сигнал по линии 30 подается к блоку 31 регулирования.

Блок 31 выдает сигнал, управляющий током возбуждения кольцевого электромагнита 32, который, взаимодействуя через зазор 33 с закренленным на шпинделе 5 ферромагнитным кольцом 7, создает усилие, действующее на шпиндель в направлении, противоположном усилию, возникающему при прижатии изделия 13 к торцу шпинделя. Так как оба действующие на шпиндель усилия пропорциональны давлению жидкости в системе, то они взаимно компенсируют друг друга; этим достигается разгрузка подшипников 4 шпинделя 5 и повышение их долговечности.

Шпиндель приводится во вращение через шкив 6, при этом торец накладки 8 ведет изделие 13, которое центрируется относительно

оправки 10 посредством жидкостной подущки, создаваемой жидкостью, поступающей через ниппель 16 в кольцевой зазор между изделием и оправкой. Центрирование фланца 12 осуществляется жидкостью, поступающей через ниппель 17. Отвод жидкости от кольцевых зазоров осуществляется через дренажные сверления 37, канал 36, расточку 35 и каналы 34, из которых жидкость поступает в зону обработки изделия 13 инструментом 14, выполняя функции СОЖВ варианте устройства по фиг. 2 жидкость по трубопроводу 28 поступает в кольцевую камеру, давление в которой уравновещивает

нагрузку на подшипники 4 шпинделя 5, обусловленную усилием прижатия изделия 13 к торцу шпинделя 5.

В предлагаемом устройстве вместо жидкости может быть использован сжатый воздух;

применение сжатого воздуха является предпочтительным в варианте по фиг. 2, так как при этом устраняется подача СОЖ в полость бабки изделия. Помимо изображенного на чертеже варианта, для прижатия изделия к торцу шпинделя фланцем на воздушной подушке могут быть использованы другие устройства известной конструкции.

Предмет изобретения

1.Шпиндельное устройство, несущее смонтированный на подшипниках шниндель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения осевой нагрузки подшипников шпинделя, оно снабжено управляемым силовым элементом, воздействующим на шпиндель в осевом направлении, и управляюшими элементами для

регулирования величины этого воздействия в зависимости от действующих на щпиндель осевых усилий.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовой элемент выполнен в виде

кольцевого электромагнита, а управляющие его элементы выполнены в виде измерителя осевых усилий и блока регулирования тока возбуждения в зависимости от сигналов измерителя.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовой элемент выполнен в виде кольцевой камеры в бабке изделия, ограниченной корпусом и шпинделем, а управляющие элементы выполнены в виде трубопровода, соединяющего кольцевую камеру с системой подачи жидкости или газа под давлением в гидро- или пневмоцилиндр, создающий осевые усилия.

tCl

j

fr