Устройство для испытания шпиндель-НОгО узлА Советский патент 1981 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для нагружения шпиндельных узлов при различного рода испытаниях и исследованиях.

Известно устройство, содержащее сердечник электромагнита, катушки возбуждения, систему измерения величины нагружения и гильзу из ферромагнитного материала, установленную с зазором относительно сердечника электромагнита на оправке станка 1.

К недостаткам этого устройства следует отнести то, что сердечник электромагнита жестко связан с суппортом станка.

Такое исполнение нагружателя не обеспечивает испытаний обособленных узлов станков без применения дополнительных устройств для регулирования зазора между гильзой и сердечником электромагнита и приложения нагружаюш,его усилия на шпиндель испытуемого узла под разными углами, определяемыми эксплуатационными условиями работы узлов за счет использования перемещения суппорта. Это создает неудобства и затрудняет точное регулирование ввиду того, что органы управления перемещением суппорта расположены в зоне, удаленной от объекта регулирования.

Целью изобретения является расширение области применения устройства, повышение удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что

известное устройство снабжено регулятором зазора между сердечником и гильзой, а система измерения выполнена в виде гидроцилиндра, установленного в корпусе, и поршня, контактируюшего с сердечником

электромагнита.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, Устройство для нагружения шпиндельного узла состоит из корпуса 1 электромагнита, имеющего сердечник 2 и обмотку возбуждения 3 (одну или несколько), гильзы 4 из низкоуглеродистой стали, закрепленной на шпинделе 5 испытуемого узла 6; промежуточной конструкции, состоящей из планок 7-9, колонок 10, которые связывают сердечник 2 электромагнита с корпусом 1 через направляющие 11, например втулки; гидравлического силоизмерителя, состоящего из подвижной части 12, например

поршня, связанного с сердечником 2 электромагнита посредством промежуточной конструкции (планки 7-9 и колонки 10) и неподвижной части 13, опирающейся посредством сферической поверхности «Б на

корпус 1, содеря ащей рабочую камеру 14 и гидрав„тические каналы 15, соединяющие ее с манометром 16. Рабочую камеру и гидравлические каналы заполняют жидкостью, передающей давление на манометр, а в одной из частей гидравлического силоизмерителя, например в поршне 12, выполнен элемент регулирования в виде плунжера 17 с винтом 18, позволяющий регулировать объем рабочей камеры, изменяя тем самым величину зазора «В между гильзой 4 и сердечником 2 электромагнита. Корпус 1 устройства выполнен с возможностью поворота вокруг оси вращения гильзы 4, установленной на шпинделе 5 испытуемого узла 6, с элементами фиксации положения и зажима 19, например стяжными болтами. Устройство работает следующим образом. Корпус 1 устройства устанавливают на неподвижное основание испытательной установки, например на корпус нагружаемого узла 6. Вращением винта 18 и перемещением плунжера 17 регулируют объем в рабочей камере 14 и зазор «В между сердечником 2 электромагнита и гильзой 4, установленной на шпинделе 5 испытуемого узла 6. При подведении электрического питания к катущке 3 электромагнита возникает магнитный поток, который проходит по контуру сердечника 2 и гильзы 4, пересекает зазор «В, и возбуждает силу взаимного притяжения между гильзой 4 и сердечником 2 электромагнита. Под действием силы притяжения сердечник 2 электромагнита стремится приблизиться к гильзе 4, перемещение которой ограничено опорами (на чертеже не показаны) , в которых смонтирован шпиндель 5 нагружаемого узла 6. В результате этого подвижная часть 12 гидравлического силоизмерителя, связанная с сердечником 2 электромагнита промежуточной жесткой конструкцией, состоящей из планок 7-9 и колонок 10, соединенных между собой, стремится переместиться к гильзе 4, создавая в рабочей камере 14 и гидравлических каналах 15, заполненных жидкостью, давление, величина которого прямо пропорциональна развиваемой силе (без учета незначительных потерь на трение). В эксплуатационных условиях величиной потерь на трение можно пренебречь. Величину давления показывает шкала манометра 16. При необходимости шкалу манометра 16 градуируют непосредственно в единицах измерения силы или тарируют с использованием динамометра, что позволяет исключить влияние потерь на трение. Неподвижная часть 13 гидравлического силоизмерителя опирается на корнус 1 поверхностью «Б сферической формы, что обеспечивает возможность самоустановки неподвижной части 13 и исключает перекосы и заедания подвижной 12 и неподвижной 13 частей гидравлического силоизмерителя вследствие возможных неточностей в изготовлении. При необходимости приложения силы на шпиндель 5 испытуемого узла 6 под некоторым углом, отличным от первоначального угла а, корпус 1 устройства поворачивают вокруг оси вращения гильзы 4, после чего фиксируют в этом положении посредством фиксирующего и зажимного элементов 19, например стяжных болтов. Угол а выбирают исходя из эксплуатационных условий. Возможность крепления предложенного устройства непосредственно к испытуемому узлу с возможностью поворота относительно оси вращения щпинделя на различные углы, определяемые эксплуатационными условиями работы испытуемого узла, и наличие на самом устройстве элементов регулирования величины зазора между гильзой и сердечником электромагнита обеспечивает возможность нагружения при испытаниях обособленных шпиндельных узлов различных станков без применения дополнительных устройств для регулирования величины зазора, что позволяет значительно расщирить область применения предложенного устройства, повысить удобства эксплуатации и приблизить условия испытаний к эксплуатационным. Кроме того, такое исполнение предложенного устройства позволяет значительно упростить конструкцию и уменьщить стоимость контрольно-измерительных стендов. применяемых для испытаний обособленных шпиндельных узлов, так как отпадает необходимость оснащения стенда дополнительными устройствами для регулирования величины зазора между гильзой и сердечником электромагнита. Формула изобретения Устройство для испытания шпиндельного узла, содержащее корпус с сердечником электромагнита, систему измерения величины силы нагружения и гильзу из ферромагнитного материала, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения удобства эксплуатации, устройство снабжено регулятором зазора между сердечником и гильзой, а ситема измерения выполнена в виде гидроцилиндра, установленного в корпусе, и орщня контактирующего с сердечником лектромагнита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Отчет ЭПИМС. Инструкция по приенению устройств для цеховых испытаний окарных станков на виброустойчивость ез резания. Тема 103-77, Москва, НИМС, 1977, ОМС, с. 16-18, рис. 3, 2, . 39, пункт 5 (прототип).

Фиг./

А-А

5

Фиг.2