Шпиндель станка Советский патент 1983 года по МПК B23B25/06 

НОЙ или поперечной магнитострикцией, с катушками и замыкающими магнитопроводами. Шпиндель имеет вал 1, который на подшипниках 2 (радиально-упорных шариковых или роликовых, или шариковых радиальных установлен в корпусе 3, В каждой опоре может быть у тановлено по одному, два и более подшипников, при этом в опорах подшипники установлены по системе тандем (лицо к спине) , а между опорами -.по О-образноП системе (Спин к спине). В расточке корпуса 3 или между подшипниками 2 установлены магнитострикционная втулка 4 с кату кой 5 и магнитопроводом 6. При этом для исключения влияния, создаваемого катушкой 5 магнитного поля на работоспособность подшипников, установлены экранирующие кольДа 7 из немагнитного материала (например, бронзы, чугуна), из такого же материала выполнены распорные втулки 8. Катушка 5 через регулируемый делитель 9 напряжения включена во вто ричную обмотку 10 трансформатору то ка, который включен в одну из фаз 11 электродвигателя 12 привода шпинделя. Если же втулки 4 с катушками 5 и магнитопроводами 6 установлены между подшипниками каждой опоры, то представляется возможным радиальноупорные подшипники 2 (шариковые или роликовые) установить по 0-образной системе (спина к спине) , g резуль тате чего повышается жесткость опор Когда шариковые или роликовые по шипники 2 (радиально-упорные,двухрядные радиальные и т.п. установле ны во втулках 13 малой жесткости из немагнитного материала, которые, в свою очередь, установлены во втул ках 4 из магнитострикционного матери ала с объемной или поперечной магни тострикцией, с катушками 5 и магнит проводами 6, то радиально-упорные подшипники могут быть установлены поразличным системам, более того, в опорах могут быть использованы радиальные подшипники различных типов. Шпиндель работает следующим образом. Когда шпиндель не вращается, то в его подшипниках имеет место зазор С запуском шпинделя, во вращение через его катушки 5 протекает электрический ток, что создает магнитное поле, под действием которого магнитострикционные втулки 4 увеличивают свои размеры, посредством чего сокращается зазор в подшипниках 2. При этом величина сокращения зазора в какой-то степени пропорциональна мощности холостого хода шпинделя. Необходимая степень пропорциональности устанавливается с помощью регулируемого делителя 9 напряжения. С началом процесса резания потребляемая мои(ность электродвигателя 12 привода шпинделя существенно увеличивается, что, в конечном счете, приводит к созданию натяга в подшипниках 2, который пропорционален мощности резания. Для шпинделя, который показан на нижней половине чертежа на фиг. 3, натяг в подшипниках 2 (которыми могут быть и радиальные) создается за счет уменьшения под действием магнитного поля катушки 5 внутреннего диаметра (эффект объемной или поперечной магнитострикции) магнитострикционной втулки 4, т.е.в данном случае имеет место не осевой, а радиальный натяг. Таким образом, в предлагаемом шпинделе его подшипники не нагружены натягом до тех пор, пока не начался процесс резания. Величина же создаваемого магнитострикционными втулками натяга пропорциональна мощности резания и регулируется непрерывно и автоматически. В результате этого существенно уменьшается износ подшипников при вращении шпинделя на холостом ходу, а благодаря оптимальности натяга по величину и во времени износ подшипников также несколько меньше и при работе шпинделя под нагрузкой, что существенно увеличивает срок службы наработку шпинделя. При этом с обеспечением оптимального по величине и во времени натяга повышается точность вращения ,- шпинделя, что блатогдаиятно сказывается на качестве обработки деталей. Формула изобретения 1. Шпиндель станка, выполненный в виде вала, установленного в подшипниках качения в корпусе, и содержащий нагружающее устройство, создающее нагрузку на подшипники и упгравлябмое от схемы через датчик измерения рабочей нагрузки, и трехфазньай электродвигатель привода шпинделя, отличающийся тем,, что, с целью повышения точности и срока службы, в корпусе шпинделя между нагружными.. кольцами подшипников установлена втулка из магнитострикционного материала с катушкой и магнитопроводом, причем схема управления снабжена регулируемым делителем напряжения, подключенным выходом к катушке, а вводом - к датчику измерения рабочей нагрузки, выполненному в виде трансформатора тока, первичной обмоткой которого является одна из фаз электродвигателя