Главный привод металлорежущего станка

Главный привод металлорежущего станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09! ()1) (50 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3825141/25-08 (22) 17.12 .84 (46) 30.05.86. Бюл. Р 20 (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (72) А.Н.Арапов, З.Г.Королев и A.È.Ëåáåäåâ (53) 62!.8-209.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и - 770738, кл. В 23 Q 5/02, 1980. (54) (57) . ГЛАВНЫЙ ПРИВОД МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА, содержащий корпус, . в котором на опорах смонтирован шпиндель, приводимый синхронным двигателем с электромагнитным возбуждением, имеющим три зоны регулирования и используемым в качестве силового в первой и второй зонах регулирования, причем явнополюсный ротор двигателя установлен на шпинделе, и систему управления приводом, включающую блок управления приводом, частотный пре-. образователь, блоки регулирования напряжения и коммутации, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности финишной обработки, а также сокращения осевого размера привода, щетки токоподвода к катушкам возбуждения синхронного двигателя снабжены подъемным рычагом с исполнительным механизмом, вход которого через блок коммутации соединен с блоком управления.

1234156

l0

30

45

2. Привод по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен— бесконтактным электромагнитом, катушка которого установлена на

Изобретение относится к станкостроению и может быть применено в металлорежущих высокоточных станках, например токарных, где требуется в процессе высокоскоростной. финишной обработки свести к минимуму влияние элементов привода на качество обработки, Цель изобретения — повышение точности обработки и сокращение осевых размеров устройства..

Поставленная цель достигается путем снабжения щеток токоподвода подъемными устройствами и бесконтактным электромагнитом, катушка которого установлена на корпусе, а якорь— на шпинделе.

На фиг. 1 схематически представлена шпиндельная бабка. токарного станка, разрез;„ на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел T на фиг. 1 (щеточный узел); на фиг. 4— разрез Б-Б на фиг, 3; на фиг. 5 разрез В-В на фиг.4; на фиг. 6 блок-схема главного привода; на фиг. 7 — график зависимостей момента М = f((a) и мощности P = f (ta) во всем диапазоне регулирования.

Главный привод имеет корпус 1 шпиндельной бабки, в котором на опорах установлен шпиндель 2. Непосредственно на шпинделе жестко закреплен ротор 3, имеющий полосы 4 с катушками 5 возбуждения, которые для монолитности залиты компаундом на основе эпоксидной смолы. В корпусе I находится статор б с трехфазной обмоткой, отвод тепла от которого осуществляется (кроме наружной поверхности корпуса) через каналы 7, по которым прокачивается воздух от независимого вентилятора (не показан). Для . лучшего теплоотвода к корпусу лобовые части залиты компаундом. Одновременно охлаждающий воздух прокачивается в пазах 8 между катушкакорпусе привода, а якорь — на шпинделе, причем на якоре установлены введенные в привод штыри. ми возбуждения. На роторе установлены контактные кольца 9, через которые осуществляется токоподвод к катушкам возбуждения посредством щеток 10, установленных в щеткодержателе 11. На задней стенке корпуса 1 закреплена катушка 12 электромагнита, якорь 13 которого установлен на шпинделе с возможностью осевого перемещения. На якоре закреплены три медных штыря 14, накоротко замыкающие контактные кольца 9 при отключенной катушке 12, поскольку якорь поджимается тарельчатой пружиной 15. !

Цеткодержатель 1) закреплен на рычаге 16, который имеет возможность поворота вместе с осью 17, приводящейся в движение электромеханиэмом

18,и может быть выполнен, например, в виде микросерводвигателя с редуктором. Рычаг 16 останавливается электромехаиизмом в двух положениях: щетки прижаты к контактным кольцам (фиг.4); щетки подняты и не касаются колец.

Фиксация этих положений осуществляется упорами (не показаны)., На рабочем конце шпинделя установлен патрон 19, а на противополож ном — зажимное устройство 20. У задней опоры шпинделя расположен датчик скорости, например тахогенератор 21, осуществляющий обратную связь пр скорости.

Система управления приводом шпин деля состоит из блока 22 управления, 35 частотного преобразователя 23, бло ка 24 регулирования напряжения постоянного тока и блоков 25 и 26 коммутации.

Для предотвращения нагрева ротора при работе двигателя с возбуждением катушки 5 возбуждения установлены в теплоизолирующие стаканы 2?.

Привод работает следующим образом.

1234156

40 г г7

В исходном состоянии рычаг 16 находится в первом положении, т.е. щетки 10 прижаты к контактным кольцам 9, катушка 12 электромагнита включена, якорь 13 находится в ле— вом крайнем положении, и штыри 14 не замыкают кольца 9. По команде блока 22 подают полное напряжение с блока 24 на катушки 5 возбуждения, а затем преобразователем 23 осущест- 10 вляют частотный запуск синхронного двигателя до нужной угловой скорости. В нижней части диапазона (I зона регулирования) до номинальной угловой скорости у„ (фиг.7) регулирование скорости осуществляют частотным способом с постоянным моментом.

Номинальная скорость Ы„ для различных станков может колебаться, нап— ример, от 52,5 до 105 1/С (от 500 до 1000 об/мин) . В средней части (II эона регулирования) диапазона от Ю„ до 6) регулирование ведут частотным способом с постоянной мощностью путем снижения напряжения 25 на катушках возбуждения. Скорость чистовой обработки может быть равной

315 1/С (3000 об/мин) .В 1 и II зонах регулирования двигатель работает в режиме синхронного двигателя с элек30 тромагнитным возбуждением. В 1 и II зонах диапазона регулирования производят предварительную и чистовую обработку. В III зоне диапазона регулировани от и дои„ „,, где производится финишная обра ботка, двигатель переводят в режим синхроннореактивного. Для этого по команде блока 22 блок 25 включает серводвигатель 18, который, поворачивая ось 17, переводит рычаг 16 вс второе положение, т.е. теперь щетки 10 не касаются колец 9, на катушки 5 не подается напряжение, и двигатель становится синхронно-реактивным, так как ротор явнополюсный. При этом в роторе не возникает более тепловых потерь в катушках возбуждения, отсутствует трение в контактах щетки-кольца, что является немаловажным при том, что в современных станках максимальная скорость может достигать coв = 630—

945 1/С (6000 — 9000 об/мин).

Одновременно с подъемом щеток подается команда на блок 26, который отключает катушку 12 электромагнита. Якорь 13 электромагнита под действием пружины 15 передвигается вправо и штырями 14 замыкает накоротко между собой кольца 9. В результате этого образуется короткозамкнутая обмотка на роторе, которая обеспечивает устойчивую работу двигателя в III зоне регулирования на случай выпадания ротора из синхронизма, что грозит остановкой двигателя во время обработки и браком детали. В III зоне диапазона регулирование осуществляют частотным методом при пониженном напряжении, так как для финишной обработки требуется малый крутящий момент.

Использование одного электродвигателя на всех операциях обработки детали сокращает осевую длину бабки по сравнению с прототипом. Кроме того, применение в III зоне регулирования синхронно-реактивного режима работы двигателя позволяет повысить точность финишной обработки путем исключения нагрева шпинделя.

1234156

123415б

Дис.6

Составитель А.Корнилов

Редактор С.Лисина Техред B.Êàäàð Корректор T.Êîëá

Заказ 2938/17 Тираж 826 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4