Стенд для испытания электрошпинделей

Стенд для испытания электрошпинделей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФЭФЯМЮ1

ВежсФю ийй ."тЬитке-техйичесюМ

"< и ме MF

Союз Советских

Социалистических

Республик

О ПИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13,1277 (21) 2557841/25-08

G 01 М 13/04

В 23 Q 15/00 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень Мо 25 (53) УДК 621. 9. .62 ° 52(088.8) Дата опубликования описания р7р78р

Н. Т. Минченя, П. A. Удовидчик, Ю. В. Скорынин, Л. Я. Пешес, В. A. крапарь, A. М. Дубинец и В. Г. Махонь (72) Авторы изобретения

Институт проблем надежности и долговечности машин

AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПИ1ЛНИЯ ЭЛЕК1РОШПИНДЕЛЕЙ

Изобретение относится к машино- . строению, а именно к испытательным машинам и приборам, и может быть использовано преимущественно в станкостроительной и подшипниковой промышленности для контроля качества изготовления и сборки прецизионных высокоскоростных электрошпинде-, лей.

Известен стенд для испытания подшипниковых узлов, содержащий станину, рабочий вал для установки испытываемых подшипниковых узлов, привод вращения и нагружающее устройство fl).

Известный стенд позволяет испы- 15 тывать подшипниковые узлы при раз-. личных нагрузках и частотах вращения, однако он не может быть использован для испытания подшипниковых узлов, установленных непосредствен- 20 но в рабочем устройстве, например электрошпинделе.

Известен также стенд для испытания электрошпинделей, содержащий станину, узел для установки и закрепления электрошпинделя, генератор напряжения с приводнйм электро.двигателем и преобразователь вибрации, взаимодействующий с аттестованным,элементом (2). 30

Однако известный стенд не позволяет с достаточной точностью оценивать качество изготовления и сборки, т.е. жесткость опор электрошпинделя, так как он не может нагружать испытываемый электрошпиндель в процессе испытания радиальной нагрузкой и оценивать вызванное ею смещение валаротора, которые имеют место в эксплуа-. тации, например, при врезанни шлифовального круга. Кроме того, оценка точности вращения опор электрошпин4еля. по колебаниям цилиндрической оправки неизбежно связана с погрешностями изготовления и установки самой оправки.

Целью изобретения является повышение точности контроля жесткости, т. е. качества изготовления и сборки прецизионных высокоскоростных электрошпинделей, которое оказывает влияние как на долговечность самого электрошпинделя и инструмента, так и на качество. обрабатываемых поверхностей .

Это достигается тем, что предла« гаемый стенд снабжен нагрузочным устройством, выполненным в виде катушки индуктивности, связанной с измерителем усилия и диска из ферромагнит746236 ного диэлектрика, жестко закреплен ного через экранирующую втулку на валу-роторе электрошпинделя, а аттестованный элемент выполнен в виде шарика с воэможностью базирования его на аттестованной технологической фаске вала-ротора электрошпинделя и вакрепленного с помощью торсиона и центрирующегося стакана.

Диск 19 из ферромагнитного диэлектрика жестко закреплен через экранирующую втулку 20, выполненную из бронзы, на валу 12 при помощи гайки 21 и винта 22. Втулка 20 имеет магнитный стальной экран 23. Узел нагружения выполнен в виде симметрично охватывающей часть диска 19 .катушки индуктивности 24, связанной со станиной 1 через упругий элемент 25, имений бесконтактный индуктивный датчик 26 его деформации, при этом катушка индуктивности 24 соединена с источником 27 регулируемых по длительности и величине электрических импульсов постоянного тока. Обмотка катушки индуктивности

:24 выполнена из труб 28, по которым протекает охлаждающая жидкость иэ системы охлаждения 29. Индуктивный датчик 26 имеет магнитный экран 30 и соединен с усилителем 31 и регистрирующим прибором 32.

50

Еа фиг. 1 изображен предлагаемый стенд; на фиг. 2 — нагружающее и измерительное устройство; на фиг. 3 — разрез А-A на фиг. 2 и схема соединений индуктивных датчиков .

Стенд для испытания электрошпин- 15 делей содержит станину 1, узел 2 для установки и закрепления электрошпинделя 3, генератор 4 напряжения повышенной частоты с приводным электродвигателем 5, систе — QQ му смазки 6 и систему охлаждения

7, наполненную 1,5Ъ-ным содовым раствором.

Преобразователи вибрации — бесконтактные индуктивные датчики 8 установлены,во втулке 9 из неферромагнитного металла, имеющей магнитный экран 10, и охватывают ферромагйитный шарик 11 с аттестовайной сферической поверхностью. Шарик 11 центрируется по базовой технологической фаске центрового отверстия вала-ротора 12 электрошпинделя 3 и закреплен при помощи торсиона 13, самоцентрируюшегося стакана 14 и . пробки 15. Втулка 9 с индуктивныжи бесконтактными датчиками 8 закреплена на координатном столике 16, установленном на станине 1 ° Диаметрально противоположно расположенные датчики 8 соединены дифференциально 4р (см. фиг. 3) и подключены к усилителю 17 и регистрирующему прибору 18.

Стенд работает следующим образом.

При вращении вала-ротора 12 с номинальной частотой вращения, которая обеспечивается генератором 4, на катушку индуктивности 24 источником

27 подается П-образный импульс постоянного тока. В результате чего меж- ду катушкой индуктивности 24 и диском 19 возникает электромагнитное взаимодействие, т. е ° на диск 19 воздействует импульс силы. Под действием импульса силы, приложенного к валу-ротору 12, в результате упругости опор электрошпинделя 3, наличия гидродинамической масляной пленки в опорах, а также монтажных зазоров нарушается точность вращения валаротора 12 в опорах электрошпинделя 3, возникает затухающий колебательный процесс, который измеряется датчиками 8 и регистрируется прибором 18.

Импульс силы, воздействующий на диск 19, имитирует ударные воздействия на режущий инструмент, которые возникают при нормальной эксплуатации электрошпинделя, например при врезании шлифовального круга.

По параметрам переходного колебательного процесса вала-ротора 12, вызванного возмущающим воздействием, судят о качестве изготовления и сборки электрошпинделя, а следовательно, и о его точностной долговечности. Усилие взаимодействия между катушкой индуктивности 24 и диском 19 измеряется по деформации упругого элемента 25 индуктивным датчиком 26 и регистрируется прибором 32.

С целью повышения резонансной частоты нагружателя катушка 24 выполнена без сердечника и имеет небольшое число витков, диск 19 выполнен из ферромагниТного диэлектрика, а упругий элемент 25 имеет большую жесткость.

Базовой поверхностью для измерения точности вращения опор электрошпинделя 3 является аттестованная сферическая поверхность шарика 11, центрирующегося по базовой технологической фаске вала-ротора 12 и закрепленного упругим торсионом 13 через стакан 14, что позволяет исключить погрешности, связàíные с неточностью формы .и монтажа базовой поверхности для измерения.

Для устраненйя влияния магнитного поля катушки индуктивности 24 на ра> боту индуктивных датчиков 8 и 26 предусмотрены ферромагнитные экраны

10, 23 и 30, а также магнитные сопротивления втулок 9 и 20, выполненных из бронзы.

Формула изобретения

Стенд для испытания электрошпинделей, содержащий станину, узел для

746236

20 установки и закрепления электрошпинделя, генератор напряжения с приводным электродвигателем и преобразователь вибрации, взаимодействующий с аттестованным элементом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля жесткости, он снабжен нагрузочным устройством, выполненным в виде катушки индуктивности, связанной с измерителем усилия и диска из ферромагнитного диэлектрика, жестко закрепленного через экранирующую втулку на валу-роторе электрошпинделя, а аттестованный элемент выполнен в виде шарика с возможностью базирования

erq на аттестованной технологической фаске вала-ротора электрошпинделя и закрепленного с .помощью торсиона и центрирующегося стакана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 323695, кл. G 01 М 13/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 538267, кл. G 01 М 13/04, 1976.

746236

Составитель A. Никитин

Редактор Л. Народйая Техред А, Куликовская Корректор И. Муска

Заказ 3929/29 Тираж 1019 Подписное

К5ЙИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра3явская ааб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4