Устройство для испытания токарных станков

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПБ1ТАНИЯ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ, содержащее якорь, выполненный в виде гладкого цилиндра и установленный в шпиндельном узле, электромагнитную систему с магнитогфоводом и обмотками возбуждения, установлен11ую на суппорте станка, и блок управления , отличающееся тем, что, с не.чыо сокращения времени, повышения точности испытаний и уменьшения габаритов устройства , магиитопровод выполнен в виде за.мкнугого .многополюсного статора, концентричио о.хватывающего якорь, полюсы маг11итонровода равномерно расположены по его окружности, на полюсах расположены обмотки возбуждения, которые связаны электрически с первым вы.ходом блока управления через введенный в устройство двухгалег1 ый ко.ммутатор с возможностью поnapiiDio подключения обмоток возбуждения к б.ижу управления, причем подвижные контакты коммутатора снабжены электродвигатслями , нодключенны.ми соответственно к второму н третьему выходам блока S )Вления. S (Л ГС со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1117129 зс5у Е3 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3567997/25-08 (22) 28.03.83. 46) 07.10.84. Бюл. № 37 (72) A. С. Проников, В. С. Иванов, В. M. Утенков, Б. А. Усов и В. Я. Геча (71) >МВТУ им. Н. Э. Баумана (53) 621.91 (088 8I (56) 1. Ав1 >р< к«с свидетельство СССР

¹ 442898, к.!. В 3 В 25/06, 1974 (прототип), (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТОКА Р1{Ы." Сl :"IHÊO(s, содержащее

HKopb, Выполнс.ниыи в видс гладкого IIIIли ндра и уста новленнь>и в шп индел ьном узле, электромагнитную систему с магнитопроводом и обм >тками возбуждения, установленную на суппортс станка, и блок управления, отлацающ.! I» тем, что, с целью сокращения времени, повышения точности испытаний и уменьшения габаритов устройства. магнитопровод выполнен в виде замкнутс>го многополюсного статора, концентрп I»о охватывающего якорь, полюсы маг>пят«провода равномерно расположены по его окружности, на полюсах расположены обмотки возбуждения, которые связаны электри секи с первым выходом блока управления через введенный в устройство двухга,!< пи>й KQM M vTатор парноеo подключения обмоток возбуждения к б. >«ку управления, причем подвижные контакты коммутатора снабжены электро:I,впгатслями, подключенными соответственIIo второму и третьему выходам блока упр; влсния.

1117129

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при комплексных испытаниях станков на надежность и долговечность.

Известно устройство для определения радиальной динамической жесткости металлорежущих станков с электромагнитным преобразователем, содержащим закрепленный на суппорте магнитопровод с обмоткой возбуждения, электрически соединенный с блоком управления, и якорь, укрепленный в шпинделе (1).

Недостатком известного устройства является применение для заданной пространственной ориентации силового вектора шихтованной шпонки, укрепленной на гладком якоре, что исключает возможность создания при вращающемся шпинделе фиксированной ио ориентации и точке приложения на рузки, характерной для токарных и круглошлифова. ьных станков. Выверка направления приложения нагрузки связана с поВоротом шпинделя станка и дальнейшей его фи к с и и ией, что приводит к относительно ги льшим затратам времени и снижает испыI;! II>I>I станка. Кроме того, установка наI рузочиого устройства на столе или суппорте станка предполагает его большие габариты, причем магнитный поток при работе устройства замыкается через металлические частi; сушгорта или стола, а не через воздушный зазор, имеющий неизмеримо большее магнитное сопротивление, что снижает эффективность работы устройства.

11,«.лью изобретения является сокращение времени, повышение точности испытаний путем их автоматизации и приближения к реальным условиям работы станка, а так>ке уменьшение габаритов устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем якорь, выполнениь и в виде гладкого цилиндра и установленный в шииндельном узле, электромагнитную систему с магнитопроводом и обмотками возбуждения, установленную на суппорте станка, и блок управления, магнитопровод выполнен В виде замкнутого многополюсного статора, концентрично охватывающего якорь, полюсы ь4агнитопровода равномерно расположены по его окружности, на полюсах расположены обмотки возбуждения, которые связаны электрически с первым выходом блока управления через введенный в устройство двухгалетный коммутатор с возможиостью попарного подключения обмоток возбуждения к блоку. управления, причем подвижные контакты коммутатора снабжены электродвигателями, подключенными соответственно к второму и третьему выходам блока управления.

Конструктивное исполнение сердечника

В виде круглого многополюсного статора позволяет увеличить полезно используе5

1О

55 мое сечение магнитоироводящих элементов устройства и сводит к минимуму габариты сердечника, его металлоемкость и потери магнитной энергии из-за рассеивания магНИТНЫХ ПОТОКОВ.

Кроме того, расположение полюсов по окружности статора и снабжение каждого полюса обмоткой возбуждения позволяет моделировать в пределах окружности силовой вектор фиксирова нного напряжения при вращающемся шпинделе. Это повышает точность испытаний, приближая их к реальным условиям эксплуатации станков.

Связь обмоток возбуждения с выходом блока управления через введенный в устройство коммутатор, подвижные контакты которого соединены через электродвигатели с другим выходом блока управления, позволяет автоматизировать процесс моделирования во всем пространственном спектре и сократить время испытаний.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит якорь 1, выполненный в виде гладкого цилиндра, закрепленного в шпиндельном узле. Сердечник 2, выполненный в виде замкнутого многополюсного статора, установлен с зазором концентрично якорю и охватывает его. Полюса 3 сердечника выполнены Т-образной формы и снабжены катушками 4 возбуждения.

Сердечник 2 установлен в круглом тонкостенном корпусе 5, закрепленном через дер>кавку 6 в резцедержке 7 на суппорте 8 стан ка.

Обмотки 4 возбуждения электрически соединены с полюсами галет 9 и 10 коммутатора 11, замыкаемыми через подвижные контакты 12 и 13 и питающие контакты 14 и 15 на первый выход блока 16 управления, представляющего собой мини-ЭВМ, например «Искра-1256», оснащенную цифроаналоговым преобразователем и усилителем мощности выходного сигнала. Подвижные контакты 12 и 13 кинематически связаны соответственно с электродвигателями 17 и 18, например щаговыми типа ШД 5Д1М-43, электрически соединенными со вторым и третьим выходом блока 16 управления.

Устройство работает следующим образом.

С выхода блока управления подается напряжение Uz>I на обмотки 4 возбуждения.

С другого выхода подаются сигналы управления по углу поворота на электродвигатели

17 и 18. Пропорционально сигналу происходит поворот на углы Р,,, подвижных контактов 12 и 13 и галет 9 и 10. При этом через соответствующие углам PI и Р контакты входное напряжение UI,„ïoäàåòñH на определенные углами,, и z обмотки полюсов. Магнитный поток, замыкаясь через зазоры между. якорем и полюсами, создает силовые взаимодействия Р, и Р между

1117129

Составитель В. Алексеенко

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 7116/8 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 якорями и сердечником. Результирующая сила определяется векторной суммой P =

P> + Р . Ее величина регулируется по программе от блока 16 управления величиной подводимого напряжения Us„, а направление — подключаемыми полюсами или углами Р1, г поворота: валов электродвигателей 17 и 18.

При испытании, отражаюшем эксплуатационные нагрузки на станок, процесс регулирования входного напряжения U вх осуществляется следующим образом. В память мини-3ВМ вводится информация о гистограмме распределения эксплуатационных нагрузок. Данная информация представляет собой двухмерный массив чисел, где для каждого интервала нагрузок определена плотность относительной частоты попадания, которую необходимо реализовать в процессе испытания станка. Программным методом осуществляется преобразование указанных гистограмм к виду эмпирической функции распределения. Далее происходит обращение к программе генерирования псевдослучайных чисел, равномерно распределенных в интервале от 0 до 1.

Путем перемножения псевдослучайного числа на максимум эмпирической функции распределения определяется число, которое находится в интервале от 0 до максимума эмпирической функции распределения.

Соответствующий этому числу интервал нагрузок является искомым, среднее значение нагрузок по данному интервалу реализуется на выходе мини-ЭВМ в виде уровня

5 управляющего сигнала.

После формирования ЭВМ управляющих сигналов в цифровом виде цифро-аналоговый преобразователь выдает по каналу управления величиной силы электрический сигнал, который усиливается и подается в виде входного напряжения.

Многократное повторение описанной процедуры формирования управляющих сигналов на выходе блока 16 управления позволяет воссоздать при испытании станка закон распределения эксплуатационных нагрузок.

Конструктивное исполнение устройства позволяет сократить время испытаний путем программного нагружения и повысить их

20 точность путем приближения к реальным условиям эксплуатации токарных станков при уменьшении габаритов устройства.

Испытания устройства показали сокращение длительности регулирования нагрузок примерно в 1,5 раза при двойном сокращении габаритов. Точность испытаний токарных станков при вра1цающемся шпинделе повышается в среднем на 20 /о.