Главный привод металлорежущего станка

Авторы патента:

АРАПОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

КОРОЛЕВ ЭДУАРД ГЕННАДИЕВИЧ

ЛЕБЕДЕВ АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

B23Q5/02 - приводы главных рабочих элементов станка

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 ивЂ” 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

2. Привод по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он снабженвЂ” 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 вЂ” 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 якорьвЂ” на шпинделе.

На фиг. 1 схематически представлена шпиндельная бабка. токарного станка, разрез;„ на фиг. 2 вЂ” разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” узел T на фиг. 1 (щеточный узел); на фиг. 4вЂ” 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 вЂ” 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 вЂ” 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 вЂ” 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 левЂ” 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, напвЂ” 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 = 630вЂ”

945 1/С (6000 вЂ” 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

Устройство для перемещения исполнительных органов станков с числовым программным управлением // 975312

Система управления металлорежущих станков и автоматических линий // 973295

Привод суппортов и балансира токарного станка // 948609

Привод периодической подачи // 884948

Привод станка // 844209

Комбинированный привод шпинделя // 770738

Устройство для перемещения двух узлов станка // 655504

Устройство для многопроходного нарезания резьбы // 621506

Механизм управления профилешлифовального станка // 614927

Устройство для перемещения исполнительного органа станка // 2022757

Изобретение относится к станкостроению, в частности к токарным универсальным станкам

Передаточный механизм // 2467866

Изобретение относится к механизмам для передачи крутящего момента и может быть использовано в перфораторах и/или отбойных молотках

Ручная машина и способ ее сборки // 2467867

Изобретение относится к ручным машинам с промежуточным фланцем, предназначенным для размещения элементов передаточного механизма

Устройство для автоматического выключения подачи // 1785829

Изобретение относится к области станкостроения , а именно к устройствам суппортов металлорежущих станков

Компоновка многоцелевого станка на основе принципов параллельной кинематики // 2542878

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при создании многоцелевых станков для комплексной высокоскоростной обработки деталей. Станок содержит основание, три стойки, салазки, смонтированные с возможностью перемещения по вертикальным направляющим стоек, шпиндель, смонтированный в корпусе, три пары штанг, попарно соединяющие между собой корпус и салазки посредством шарниров, стол для установки обрабатываемой детали. При этом он снабжен дополнительной парой штанг, объединенной с одной из упомянутых пар штанг таким образом, что концы штанг, обращенные к салазкам, соединены с ней общим шарниром, а противоположные концы этих штанг соединены попарно с корпусом шарнирами, расположенными симметрично относительно оси корпуса. Каждая из пар штанг расположена в вертикальной плоскости, причем плоскости, в которых размещены штанги дополнительной пары и штанги упомянутой пары, расположены под острым углом друг к другу. Кроме того, стойки на уровне вертикальных направляющих по периметру связаны между собой пластинами. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить точность обработки с обеспечением при этом высоких динамических характеристик станка. 3 ил.

Станок для обработки сложных поверхностей высокоскоростным фрезерованием // 2544710

Изобретение относится к металлообработке. Технически достижимый результат - упрощение конструкции при одновременном достижении высоких динамических и точностных характеристик, а также уменьшение металлоемкости. Это достигается тем, что в станке для обработки сложных поверхностей высокоскоростным фрезерованием, содержащим станину, инструментальный шпиндель со шпиндельной головкой, салазки для перемещения шпинделя, станина выполнена Т-образной формы и состоит из двух частей, при этом на первой части станины оппозитно друг другу крепятся Т-образного профиля стойки, между которыми расположен инструментальный шпиндель, корпус которого шарнирно соединен с элементами механизма параллельной кинематики, представляющими собой шарнирно-рычажные звенья, которые обеспечивают перемещение инструментального шпинделя по двум координатам в вертикальной плоскости, за счет вертикальных перемещений салазок, охватывающих верхние полочки Т-образного профиля стоек, причем салазки по стойкам перемещаются за счет передачи винт-гайка, при этом шарнирно-рычажные звенья шарнирно связаны с салазками, а для предотвращения попадания стружки на элементы механизма параллельной кинематики на первой части станины, по ее периметру, закреплен кожух, выполненный в виде поверхности прямоугольного параллелепипеда, охватывающей пространство размещения стоек с инструментальным шпинделем, который содержит приводной электродвигатель и соосно расположенный с ним шпиндель для закрепления инструмента, например фрезы, а на второй части станины, расположенной в горизонтальной плоскости первой части станины и перпендикулярно ей, установлен суппорт для перемещения в горизонтальной плоскости стола, служащего для закрепления заготовки сложного обрабатываемого контура, при этом суппорт перемещается по направляющим, параллельным между собой и жестко закрепленным на другой части Т-образной формы станины, перпендикулярно вертикальной плоскости перемещения инструментального шпинделя, а на суппорте, перпендикулярно горизонтальной плоскости его перемещения и с возможностью поворота вокруг своей оси, установлен стол для закрепления заготовки. 11 ил.

Обрабатывающий центр с параллельной кинематикой // 2547359

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано в конструкциях металлорежущих станков, предназначенных для комплексной механообработки сложных объемных изделий. Станина станка выполнена Т-образной формы и состоит из двух частей, на одной из которых оппозитно друг другу закреплены стойки Т-образного профиля, между которыми расположена шпиндельная головка. Перемещение шпиндельной головки в вертикальной плоскости осуществляется посредством механизма параллельной кинематики с шарнирно-рычажными звеньями. На второй части станины установлен суппорт для перемещения в горизонтальной плоскости поворотного стола, служащего для закрепления заготовки, при этом суппорт перемещается по направляющим, закрепленным на второй части станины, перпендикулярно плоскости перемещения шпиндельной головки. Изобретение позволяет получить высокие динамические характеристики работы станка и повысить при этом точность обработки сложных изделий. 7 ил.

Способ изготовления двухпарной гитары станка с переменными межосевыми расстояниями // 2586935

Способ включает выбор числа зубьев упомянутых зубчатых колес. Для увеличения количества реализуемых передаточных отношений числа зубьев сменных зубчатых колес набора гитары выбирают из ряда, построенного по степени участия каждого из колес в формировании массива реализуемых гитарой передаточных отношений для каждого колеса набора, полученного с использованием общего количества сменных зубчатых колес в наборе гитары и выбора ряда возможных значений чисел зубьев колес гитары с учетом условия кинематических ограничений на значение передаточного отношения для одной пары зубчатых колес и из условия конструктивных ограничений сочетания чисел зубьев четырех колес гитары. 1 табл.

Станочная гитара с переменными межосевыми расстояниями // 2587005

Станочная гитара содержит основной комплект из двадцати одного колеса с числами зубьев, образующими ряд чисел с заданным шагом, и дополнительный комплект из пяти колес, в том числе колеса с числами зубьев 47, 63, 97 и 127. Для увеличения реализуемых передаточных отношений наименьшее из колес основного комплекта выполнено с числом зубьев 21, последующие двадцать колес основного комплекта выполнены с увеличивающимися числами зубьев с шагом 4 и 6 зубьев поочередно вплоть до колеса с числом зубьев 121, а пятое колесо дополнительного комплекта выполнено с числом зубьев 151.