Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к привоцам шпинцелей металлорежуших высокоточных станков, например, токарных, гце требуется в процессе финишной обработки свести к минимуму влияние элементов привода на к ачество обработки.

Известны комбинированные приводы металлорежущих станков, содержащие силовой электрический двигатель и цви10 гатель малой мощности 11.

Недостатками таких привоцов являют ся сложность их конструкции, большие размеры и низкая точность обработки.

Целью изобретения является повышение

15 качества обработки, упрощение конструкции и обеспечение компактности шпинцельного узла.

Эта цель цостигается тем, что оба двигателя выполнены бесконтактными и их роторы расположены непосрецственно на шпинделе вцоль его оси, причем двигатель малой мощности выполнен электрическим и его статор расположен в корпусе шппнцельного узла концецтрично шпинделю, а ротор двигателя малой мощности выполнен в вице реактивной турбины, например, газовой.

Другим вариантом осуществления двигателя малой мощности является выполнение его ротора в виде активной турбины вязкого трения, образованной шейкой шпинделя, взаимодействующей с tIoтоком текучей среды, исхоцящим по меньшей мере из одного сопла, размещенного на корпусе шпинцельного узла.

Для управления скоростью и направлением вращения шпинцеля при выполнении финишных операций целесообразно турбину выполнить с соплами, тангенциально направленными в противоположные стороны.

На фиг. 1 изображен комбинированный привоц шпинцеля, состоящий из двух электрических двигателей, разрез по оси шпинделя, на фиг. 2 вЂ” комбинированный привод шпинделя, состоящий из электрического силового двигателя и цвигате7707 ля малой мощности с ротором-реактивной турбиной, разрез по оси шпиндел д на фиг. 3 вЂ” реактивная турбина с соплами, тангенциально однонаправленными (сечение Л-Л на фиг. 2); на фиг. 4вЂ” реактивная турбина с соплами, тангенци альп о рази он а пр авл енн ы ми (сечен ие

А-A на фиг. 2) на фиг. 5 вЂ” комбинированный привод шпинделя, состоящий из электрического силового двигателя и 1р двигателя малой мощности с ротором, выполненного в виде активной турбины вязкого трения, разрез по оси шпинделя, 1на фиг. 6 вЂ” активная турбина с соплами (вид Б на фиг. 5).

Комбинированный привоц шпинцеля прецизионного металлорежушего станка состоит из двух бескоитактных двигателей: электрического силового и двигателя малой мощности. Роторы двигателей расположены непосрецственно на шпинделе 1 вдоль оси (см. фиг. 1,2,5), который омон тирован на аэростатических опорах в шпин цельном блоке 2, закрепленном на корпу-. се 3. Радиальные опоры образованы цилиндрическим участком шпинделя 1 и центральным отверстием шпинцельного блока 2, а упорные вЂ” торцами шпиндельного блока 2 и фланцев .4 и 5 шпинцеля

1. Сжатый воздух к опорам от источника

6 давления поцвопится посредством магистрали 7, а утечки отводятся магистралью 8. Обмотка статора 9 силового электродвигателя размещена во фланце

10, .закрепленном на корпусе 3, a его ротор выполнен на шейке 11 шпинделя 1.

Двигатель малой мощности может быть выполнен электрическим (см. фиг. 1).

При этом его статор 12 с обмоткой размещается концентрично шпинделю 1 в

40 крышке 13, закрепленной на фланце 10, а ротор выполняется на шейке 14 шпинделя 1. Роторы обоих двигателей могут быть выполнены как с обмотками, так и без них.

Ротор двигателя малой мощности может быть также выполнен в вице реактивной турбины (газовой или жицкостной). Эта турбина может быть образована во фпанце 5 шпинделя 1 (см. фиг. 2), 50 цля чего в нем выполняются сопла 15 и 16. Текучая среца подвоцится к ним от источника 17 давления через управляющее устройство 18, кольцевые канавки 19 и каналы 20 и 21. Для отвоца утечек прецусмотрены канавки 22. Ротор реактивной турбины может быть выполнен с сопламп 15 и 16, тангенциаль но направленными в опну сторону (см.

38 4 фиг. 3), а цля получения возможности вращения шпинделя 1 в обе стороны и управления скоростью вращения он может быть снабжен цополцительными соплами 23 и 24 (см. фиг. 4), тангенциально направленными в противоположную соплам 15 и 16 сторону. Сопла 23 и

24 посредством дополнительных каналов

25 и 26, не сообщающихся с каналами

20 и 21, подключены к управляющему устройству 18.

Кроме того, ротор двигателя малой мощности может быть выполнен в вице активной турбины вязкого трения, образованной шейкой шпинделя 1, например наружной цилиндрической поверхностью шейки фланца 4 (см. фиг. 5 и 6), на которую воэцействуют струи текучей срецы, выходящие из сопел 27-30 в которые она подается от источника 31 давления через управляющее устройство 32 по магистралям 33-36.

Комбинированный привод работает следующим образом.

Включает силовой электродвигатель, посредством которого эа короткое время разгоняют шпиндель 1 цо требуемого числа оборотов и, если это необхоцимо, производят прецварительную обработку.

Затем силовой электродвигатель отклювЂ” чают и при выполнении чистовой обработки вращения шпинделя с заданной скоростью поддерживают за счет крутяшего момента двигателя малой мощности: электрического (см. фиг. 1) или турбинного (см. фиг. 2-6).

В случае, . когца цвигатель малой мощности выполнен электрическим (см. фиг. 1) управление им (например, для изменения скорости вращения шпинделя) осуществляется известными срецствами.

Для приведения во вращение реактивной турбины (см. фиг. 2,3)текучую среду, например возцух, от источника 17 цавления при включенном управляющем устройстве 18 подают в канавки 19, от которых она через радиальный зазор между шпинделем 1 и отверстием шпинцельного блока 2 попацает в каналы 20 и 21 и, вытекая из сопел 15 и 16, подцерживает вращение шпинцеля 1. При этом утечки из шпинцельного эазора отводятся через канавки 22, соециненные со сливной магистралью (атмосферой).

Регулирование скорости, а также измене ние направления вращения шпинцеля (в случае использования турбины, иэображеннойна фиг. 4) осуществляется при помощи управляющего устройства 18.

77073

Формула изобретения

1. Комбинированный привоц шпинцеля прецизионного металлорежушего станка, сопержаший силовой электрический двивЂ” гатель и пвигатсль малой мошности, отличаюши йс я тем, что,с целью повышения к ачества обработки, упрсшения конструкции и обеспечения

Когда ротор двигателя малой мошности выполнен в вице активной турбины вязкого трения, функции которой выполняет цилиндрическая шейка фланца 4 шпин деля 1, текучая среда, например возпух, от источника 31 давления через управляюшее устройство 32 подается по магистралям 34 и 36 к соплам 28 и 3О, либо по магистралям 33 и 35 к соплам 27 и 29, вытекая из которых, текучая среда 10 взаимодействует с микронеровностями шейки фланца шпинделя, подперживая его вращение с запанной скоростью, устанавливаемой управляюшим устройством 32, посрецством которого осушествляется !5 также переключение сопел при изменении направления врашения шпинделя.

Для быстрого останова шпинцеля 1 по окончании чистовой обработки вновь включают обмотку статора 9 силового щ электродвигателя, посредством которого осушествляют торможение.

8 6 компактности ш пиндельного узла, сб < двигателя выполнены бсскснтактдыми и их роторы распопожены непосредственно на шпинделе вцсль его оси.

2. Привоп по и. 1, о т л и ч а ювЂ” ш и и с я тем, что двигатель малой мошности выполнен электрическим и его статор.расположен в корпусе шпиндельного узла концентрично шпинделю.

3, Привоц по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что ротор двигателя малой мо цности . выполнен в виде реактивной турбины, например, газовой.

4. Привод по п. 1, о т л, и ч а юш и и с я тем, что ротор двигателя малой мсшности выполнен в вице активной турбины вязкого трения, образованной шейкой шпинцеля, взаимодействуюшей с.. потоком текучей среды, исхоцяшим по меньшей мере из одного сопла, размещенного иа корпусе шпинпельного узла.

5. Привод по пп. 1,3,4 „о т л ивЂ” чаюш и йс я тем, что, сцелью управления скоростью и направлением врашения шпинделя при выполнении финишных операций, турбина выполнена с соплами, тангенциально направленными в противоположные стороны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Лвторское свипетельство СССР

М 631261, кл. В 23 В 1/OG, 1976. 770738

Составитель В, Платонов

Редактор Н. Аристова ТехредС.Мигунова Корректор И.Муска

Заказ 7353/15 Тираж Х 160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5 филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4