Устройство для определения динамических характеристик металлорежущих станков

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>994130 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08.10.81.(21) 3349178/25-08.

Р К, з с присоединением заявки М2

В 23 В 25/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Г)риоритет

Опубликовано 0702.83, Бюллетень М 5 (53) УДК 621.91 (088 ° 8) Дата опубликования описания 07.02,83

А.С.Проников, П.М.Чернянский и И.Д.(pic

Е б

Московское ордена Ленина, ордена Т удового

Красного Знамени и ордена Октябрь Кой Революции ": высшее .техническое училище нм. Н.Э.Ба Вина (72) Авторы изобретения т

Р

У

S .;/ (7t) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛя ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАмИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ИЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Изобретение относится к область станкостроения и предназначено для использования в станках с изменяющимся вектором силы резания по модулю и фазе, в частности в станках расточиой .группы.

Известно устройство для определения динамических характеристик ме» таллорежущих станков беэ применения резания, в которых имитация силовых воздействий на станок осуществляется при помощи электромагнита, имеющего обмотки постоянного и переменного тока, создающие постоянную и переменную силы 111.

В этом устройстве сердечник электромагнита с обмотками постоянного и ,переменного тока устанавливается на суппорт или стол станка. Вращающаяся оправка, закрепленная в шпинделе, является якорем электромагнита.

Однако это устройство имеет следующие недостатки: при работе станка силовое воздействие не изменяет своего направления и координаты точки приложения. Это не позволяет имитировать нагрузки при расточных работах, где силовое воздействие приложено в одной точке на оправке и изменяет свое направление син хронно с вращением шпинделя.

Известно также устройство для создания. радиальной нагрузки, позволяющее изменять направление силового воздействия синхронно с вращением ,шпинделя. В этом устройстве сердечник выполнен в виде двух щек с перемычкой. На перемычку установлены соответствующие обмотки постоянного и переменного тока. В щеках сердечника имеются соосные цилиндрические отверстия, внутри которых вращается якорь, выполненный в виде шихтованной шпонки на оправке, закрепленной на шпинделе станка. Силовое воздействие возникает в результате замыкания магнитного пото2О ка через .- минимальный воздушный зазор д между шпонкой и отверстием.

Таким образом, при вращении оправки синхронно с изменением положения шпонки-якоря изменяется направление силового воздействия на станок (2 ).

Однако это устройство не позво- ляет имитировать условия работы расточных станков, в которых силовое воздействие на оправку всегда приложено в одной точке, и расстояние от этой точки до опор шпинделя ие

994130 и переменным током в сердечнике 2 возникает магнитный поток, который через зазор d замыкается на трубуякорь 7, создавая притягивающую силу F, воздействующую на станок (оправку 1 и стол 6). При вращении сердечника 2 угловое положение зазора с изменяется. Следовательно, изменяется и угловое положение силы

F. При осевом перемещении шпинделя 5 с оправкой 1 и сердечником 2 силовое воздействие будет сохраняться на всей длине трубы-якоря 7. При этом вылет оправки 1 по отношению к опорам шпинделя 5 будет постоянным на всей длине хода шпинделя.

Известное по прототипу устройство не позволяет воспроизводить условия нагружения при определении динамических характеристик расточных станков. Оно применимо для токарных, фрезерных станков., Использование этого устройства для расточных станков возможно лишь при поэтапном проведении испытаний. При этом необходимо выбрать около 10 характерных точек на длине хода шпинделя с оправкой и 90 точек во всей рабочей зоне станка. В каждой точке производится настройка устройства и непосредственно измерение. Каждая настройка занимает 15-20 мин. Время же для испытаний одного станка составит 25-30 ч, причем проводить испытания должны минимум два специалиста. При испытании всех выпускаемых станков расточной группы (около 2000 шт в год) потребуется 50000-60000 ч, что при двухсменной работе потребует около

30 групп Испытателей. При этом получаются дискретные характеристики станка.

Использование изобретения позволяет получить полную имитацию непрерывного силового воздействия на расточной станок при его работе. В пределах рабочей зоны станка потребуется только 9 перестановок. Время испытаний будет сокращено примерно в 10 раз при качественно новых условиях нагружения.

Таким образом, существующие устройства не позволяют имитировать полностью реальные условия нагружения расточных станков. Возможна лишь приближенная оценка динамических характеристик при значительно большей трудоемкости по сравнению с использованием предлагаемого устройства, которое позволяет имитировать реальные силовые воздействия на расточ-, ной станок при непрерывном вращении и осевом перемещении оправки.

На фиг.1 приведено устройство, продольный разрезу на фиг.2 — то же, поперечный разрез.

Устройство состоит из оправки 1, к торцу которой жестко прикреплен 50 сердечник 2 электромагнита с обмотками 3 и 4 постоянног, и переменного тока. Оправка 1 с сердечником 2 закрепляется в шпинделе 5. На столе 6 станка жестко закреплена труба 7, которая служит якорем. Диаметр отверстия трубы 7 выполнен таким, чтобы обеспечить необходимый зазор d . Для обеспечения равномер- ного зазора d между якорем и сердечни. ком последний обточен по цилиндру необходимого диаметра.

Устройство работает следующим образом.

При подключении к обмоткам 3 и 4 питания соответственно постоянным

Формула и э обре т ени я изменяется при осевом перемещении шпинделя. Кроме того, в этом устройстве для создания необходимой силы плошадь шпонки-якоря должна быть достаточно большой, что утяжеляет конструкцию, увеличивает неуравнове- 5 шенность, приводит к искажению силового воздействия при высоких частотах вращения, длина якоря увеличивается с увеличением длины хода шпинделя.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, в том числе имитация .условий работы расточных станков с непрерывным силовым воздействием на оправку, изменяющимся по направле- 15 нию синхронно с вращением и осевым перемещением шпинделя при неизменном расстоянии от его опор до точки приложения силы.

Цель достигается тем, что в уст- 20 ройстве для определения динамических характеристик металлорежущих станков, содержащем сердечник с обмотками постоянного и переменного тока, стол станка, оправку, закреп- 25 ленную в шпинделе, и якорь, последний выполнен в виде трубы, установленной на столе станка, а сердечник закреплен на оправке, расположенной внутри трубы. 30

Магнитный поток замыкается через . якорь в месте минимального зазора с .

Таким образом, при вращении оправки с сердечником будет изменяться угловое положение силового воздействия.

Для обеспечения силового воздействия при осевом перемещении шпинделя размеры трубы-якоря взяты такие, чтобы при максимальном ходе шпинделя сердечник электромагнита не выходил эа его пределы. Оправка с сердечником балансируется в сборе. Роль якоря может выполнять стол, если силовое воздействие достаточно создать в одной плоскости.

Устройство для определения динамических характеристик металлорежущих станков, содержащее сердечник с

994130

Составитель В.Влодавский

Редактор Н.Багирова . Техред И.Гайду Корректор В.Прохненко Заказ 710/6 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 обмотками постоянного и переменног тока, стол станка, оправку, закрепленную,в шпинделе, и якорь, о т— л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и точности измерения, якорь выполнен в виде трубы,.установ= пенной .на столе станка, а сердечник закреплен на оправке, расположенной внутри трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Испытания токарных станков средних размеров на виброустойчивость беэ применения резания. М., ЭНИМС, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 442898, кл. В 23 В 25/06, 1975.