шпиндельный узел

Формула изобретения

Шпиндельный узел металлорежущего станка, содержащий корпус, в котором с возможностью вращения в радиальных и упорных магнитных подшипниках установлен шпиндель, при этом шпиндель снабжен страховочными шарикоподшипниками, а привод вращения шпинделя выполнен в виде электропривода, отличающийся тем, что корпус и шпиндель выполнены из материала с высокими демпфирующими свойствами, при этом привод выполнен в виде жестко закрепленной на шпинделе обмотки, соединенной с коллектором, и установленных в корпусе постоянных магнитов, а шарикоподшипники на шпинделе установлены жестко, а в корпусе свободно с радиальными и осевыми зазорами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области станкостроения.

Известны шпиндельный узел металлорежущего станка, содержащий корпус, в котором с возможностью вращения в магнитных подшипниках установлен шпиндель и электропривод шпинделя [1]

Устройство имеет ряд недостатков. Привод расположен в крайней части шпиндельного узла; поскольку он передает большой крутящий момент, то из-за наличия большого плеча происходит перекос оси шпинделя. Кроме того, неудачно расположены упорные подшипники, они должны находиться как можно дальше от радиальных.

Наиболее близким аналогом является известный шпиндельный узел, в корпусе которого в радиальных и упорных магнитных подшипниках с возможностью вращения установлен шпиндель, причем последний установлен также и в страховочных шарикоподшипниках, которые не используются в рабочем режиме. Привод вращения шпинделя от электромотора связан со шпинделем через соединительную муфту [2]

Недостатком известного шпиндельного узла является также крайнее расположение привода, кроме того, страховочные шарикоподшипники установлены на шпинделе и в корпусе жестко, без осевого и радиального зазора, в результате чего имеет место процессии.

На чертеже представлен продольный разрез устройства.

Шпиндельный узел содержит корпус 1, в котором с возможностью вращения в магнитных подшипниках радиальных 2 и упорном 3 установлен шпиндель 4, помимо этого он установлен также в страховочных шарикоподшипниках 5, 6. Шарикоподшипники 5, 6 установлены на шпинделе жестко, а в корпусе 1 - свободно, с радиальными и осевыми зазорами. Корпус 1 и шпиндель 4 выполнены из материала с высокими демпфирующими свойствами, например из высоконаполненного композиционного материала (синтегран, гранитан и др.).

Привод вращения шпинделя 4 выполнен в виде жестко закрепленной на последнем обмотке 7, соединенной с коллектором 8, и установленных в корпусе с равномерным шагом постоянных магнитов 9.

Устройство работает следующим образом.

В начале работы подается электрический ток на коллектор 8 (например при помощи графитовых щеток на чертеже не показаны), а далее на обмотку 7. Шпиндель 4 начинает вращаться. Одновременно подается ток и на катушки магнитных подшипников радиальных 2 и упорного 3. В результате в процессе работы шпиндель 4 вращается без трения в магнитных опорах, а шарикоподшипники 5, 6 вращаются, не касаясь корпуса 1. Нагрузка, прикладываемая к шпинделю 4 в процессе резания, воспринимается магнитными опорами. Вибрации, возникающие в приводе при переходных процессах, а также в зоне резания, демпфируются материалом корпуса 1 и шпинделя 4.