CS209076B1 - Pohon vřetena obrábacích strojov - Google Patents

Description

209076

Predmet vynálezu sa týká pohonu vretien obrá-bacích strojov so širokým rozsahom otáčok, najmasústruhov, teda vretien nesúcich obrobok, ale tiežvretien nesúcich nástroj, napr. u frézok, vřtačiek,vyvrtávačiek brúsok a pod.

Vretená obrábacích strojov so širokým rozsa-hom měnitelných otáčok sú v súčasnosti poháňanézvyčajne asynchrónnym elektromotorom, ktoréhokrútiaca sila sa prenáša na hoře uvedené vretenácez prevodovú skriňu, slúžiacu na změnu výstup-ných otáčok v širšom rozsahu pomocou presúvaniaozubených kol, připadne spoj ok. Výstupné otáčkyprevodovej skrine sa ďalej na vretená prenášajúbuď remeňovým, alebo ozubeným prevodom.

Takýto náhon vretien je značné komplikovanýso značným množstvom mechanicky namáhanýchsúčiastok s nutnosťou dokonalého mazania a chla-denia, so značnými vólami medzi jednotlivýmičlánkami převodu a značnými stratami v pasivnýchodporoch. Tieto převody sú hlavně priestorovovelmi náročné, značné sťažujú a tým aj predlžujúprojektové riešenie výrobkov a vyznačujú sa vyso-kou pracnosťou v sériovéj výrobě.

Dalšia, modernejšia koncepcia náhonu vretien jeriešená pomocou jednosměrných elektromotorovriadených tyr. meničmi s měnitelným počtomotáčok za jednotku času, ktorých krútiaca sila sa navřeteno prenáša cez predlohovú převodovku zatým účelom, aby sa vhodné upravil výstupný výkonmotora. Ďalej sa krútiaca sila z předlohy navřeteno prenáša opáť ozubeným, alebo remeňo-vým prevodom.

Nevýhody tohoto riešenia spočívajú vo vysokejpracnosti a nákladovosti výroby, v priestorovejnáročnosti. Okrem toho sa nekryjú možnosti také-hoto pohonu z hladiska krútiaceho momentuá výkonu s potřebami obrábania (napr. nízkéotáčky — malý moment a pod.)

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález pohonuvřetena obrábacích strojov so širokým rozsahomplynule měnitelných otáčok, ktorého podstataspočívá v tom, že vřeteno s nehýbne upevněnoukotvou je umiestnené v uložení prednom a uloženízadnom, spojenom přepážkou opatřenou větrací-mi otvormi s plášťom vreteníka, ktorého vnútornáčasť je opatřená vinutím, pričom chladenie vinutiaa ložísk je zabezpečené ventilátorom, ktoréhootáčky sú určené tepelným stavom uloženia vřete-na a vinutia elektromotora. Výhodou riešenia podlá vynálezu je v podstatnénižších nadobúdajúcich nákladoch, v jednoduchos-ti konštrukcie, v odbúraní převodových mechaniz-mov — ozubených kolies, presúvačov, spojok,remeňov — v odbúraní mazania a pod. Okrem tohočas potřebný na teplotnú stabilizáciu stroj a jepodstatné kratší ako u klasického prevedenia.V porovnaní s konvenčným riešením má ďalšievýhody, ktoré spočívajú v nižšej hlučnosti a poru-chovosti, vyššej životnosti, v možnostiach presriej-šieho polohovania vřetena pri obrábacích centrách.

Zavedením tohoto riešenia sa ulahčuje aplikáciaadaptívneho riadenia na obrábacích strojoch, čoumožňuje priame snímanie výkonu náhonovéhomotora, a v závislosti na zistenej hodnotě reznejsily automatickú reguláciu otáčok vřetena pomo-cou tyristorového meniča frekvencie napájaciehoprúdu príp. napátia vinutia statora napr. drápové-ho, resp. ventilového motora, ktoré sa pre tietoúčely hodia.

Chladenie uloženia vřetena a vinutia motorazabezpečené ventilátorom, ktorého lopatky súumiestnené na kotúči tvoriacom rotor elektromo-tora, ktorého otáčky sú plynulé měnitelné v závis-losti na teplote vinutia motora resp. uloženiavřetena, umožňuje zabezpečenie tepelnej stabili-zácie vreteníka počas pracovného režimu.

Alternativy riešenia sú znázorněné na prilože-nom výkrese kde obr. 1 představuje schématickýnáčrtok pohonu dutého vřetena, vhodného presústruhy, brúsky na gulato a obr. 2 představujeschématický náčrtok náhonu vretien vhodných prefrézky, vrtačky, vyvrtávačky, obrábacie centrá,rožne jednoúčelové stroje atď.

Obe vyobrazepia představujú vretená v řeze. K vřetenu 11 je nehýbne připojená kotva 12.S plášťom 14 vreteníka je taktiež neotočne spojenévinutie 13 tvoriace stator elektromotora. Vřeteno11 je v zadnom uložení 15 a prednom uložení 16umiestnené tak, že je kotva 12 v osovom smerepresne naproti vinutiu 13. Predné uloženie 16a zadné uloženie 15 sú s plášťom 14 spojenépřepážkami 18. Na zadnej prepážke 18 je upevně-ná cievka 21 tvoriaca vinutie kotúčového elektro-motora. Rotorom patriacim k tejto cievke 21 jeradiálny kotúč lopatkového kolesa 19, ktoré je navřetene 11 uložené volnoběžným uložením 20. Nakoncixvřetena 11 je upevněné sklučovadlo 17, doktorého sa upíná obrobok, alebo upínacie púzdro25 do ktorého sa upíná u obrábacích strojov režnýnástroj. Přepážky 18, lopatkové koleso 19 a vinutie13 sú opatřené chladiacimi otvormi 23 usměrňuj ú-ce prúd chladiaceho vzduchu vznikajúceho činnos-ťou lopatkového kolesa 19 na zdroje tepla vovřeteníku. Teplota v miestach najintenzívnejšejtvorby tepla t. j. v prednom uložení 16, zadnomuložení 15 a vinutí 13 je sledovaná tepelnýmisnímačmi 22, ktorých impulzy slúžia na reguláciumeniča, ovládajúceho otáčky lopatkového kolesa 19. Plášť 14 vreteníka je k lóžku 24 obrábaciehostroj a připevněný skrutkami, na obrázkoch nezná-zomenými.

Realizáciu náhonov vretien 11 umožňuje úspěš-ný vývoj elektromotorov nových typov, napříkladtyristorom ovládaných, t. z. drápových, resp. venti-lových elektromotorov pre striedavé napátie,u ktorých je možné vhodným dimenzováním ob-siahnuť všetky potřebné režné sily obrábacíchstrojov. Je však nutné upraviť plášť 14 vreteníkatak, aby aj esteticky vhodné doplňoval celkovýdesign stroj a.

Claims (4)

1. 3 209076 PREDMET

   1. Pohon vřetena obrábacích strojov vyznačenýtým, že vřeteno (11) s nehýbne připevněnoukotvou (12) má vo svojom prednom uložení (16)a zadnom uložení (15) vytvořená přepážku (18),ktorá je spojená s plášťom (14) vreteníka, opatře-ným na vnútomej straně vinutím (13).
2. 2. Pohon vřetena podTa bodu 1 vyznačený tým,že na vřetene (11) je vo vornobežnom uložení (20)ventilátorové koleso (19) tvoriace rotor diskovéhoelektromotoru, ktorého plochá cievka (21) jeupevněná na prepážke (18). VYNALEZU
3. 3. Pohoň vřetena podTa bodu 1 a 2 vyznačenýtým, že přepážky (18), ventilátorové koleso (19)a vinutie (13) sú opatřené sústavou chladiacichotvorov (23).
4. 4. Pohon vřetena podlá bodov 1 až 3 vyznačenýtým, že v prednom uložení (16), zadnom uložení(15) a vinutí (13) sú umiestnené tepelné snímače(22) přepojené s automatickým regulátorom počtuotáčok kolesa (19) ventilátora. 2 výkresy