Изобретение относитс к станкострр€ нию и может быть испол1.зовано претхмушественно в шлифовальных станках дл обработки колец подшипников качетга . Известны шпиндели металлорежущих станков, содержащие вал, установле ный на передней и задней опорах, выполненных на радиально-упсфных подшипниках качени , размешенные между передней и задней опорами вала электромагнит , воздействукдций на вал в осевом направлении, и преобразователь осевых смешений вала в электрический сигнал, соединенный с обмоткой электромагнита через систему управлейи , состо шую из усилител , задающего и суммирующего устройств и усилител мощности l. Недостатком известных шпинделей вл етс отсутствие контрол точности вращени и осевого положени вала. Цель изобретени - контроль точност вращени и осевого положени вала. Поставленна цель достигаетс тем, что в шпинделе металлорежущего станка содержащего вал, установленный на передней и задней aaoftax., ш шолненш 1Х нарадиально-упорных подшишшках ка чени , размещенные между передней и задней опорами вала электромагнит, воздействующий на вал в осевом напра&лении , и преобразователь осевых смещений вала в электрический сигнал, соедиаенный с обмоткой электромагнита через систему управлени , состо щую из усилител , задающего и суммирующего усо ройств и усилител А ОЩНОСТИ, вал между передней и задней опорами имеет аттестованный участок, офазованный ашшндрической . и двум коническими поверхност ми , причем шпиндель дополнительно снабжен преобразователем радиальной вифации вала в электрический сигнал, присоединенным к электродной схеме, включающей усилитель, детект 4 огибаю . шей, пиковый детектор и мищюамперметр , а система управлени электромаг штта дополнительно снабжена фазочувств тельным детектором и мнхроампфмеором имеющим нуль посредине шкалы 1фи этом преобразователь радиал ной вибрации вал взаимодействует с цилиндрической повер хностью аттестованного участка вала, а преобразователь ocera tx смешений вала - с коническими поверзшост ми. На чертеже показана схема констру шш предлагаемого шпиндел металлор. жущего станка. Шпиндель содержит 1, вал 2 с концами 3 и 4 дл закреплени шлифовального круга и шкива А/ . Концы вала 2 за1феплены во внутренних кольцах радк ально-упорных шарикоподшипников - 5, 6 и 7,8, наружные кольца которых установлены в корпусе 1. Причем наружные кол ца подшипников 7 и 8 задней опоры пом шены в промежуточную втулку 9, котора имеет возможность перемещатьс в Koi пусе 1 под действием наход щегос в отверсти х ее торца пружин Ю, взаимодействующих с торцом чашеобразного электромагнита 11, жестко зафиксированного в корпусе 1. Полюсный конец эле1&тромагнита 11 вьшолнен с внутренней конусностью и располагаетс с зазором относительно конусной насадки 12, помещенной на валу 2 и изготовленной ферромашитнохч материала с высокой , магнитной проницаемостью и большим удельным электрическим сопротивлением. В корпусе 1 имеютс два диаметрально расположенных паза 13 и 14, в которых. за1 реплены вставки 15 и 16 из нема1 нитного металла, содержащие катушки 17- 20, соединенные со вставками эпоксидной смолой. Катушки 17 и 18 офазуют дифференциальный бесконтакт ный индуктивный преобразователь радиальной вибрации вращающегос вала 2, а катушки 19 и 2О - дифференциальный преобразователь осевого смещени вала в электрические сигналы. Катушки 17 и 18расположены концешфично по нормали к цилиндрической части аттестованного участка 21, вьшолненного на валу 2, а катушки 19 и 2О - по нормали к кон ческим поверхност м этого участка. Выводные проводники катушек 17 и 18 располагаютс в кольцевой канавке 22 и подсоединены к электронной схеме, , состо щей из усилител (У1) 23, детектора огибающей (ДО) 24, пикового детектора (ПД) 25 и ми1фоамперметра 26. Проводники от катушек 19 и 2О располагаютс в продольной канавке 27 и подсоединены к электронной схеме автоматического поддержани осевого перемещени вала в установленных цредепах, котора состоит из усил|игел (У2) 28, ;суммируюшего устройства (СУ) 29, задак. шего устройства (ЗУ) ЗО, усилител моньчости (УМ) 31, соединенного с обмоткой электромагнэта 11 Кроме TOIXJ, в этой схеме имеетс , фазочувствительный &тектор (ФД) 32, соединенный с мюфоамперметром 3d, имеющим нуль посер дине шкалы.The invention relates to a machine tool and can be used pre-grinding in grinding machines for machining bearing rings. Known spindles of machine tools include a shaft mounted on front and rear bearings made on radial-roll bearings, placed between the front and rear shaft supports electromagnet, acting on the shaft in the axial direction, and the axially mixed shaft converter into an electrical signal connected with an electromagnet winding through a control system consisting of an amplifier, a driver and a summing device, and a power amplifier l. A disadvantage of the known spindles is the lack of control over the accuracy of rotation and axial position of the shaft. The purpose of the invention is to control the accuracy of rotation and axial position of the shaft. The goal is achieved by the fact that in the spindle of a metal cutting machine containing a shaft mounted on the front and rear aaoftax., A widening 1X radially-resistant axle caps placed between the front and rear shaft supports an electromagnet acting on the shaft in axial direction, and axial displacement transducer of the shaft into an electrical signal connected to the winding of the electromagnet through a control system consisting of an amplifier that specifies and summing devices and an amplifier A of the shaft between the front and rear supports It has certified portion ofazovanny ashshndricheskoy. and two conical surfaces, and the spindle is additionally equipped with a transducer of radial axis vifation of the shaft into an electrical signal connected to the electrode circuit including an amplifier, I go around the detector 4. The neck detector, peak detector and pulse meter, and the control system of the electromagate are additionally equipped with a phase-sensitive detector and a micrometer with zero zero in the middle of the 1f scale. . The drawing shows the schematic design of the proposed spindle metallore. machine tool. The spindle comprises 1, a shaft 2 with ends 3 and 4 for fastening the grinding wheel and the pulley A /. The ends of the shaft 2 are fixed in the inner rings of the radially-resistant ball bearings 5, 6 and 7.8, the outer rings of which are installed in the housing 1. Moreover, the outer rings of the bearings 7 and 8 of the rear bearing are located in the intermediate sleeve 9, which has the ability to move in Koi pus 1 under the action of the springs Yu located in the openings of its end, interacting with the end of a cup-shaped electromagnet 11 fixed in the housing 1. The pole end of the ele1 & tromagnet 11 is filled with an internal taper and is positioned with a gap relative to cone nozzle 12, placed on the shaft 2 and made of ferromashitnohch material with high magnetic permeability and high electrical resistivity. In the housing 1 there are two diametrically located grooves 13 and 14, in which. Inserts 15 and 16 of non-metallic metal containing coils 17-20 connected with inserts with epoxy resin are replaced. Coils 17 and 18 phase out a differential contactless inductive transducer for radial vibration of a rotating shaft 2, and coils 19 and 2 O form a differential converter for axial displacement of the shaft into electrical signals. Coils 17 and 18 are located, naturally, along the normal to the cylindrical part of the certified section 21, made on shaft 2, and coils 19 and 2O, along the normal to the conical surfaces of this section. The output conductors of coils 17 and 18 are located in the annular groove 22 and are connected to an electronic circuit, consisting of an amplifier (U1) 23, an envelope detector (DO) 24, a peak detector (PD) 25 and a micrometer 26. The conductors from coils 19 and 2O are located in the longitudinal groove 27 and are connected to an electronic circuit for automatically supporting the axial displacement of the shaft in the mounted machines, which consists of reinforcement needles (U2) 28,; totalizer (SU) 29, zadak. In addition to the TOIXJ, this circuit contains a phase-sensitive & vector (PD) 32 connected to a 3d mu- ammeter, which has a zero center scale.
Шпиндель работает следующим образом С помощью пружин 10 создаетс сагг мальный предварительный осеврй в ( шаршсоподшштиках 5-8. Затем шпинделю сообщаетс рабоча частота вращени . Колебани вала относительно корпуса 1 преобразуютс беско тактным индуктивным преобразователем, состо щим нз диаметрально располо}1Ю1 тлк катушек 17 и 18, в электрические сигналы, после усилени с помо. щью усшштел 23 подаютс на дете тор 24 огибающей. От него через шшовый детектор 25 на мкцюамперметр 26, по шкале которого определ етс максимальна амплитуда радиальной The spindle operates as follows. With the help of springs 10, a sagmal pre-axis is created in (shar-pods 5–8. Then the working frequency of rotation is reported to the spindle. After amplification with the help of the amplifier, USB 23 is fed to the envelope child 24. From it, through the Sshov detector 25, to the micrometer 26, on the scale of which the maximum amplitude is determined flax
После создани осевого щ е;дварнтелы ного нат га посредством пружины 10 между полюсами сердечников катушек 19 и 2О бесконтактного индуктивного преобразовател осевого перемещени и коническими поверхност ми участка 21 устанавливаетс определенный зазор. Затем производитс балансировка элект рошюй сдамы, включающей усилитель 28, фазочувствительный детектор 32 и миироамперметр 33, указатель которого Щ)и пошюй балансировке устанавливаетс в нулевое положение, наход щеес в ми1фоамперметре посередине шкалы. В этом случае на выходе схемы сигналаAfter creating an axial pinch; two-way tension by means of a spring 10, a certain gap is established between the poles of the cores of the coils 19 and 2 of the non-contact inductive transducer of axial movement and the conical surfaces of section 21. Then, the balancing of the electrical test is performed, which includes the amplifier 28, the phase-sensitive detector 32, and the microampermeter 33, the pointer of which is set to the zero position, located in the middle of the scale in the micrometer meter. In this case, the output circuit signal
нет. Если валу 2 сообщать микроп емешени влево или вправо, то стре; ка указател тоже будет отклон тьс от кулевого положени в соответствии с направлением перемещени вала 2. При этом возникающий сигнал подаетс на суммирующее устройство 29, где cpaj ниваетс с установленным сигналом зад ющего устройства. 30. При превышении им сигнала с задающего устройства про-, исходит их вычитание и последующее усиление сигнала рассогласовани с помощью усил1ггел 31 мощиости, который увеличивает ток в электромагните11 до тех пор, пока развиваемое им осевое уев лие, приложенное к конусной насадке 12 на валу 2 не урешновесит ту осевую . нахрузку, котора вызвала это перемещение . Данна система построена на статическом принципе автоматического регуьлировани , что обеспечивает стабильность поддержани регулируемой величины. Ос&вое положешю вала на радиально-упорных шарикоподиошниках с пружинным созданием осевого нат га в динамике (при болышос частотах «Щбни ) обычно не соответ. ствует положе1шю в статике.not. If the shaft 2 is reported to the micro room left or right, then it will move; At the same time, the pointer will also deviate from the zero position in accordance with the direction of movement of the shaft 2. In this case, the resulting signal is fed to the summing device 29, where cpaj is threaded with the set signal of the driving device. 30. When the signal from the driver is exceeded by the pro- device, their subtraction proceeds and the subsequent amplification of the error signal by means of power amplifier 31 increases the current in the electromagnet 11 until the axial force developed by it applied to the cone nozzle 12 on the shaft 2 do not balance that axial. load that caused this move. This system is based on the static principle of automatic control, which ensures the stability of maintaining the controlled value. The main & shaft on the angular contact ball bearings with spring creation of axial tension in the dynamics (at the frequencies of “Shchni”) does not usually correspond. It stands in statics.
Таким o6peaoMf предлагаемый шшокдель позвол ет вести ншферывный конт роль ТОЧ1ЮСТИ вращени и осевого положени вала и тем самым не допускать эксплуатап ю шпиндел при выходе то ности вращени эа щ еделы допуска.Thus, the proposed shoddel allows you to maintain the spherical control of the exactness of rotation and axial position of the shaft and thereby prevent the spindle from operating at the output of the rotation of the spindle tolerance.