Claims (2)
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в металлорежуйщх станках, в частности в ошифовальмык ставках дл обработки колец подашпииков качени . Известно устройство, содержащее вал, установленный в передней и задней опорах, представл ющих собой радиально-упорньзе подашпники качени , электромагнит, воздействующий на вал в осевом направлении, и систе 1у управлени электр 4агнитом . Цель изобретени - повышение точности обработки деталей путем обеспе чени стабильности положени вала в осевом направлении. Указанна цель достигаетс тем, что устройство снабжено соединенным с -обмоткой электромагнита через сиетему управлени преобразователем осе вых смещений вгша в электрический си нал, а электромагнит и преобразовате размещены между передней и задней опорами вала. На чертеже схематически показано устройство в разрезе, общий вид. Устройство содержит корпус 1, вал 2, опорами которому служат радиально упорные подшипники качени . Лева опора состоит из Двух подшипинков 3, между которьдаш установлены распорные кольца 4 и 5 разной длины, обеспечивающие предварительный нат г подшипников 3. Внутренние кольца подшипников 3 закреплены неподвижно на валу 2, а их наружные кольца имеют возможность перемещатьс в осевом направлении во втулке 6, жестко закрепленной в корпусе 1. Правой опорой вала 2 служит радиально-упорный подшипник 7 (один или более). В случае использовани в правой опоре двух или более подшипников 7 (при значительных осевых нагрузках), они устанавливаютс так, чтобы высокие борта их колец были обращены в одну сторону. В этом случае между подшипниками 7 установлены проставки 8. Внутренние кольца подшипников 7 правой опоры жестко закреплены на валу 2, а наружные кольца зафиксированы в корпусе в осевом направлении . Электромагнит 9 неподвижно закреплен в корпусе 1 шпиндел . Винты 10 позвол ют осуществл ть регулировку положени электромагнита 9 в осевом направлении. Якорь электромагнита 9 неподвижно установлен на валу 2 шпиндел . С целью повышени КПД нагружающего устройства, взаимодействующие поверхности кор и обмотки электромагнита 9 выполнены в виде концентричных конусов. Дл уменьшени габаритов шпиндел электромагнит 9 раз-мещен между передней и задней опорами вала 2. Во втулке 6, жестко Закрепленной в корпусе 1 шпиндел , установлен бес контактный индуктивный преобразовате 11, положение которого в осевом направлении может регулироватьс при настройке. Преобразователь 11 взаимодействует с диском 12, Непожвино закрепленном на валу 2. Электромагнит 9 соединен с преобразователем 11 через статическую электронную систем управлени , состо щую из преобразова тел -усилител 13, сравнивающего уст ройства 14, задающего устройства 15, устройства 16 управлени током, протекающим через электромагнит 9, поро гового устройства 17 и сигнального устройства 18. Шпиндельное устройство работает следующимобразом. С помощью электромагнита 9 производ т предварительное нагружение радиально-упорных шарикоподиипников 1 , при этом сравнивающее устройство 14 отключаетс от устройства 16 управЛенин током обмотки электромагнита 9. О величине предварительного нат г подшипников 7 суд т по осевому- смещению вала 2, которое измер етс с помощью бесконтактного индуктивного преобразоват1ел 11 (измер ют величину сигнсша на выходе преобразовател усилител 13, например, с помощью ми ллиамперметра) , либо по величине тока , потребл емого электрома нита 9, Сигнал, снимаемый с преобразовател 11, после прохожд ени через преобразователь-усилитель 13 поступает на сравнивающее устройство 14, в котором происходит сравнение сигналов , поступающих с преобразовател усилител 13 и задающего устройства 15. После создани необходимого предварительного нат га подшипников 7 уровень сигнала на выходе задающего устройства 15 устанавливают таким, чтобы величина сигнала на выходе сравнивающего устройства 14 была рав на 0. После этого к устройству 16 управлени током обмотки электромагнита 9 подключают сравнивающее устройство 14. При заданном осевом положении вала 2 сигнал на выходе сравнивающего устройства 14 отсутствует, и устройство 16 обеспечивает предварительно установленный ток обмотки электромаг нита 9. При смещении вала 2 в осевом направлении, вызванном рабочими нагрузками на валг,- износом элементов подшипников 7 или другими причинами, происходит некоторое изменение зазора между преобразователем 11 и диском 12, и на выходе сравнивающего устройства 14 по вл етс сигнал (положительный или отрицательный, в зависимости от направлени смещени вала 2), управл ющий устройством 16, которое, в свою очередь, измен ет режим питани обмотки.электромагнита 9. В результате происходит уменьшение или увеличение нагрузки на вал 2,создаваемой электромагнитом 9, что приводит к восстановлению первоначального осевого положени вала 2. Тарирование устройства провод т следующим образом. Регулиру осевое положение преобразовател 11, выставл ют первоначальный зазор между преобразователем 11 и диском 12 и настраивают преобразователь 11 на О (сигнал на выходе преобразовател -усилител 13 отсутствует). Затем производ т сначала нагружение вала 2 в осевом направлении механически, например в торец, через динамометр, контролиру смещение вала 2 в зависимости от величины нагрузки по изменению уровн сигнала на выходе преобразовател усилител 13, после чего нагружают вал 2 с помощью электромагнита 9, отключив устройство 16 управлени током обмотки электромагнита 9 от сравнивающего устройства 14,. и уже по величине сигнала на выходе усилител 13 суд т о величине осевой нагрузки на вал The invention relates to mechanical engineering and can be used in machine tools, in particular in machine tools for machining rings of rolling pads. A device is known comprising a shaft mounted in the front and rear supports, which are radially resistant roll bearings, an electromagnet acting on the shaft in the axial direction, and an electromagnet control system 1y. The purpose of the invention is to improve the accuracy of machining parts by ensuring the stability of the shaft position in the axial direction. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with an electromagnet connected to the winding through the converter control system of axial displacements into an electrical signal, and the electromagnet and the converter are located between the front and rear shaft supports. The drawing shows schematically the device in section, a general view. The device comprises a housing 1, a shaft 2, the supports of which are angular contact bearings. The left support consists of two bearings 3, between which spacer rings 4 and 5 of different lengths are installed, providing preliminary tension of bearings 3. The inner rings of bearings 3 are fixed on the shaft 2, and their outer rings can move in the axial direction in the sleeve 6, rigidly fixed in the housing 1. The right support of the shaft 2 is a angular contact bearing 7 (one or more). When two or more bearings 7 are used in the right support (with significant axial loads), they are mounted so that the high sides of their rings are turned in one direction. In this case, spacers 8 are installed between the bearings 7. The inner rings of the bearings of the right support are rigidly fixed to the shaft 2, and the outer rings are fixed in the housing in the axial direction. The electromagnet 9 is fixed in the housing of the spindle 1. The screws 10 allow adjustment of the position of the electromagnet 9 in the axial direction. The anchor of the electromagnet 9 is fixedly mounted on the shaft 2 of the spindle. In order to increase the efficiency of the loading device, the interacting surfaces of the core and the windings of the electromagnet 9 are made in the form of concentric cones. To reduce the size of the spindle, the electromagnet 9 is located between the front and rear bearings of the shaft 2. In the sleeve 6, rigidly fixed in the body of the spindle, there is a contactless inductive transducer 11, whose position in the axial direction can be adjusted during adjustment. The converter 11 communicates with the disk 12, not fixed on shaft 2. The electromagnet 9 is connected to the converter 11 via static electronic control systems consisting of a transformer of the amplifier 13, comparing the device 14, the driver 15, the current control device 16 the electromagnet 9, the threshold device 17 and the signal device 18. The spindle device works as follows. Electromagnet 9 is pre-loaded with angular contact ball bearings 1, while comparing device 14 is disconnected from device 16 by controlling the current of coil of electromagnet 9. The magnitude of preload of bearings 7 is judged by axial displacement of shaft 2, which is measured by contactless inductive transducer 11 (measure the value of the signal at the output of the transducer of amplifier 13, for example, using a milliammeter), or by the magnitude of the current consumed by the electrode 9, Signal, s Imaged from converter 11, after passing through converter-amplifier 13, enters comparison device 14, in which the signals from converter amplifier 13 and driver device 15 are compared. After creating the necessary preload of bearings 7, the signal level at driver output 15 set so that the magnitude of the signal at the output of the comparator device 14 is equal to 0. After that, the comparator device is connected to the current control device 16 of the winding of the electromagnet 9 14. At a given axial position of the shaft 2, the output signal of the comparison device 14 is absent, and the device 16 provides the pre-set current of the winding of the electromagnet 9. When the shaft 2 is displaced in the axial direction caused by working loads on the shaft, wear of the bearing elements 7 or others This causes a slight change in the gap between the transducer 11 and the disk 12, and a signal appears at the output of the comparison device 14 (positive or negative, depending on the direction of the shaft displacement 2) controlling the device 16, which, in turn, changes the power mode of the winding of the electromagnet 9. As a result, the load on the shaft 2 generated by the electromagnet 9 decreases or increases, which leads to the restoration of the original axial position of the shaft 2. Calibration of the device carried out as follows. By adjusting the axial position of the converter 11, the initial gap between the converter 11 and the disk 12 is set and the converter 11 is set to O (there is no signal at the output of the converter amplifier 13). Then, first, the shaft 2 is loaded mechanically in the axial direction, for example at the end, through a dynamometer, controls the displacement of the shaft 2 depending on the magnitude of the load by changing the signal level at the output of the converter amplifier 13, and then the shaft 2 is loaded by means of the electromagnet 9, turning off the device 16 controlling the current of the winding of the electromagnet 9 from the comparison device 14,. and already the magnitude of the signal at the output of the amplifier 13 is judged on the magnitude of the axial load on the shaft
2.. Одновременно регистрируют значени тока, протекающего через электромагнит 9, соответствующие разHfcBv уровн м нагружени . В результате изнашивани элементов подшипников 7 происходит постепенное уменьшение первоначально установленного нат га. Вследствие износа элементов подшипников 7 вал 2 стремитс сдвинутьс в сторону уменьшени зазора между преобразователем 11 и диском 12. В результате восстановлени первоначального осевого положени вала 2 с помсацью системы управлени , нагрузка на вал 2, создаваема электромагнитом 9, уменьшаетс . Если при определенной величине износа элементов подшипников 7 происходит недопустимое уменьшение нат га последних, которое приводит к существенному снижению жесткости шпиндел , то срабатывает пороговое устройство 17, реагирующее на отклонение тока в обмотке электромагнита 9 от заданного уровн сверх допустигФах пределов, и включает сигнальное устройство 18. После этого производ т переналадку шпиндел , регулиру задающее устройство . 15 с целью обеспечени необходимого предварительного нат га подшипников 7. . Стабилизаци осевого положени вала шпиндел в процессе эксплуатации повышает точность обработанных изделий , например, при обработке желобов колец шарикоподшипников на желобошлифовальных станках. Смещение желоба от носительно торца кольца поди/ипника мо жет привести к ухудшению контакта тел качени с рабочей поверхностью колец а следовательно, к преждевременному выходу подшипников из стро . Шпиндельное устройство обеспечивает также возможность контрол нагрузки на подшипники 7 npji установке предварительного нат га, что позвол ет исключить перегрузку подшипников. Таким образом, предложенное устройство позвол ет повысить точность обработки деталей путем обеспечени стабильности положени вала в осевом направлении и уменьшить габариты шпиндел . Формула изобретени Шпиндельное устройство, содержащее вал, установленный в передней и задней опорах, представл ющих собой радиально-упорные подшипники качени , электромагнит, воздействующий на вал в осевом направлении, и систему управлени электрбмагнитом, отличающеес тем, что. с целью повышени точности обработки деталей путем обеспечени стабильности положени вала в осевом направлении , оно снабжено соединенным с обмоткой электромагнита через систему управлени преобразователем осевых смещений вала в электрический сигнал, а электромагнит и преобразователь размещены между передней и задней опорами вала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 296372, кл. В 24 В 41/04, 1969.2 .. At the same time, the values of the current flowing through the electromagnet 9, corresponding to the HfcBv times of the loading levels, are recorded. As a result of the wear of the bearing elements 7, there is a gradual decrease in the initially set tension. Due to the wear of the bearing elements 7, the shaft 2 tends to move in the direction of reducing the gap between the transducer 11 and the disk 12. As a result of restoring the original axial position of the shaft 2 with the control system, the load on the shaft 2 created by the electromagnet 9 decreases. If at a certain amount of wear of the bearing elements 7, an unacceptable reduction in the tension of the latter occurs, which leads to a significant decrease in the stiffness of the spindle, then the threshold device 17 reacts to the current deviation in the winding of the electromagnet 9 from the specified level above the tolerance limits, and turns on the signal device 18. After that, the spindle is retooled by adjusting the driver. 15 in order to provide the necessary preliminary tension of the bearings 7.. The stabilization of the axial position of the spindle shaft during operation improves the accuracy of machined products, for example, when machining the grooves of ball bearing rings on the groove grinders. The displacement of the groove relative to the end of the go / ipnic ring can lead to deterioration of the contact of the rolling bodies with the working surface of the rings and, consequently, to premature bearing failure. The spindle unit also provides the ability to control the load on the 7 npji bearings by installing a preload, which eliminates overloading of the bearings. Thus, the proposed device allows improving the accuracy of machining parts by ensuring the stability of the shaft position in the axial direction and reduces the spindle dimensions. Claims of the invention: A spindle device comprising a shaft mounted in the front and rear bearings, which are angular rolling bearings, an electromagnet acting on the shaft in the axial direction, and an electromagnet control system, characterized in that. In order to improve the accuracy of machining parts by ensuring the axial position of the shaft is stable, it is provided with an electric signal connected to the winding of the electromagnet through the axial displacement of the shaft into the electric signal control system, and the electromagnet and the converter are located between the front and rear shaft bearings. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 296372, cl. B 24 B 41/04, 1969.