Патент на изобретение №2230652

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2230652 (13) C1
(51) МПК 7
B24B41/04, B23B19/02
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 25.02.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2002126720/02, 08.10.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

08.10.2002

(45) Опубликовано: 20.06.2004

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 132098 A, 05.11.1960. SU 1329955 A1, 15.08.1987. SU 137030 A, 17.04.1961. SU 1399094 A1, 30.05.1988. SU 1442380 A1, 07.12.1988. SU 1423359 A1, 15.09.1988. DE 10027750 A1, 13.02.2001. FR 2594364 A1, 21.08.1987.

Адрес для переписки:

113191, Москва, 5-й Рощинский пр-д, 7/8, кв.60, А.П. Кушниру

(72) Автор(ы):

Кушнир А.П. (RU),
Курнасов Е.В. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Кушнир Александр Петрович (RU),
Курнасов Евгений Вячеславович (RU)

(54) ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в прецизионных станках и для создания станков с управляемым натягом в опорах шпинделей. Электрошпиндель содержит корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вал-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками, жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга. При этом обмотка статора смещена в осевом направлении относительно вал-ротора в сторону передней опоры последнего. Такое конструктивное исполнение повышает жесткость и долговечность устройства за счет обеспечения требуемого натяга радиально-упорных подшипников в процессе работы электрошпинделя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к станкостроению, предназначено для использования в прецизионных станках и может быть использовано для создания станков с управляемым натягом в опорах шпинделей.

Известен электрошпиндель, содержащий корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вала-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и узел предварительного осевого натяга подшипников [1]. Особенностью конструкции данного электрошпинделя является выполнение передней опоры в виде радиально-упорных шарикоподшипников с разными номинальными углами контакта тел качения. Недостатками данного электрошпинделя являются ограничения допустимых частот вращения (так как подшипники с разными номинальными углами контакта тел качения обладают разной предельной быстроходностью), а также отсутствие возможности регулирования натяга в процессе работы электрошпинделя.

Известен электрошпиндель, содержащий корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вала-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга [2]. Данный электрошпиндель является наиболее близким к заявленному изобретению и принят в качестве прототипа.

Недостаток известного электрошпинделя состоит в том, что устанавливаемая величина осевого натяга рассчитывается на усредненные режимы работы электрошпинделя и не регулируется в процессе работы.

Техническим результатом изобретения является повышение жесткости и долговечности устройства за счет обеспечения требуемого натяга радиально-упорных шарикоподшипников в процессе работы электрошпинделя.

Указанный результат достигается тем, что в электрошпинделе, содержащем корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вала-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга, обмотка статора смещена в осевом направлении относительно вала-ротора в сторону передней опоры последнего.

Это обеспечивает сохранение требуемого натяга в радиально-упорных шарикоподшипниках в широком диапазоне изменения внешней осевой нагрузки за счет регулирования напряжения в обмотке статора и появления дополнительной осевой силы, компенсирующей внешнюю осевую нагрузку.

Так как внешняя осевая нагрузка может иметь знакопеременный характер (например, в электрошпинделях, используемых в металлорежущих станках), то для более точного регулирования статор может быть выполнен из одной основной и одной дополнительной параллельных и соосных обмоток, одна из которых смещена в осевом направлении относительно другой в сторону передней опоры вала-ротора.

На фиг.1 показана конструкция электрошпинделя со смещенной обмоткой статора.

Электрошпиндель содержит статор 1, который вмонтирован в корпус 2, вал-ротор 3, 4, установленный в радиально-упорных подшипниках 5, 6 (передняя опора) и 7 (задняя опора). Обмотка статора 8 смещена в осевом направлении относительно вала-ротора 3 в сторону передней опоры. Подшипники 5 передней опоры ориентированы навстречу внешней ожидаемой нагрузке от осевой составляющей силы резания. Подшипник 6 предназначен для восприятия противоположной по знаку осевой нагрузки. Задняя опора 7 выполнена “плавающей” для компенсации температурных деформаций, поэтому вся внешняя осевая нагрузка приложена только к передней опоре. Для создания предварительного осевого натяга в радиально-упорных шарикоподшипниках 5 и 7 предусмотрен упругий элемент, например прорезная пружина 9.

Статор 1 может быть выполнен в виде основной обмотки 8 и дополнительной обмотки 10, расположенных параллельно и соосно друг другу (фиг.2). При этом одна из обмоток смещена в осевом направлении относительно другой в сторону передней опоры вала-ротора.

Электрошпиндель работает следующим образом.

При включении обмотки 8 статора 1 (фиг.1), вследствие несимметричного расположения этой обмотки относительно вала-ротора 3 в аксиальном направлении под действием высоких гармоник появляется сила, направленная в сторону передней опоры 5. Регулированием напряжения в обмотке 8 создается аксиальная сила такой величины, которая направлена навстречу внешней нагрузке и необходима для поддержания требуемого натяга в шарикоподшипниках передней опоры.

Для более точного управления натягом в электрошпинделе может быть выполнена дополнительная статорная обмотка 10 (фиг.2). Это позволяет управлять как крутящим моментом, так и осевой силой путем раздельного регулирования напряжения в основной и дополнительной обмотках статора.

Источники информации

2. А.С. СССР № 132098, кл. В 24 В 41/04, 05.11.60.

Формула изобретения

1. Электрошпиндель, содержащий корпус, статор с обмоткой, вал-ротор, переднюю и заднюю опоры вал-ротора с радиально-упорными шарикоподшипниками и жесткие и упругие элементы, предназначенные для создания предварительного осевого натяга, отличающийся тем, что обмотка статора смещена в осевом направлении относительно вал-ротора в сторону передней опоры последнего.

2. Электрошпиндель по п.1, отличающийся тем, что статор выполнен из одной основной и одной дополнительной обмоток, расположенных параллельно и соосно друг другу, одна из которых смещена в осевом направлении относительно другой в сторону передней опоры вала-ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 09.10.2005

Извещение опубликовано: 10.11.2006 БИ: 31/2006


Categories: BD_2230000-2230999