СКОРОСТНОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МОТОР-ШПИНДЕЛЬ

Скоростной экспериментальный мотор-шпиндель относится к станкостроительной и машиностроительной промышленности и может найти применение при экспериментальных работах в процессе модернизации токарных станков.
Известен, например, привод металлорежущего станка (патент РФ №45665, МПК В23D 9/00, опубл. 27.05.2005, бюл. №15), состоящий из шпинделя с закрепленными на нем тремя асинхронными электродвигателями с частотным регулированием частоты вращения ротора и с возможностью работы в режиме S1 и S6, а также с возможностью одновременного и последовательного по времени включения и отключения всех трех электродвигателей, мощность каждого из которых равна одной трети максимальной мощности одного электродвигателя, необходимой для выполнения самой тяжелой операции по паспорту металлорежущего станка.
Основной недостаток известного привода заключается в продолжительном подготовительном периоде экспериментальных исследований по его паспортизации, который связан со сложностью изготовления.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы сократить сроки экспериментальных исследований трехдвигательного мотор-шпинделя.
Технический результат достигается тем, что скоростной экспериментальный мотор-шпиндель, состоящий из шпинделя с тремя асинхронными электродвигателями с частотным регулированием частоты вращения ротора и с возможностью работы в режиме S1 и S6, а также с возможностью одновременного и последовательного по времени включения и отключения всех трех электродвигателей, мощность каждого из которых равна одной трети максимальной мощности одного электродвигателя, необходимой для выполнения
самой тяжелой операции по паспорту металлорежущего станка, валы трех электродвигателей, выходящие на обе стороны, связаны между собой и со шпинделем соединительными и компенсирующими погрешности изготовления муфтами.
Такое исполнение привода позволило значительно ускорить его изготовление и в короткие сроки провести экспериментальные исследования по определению его основных электромеханических характеристик.
На фиг. изображена схема привода токарного станка.
Привод состоит из шпинделя 1, который шарнирно закреплен в подшипниках станины (передней бабки) 2. Шпиндель связан с электродвигателями 3, 4 и 5. У всех двигателей валы выходят на обе стороны, например, электродвигатели серии 4А исполнения 1Р23 (Справочник по электрическим машинам: В 2-х т. / Под общей ред. И.П.Копылова и Б.К.Клокова. Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1988, стр.58, рис.3.6). Электродвигатель 3 передней частью своего вала связан со шпинделем 1, а задней частью - с другими электродвигателями 4 и 5 с помощью муфт 6, 7 и 8. Электродвигатель 3 снабжен преобразователем частоты питающего тока и соответствующей пускорегулирующей аппаратурой, ваттметром и общим включателем-выключателем с возможностью одновременного включения и отключения всех электродвигателей и последовательного по времени их включения и отключения. Стенд снабжен и датчиком 9 частоты вращения общего вала электродвигателей. Ваттметры, амперметры, вольтметры и элементы пускорегулирующей аппаратуры на схеме условно не показаны. Они включены в соответствующие электрические цепи общеизвестным способом.
Привод работает следующим образом.
Предлагаемый привод сохранил все свойства прототипа. Например, в токарном станке необходимо осуществить обдирочную операцию заготовки на значительную глубину. Для этой операции необходима мощность всех трех электродвигателей, поэтому одновременно включают все три электродвигателя (3, 4, и 5). Далее по технологической карте следует черновая
обработка детали на небольшую глубину. На ее осуществление достаточно мощности двух электродвигателей, в связи с этим один из двигателей (5) отключают, чем экономят почти одну треть электроэнергии. И, наконец, необходимо осуществить чистовое точение на достаточно малую глубину. Для этой операции достаточна мощность одного электродвигателя, следовательно, отключают еще один электродвигатель (4), и для осуществления чистового точения используют двигатель (3), т.е. одну треть общей мощности электропривода.
При экспериментальном исследовании предложенного привода обнаружилось еще одно его положительное свойство - регулировать работу всех трех двигателей пускорегулирующей аппаратурой одного двигателя 3. Это выражается в том, что сначала запускают в работу двигатель 3, а затем - электродвигатели 4 и 5. Двигатели 4 и 5 полностью повторяют режим работы двигателя 3. Это происходит в результате механической и электромагнитной синхронизации связанных между собой электродвигателей 3, 4 и 5. Это явление позволяет при необходимости работать одновременно всем трем двигателям, двум двигателям - при отключенном 5 двигателе, или одному двигателю 3 при отключенных двигателях 4 и 5. Это явление, таким образом, позволяет устранить пускорегулирующую аппаратуру у 4 и 5 двигателей и на этом экономить дополнительную электроэнергию.
Таким образом, предложенный привод позволяет экономить время на изготовление прототипа и провести экспериментальные исследования мотор-шпинделя в короткие сроки.