СКОРОСТНОЙ МОТОР-ШПИНДЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам, приводящим в движение шпиндель металлорежущего станка, и может найти применение в станкостроительной промышленности.
Известен скоростной мотор-шпиндель (патент РФ №83205, МПК B23D 9/00, опубл. 27.05.2009, бюл. №15), состоящий из шпинделя с тремя асинхронными электродвигателями с частотным регулированием частоты вращения ротора, выполненными с возможностью работы в режиме S1 и S6 и 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 стандартных электродвигателей, выходящие на обе стороны, связаны между собой и со шпинделем соединительными и компенсирующими погрешности изготовления муфтами.
Основным недостатком известного привода является низкая надежность работы мотор-шпинделя, обусловленная тем, что он снабжен соединительными муфтами, имеющими малый срок службы, связывающими стандартные электродвигатели между собой и со шпинделем.
Наличие соединительных муфт значительно увеличивает линейные размеры привода, следовательно, и металлорежущего станка, поскольку каждый стандартный двигатель имеет свой корпус, подшипниковые опоры, что ограничивает доступ к электродвигателям и условия их монтажа и демонтажа.
Кроме этого, не исключена возможность перегревания электродвигателей.
Задачей полезной модели является разработка конструкции привода металлорежущего станка, позволяющей повысить надежность работы скоростного мотор-шпинделя путем исключени соединительных муфт, сокращения при этом линейных размеров привода, обеспечения доступа к электродвигателям и условий для их монтажа и демонтажа, и устранения перегревания электродвигателей.
Технический результат достигается тем, что в скоростном мотор-шпинделе, состоящим из шпинделя с вентилятором, установленного подвижно в опорах его корпуса, и трех асинхронных электродвигателей с частотным регулированием частоты вращения ротора, выполненных с возможностью работы в режиме S1 и S6 и 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, согласно заявленной полезной модели, электродвигатели установлены на консольной части шпинделя, корпус мотор-шпинделя выполнен полым и с помощью фланца прикреплен резьбовыми крепежными элементами к корпусу шпинделя, а корпус шпинделя и корпус мотор-шпинделя снабжены продувочными окнами.
На чертеже представлена схема мотора-шпинделя.
Скоростной мотор-шпиндель состоит из шпинделя 1, установленного подвижно в опорах 2 и 3 его корпуса 4, трех асинхронных электродвигателей, соответственно 5, 6 и 7 с частотным регулированием частоты вращения ротора. Двигатели 5, 6, 7 выполнены с возможностью работы в режиме S1 и S6 и 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.
Корпус 8 мотор-шпинделя выполнен полым с возможностью жидкостного охлаждения и с помощью фланца прикреплен резьбовыми крепежными элементами к корпусу 4 шпинделя. Электродвигатели 5, 6, 7 выполнены с укороченной длиной (укороченными роторами и статорами, размещенными в полом корпусе 8 мотор-шпинделя), и установлены на консольной части шпинделя 1. Шпиндель 1 имеет вентилятор 9, а корпус 4 шпинделя и корпус 8 мотор-шпинделя снабжены продувочными окнами 10. Посадочные места в корпусе 4 шпинделя и корпусе 8 мотор-шпинделя под подшипники шпинделя 1 обработаны совместно.
Скоростной мотор-шпиндель работает следующим образом.
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 (5, 6, и 7). 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 (7) 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 (6), и для осуществления чистового точения используют двигатель (5), т.е. одну треть общей мощности электропривода. Предлагаемый привод особенно полезен при обработке длинных труб.
Экспериментальная проверка заявленного скоростного мотор-шпинделя показала, что он стал более надежным в работе, а обработка деталей с предложенным расположением электродвигателей стала более точной, поскольку в промежутке между основными опорами шпиндель оказался ненагруженным.
Техническими результатами, которые суммарно обеспечили повышение надежности работы мотор-шпинделя, являются сокращение линейных размеров привода, обеспечение доступа к электродвигателям и условий для их монтажа и демонтажа, устранение перегревания электродвигателей.
Указанные технические результаты достигнуты благодаря наличию следующих конструктивных существенных признаков.
Выполнение корпуса 8 мотор-шпинделя полым и размещение электродвигателей 5, 6, 1 на консольной части шпинделя 1 позволило разместить их более рационально и существенно сократить линейные размеры привода.
Соединение корпуса 8 мотор-шпинделя с корпусом 4 шпинделя с помощью фланца и резьбовых крепежных элементов позволило обеспечить доступ к электродвигателям 5, 6, 7 и условия для их монтажа и демонтажа, обеспечить своевременный технический уход за ними.
Наличие в корпусе 4 шпинделя и корпусе 8 мотор-шпинделя продувочных окон 10, а также вентилятора 9, размещенного на шпинделе 1, выполнение корпуса 8 полым с возможностью жидкостного охлаждения, позволило устранить перегревание электродвигателей.
Таким образом, использование предложенного мотор-шпинделя позволит повысить надежность его работы, поскольку устранены соединительные элементы валов электродвигателей, имеющие малый срок службы, более рационально размещены сами электродвигатели, уменьшены габариты привода, следовательно, и металлорежущего станка, обеспечены доступ к электродвигателям, условия для их монтажа - демонтажа, и, кроме этого, устранено перегревание электродвигателей.