Тип Привода Шпинделя

Привод шпинделя встроенного типа привода состоит из статора 2 и ротора 3 (рис. 1), от размеров которого зависят параметры технической характеристики двигателя. Ротор вместе с гильзой 1 монтируются на шпинделе 4 по прессовой посадке, создаваемой термическим способом. Он может быть демонтирован с помощью масла, нагнетаемого через отверстия 8 с высоким давлением в полости, имеющиеся между шпинделем и гильзой. Ротор подвергается балансировке совместно с гильзой. Двигатель охлаждается водой, поступающей из холодильного агрегата в винтовой канал 7, изготовленный на корпусе 6 статора. В нем имеются уплотнения 5.

Рис. 1. Шпиндельная бабка с приводом встроенного типа

Привод оснащается тормозом и измерительной системой 9 для определения частоты вращения шпинделя. Двигатель может быть смонтирован между опорами шпинделя или позади его задней опоры.

Для приводов шпинделя встроенного типа характерно:

• компактность конструкции, ввиду отсутствия традиционных для главных приводов муфты, редуктора, ременной передачи;
• низкий уровень шума из-за небольшого числа механических элементов;
• повышенная жесткость шпиндельного узла, если элементы двигателя смонтированы между опорами шпинделя;
• отсутствие поперечных силовых воздействий на шпиндель со стороны привода;
• высокая удельная мощность благодаря водяному охлаждению;
• малое время разгона и торможения.

На токарных и шлифовальных станках, оснащенных главным приводом со встроенным электродвигателем, достигается повышенное качество обработки. Электродвигатель выбирается по тем же критериям, что и прямой привод станка с чпу.

Схема привода представлена на рис. 2. Если передаточное отношение ременной передачи i_рем (0,4≤i_рем≤1), то расчётная n_р и максимальная nmax частоты вращения шпинделя 3, мощность и момент М на нём определяются по зависимостям

n_p = n_H*i_рем; n_max=n_Дmax*i_рем;

P=(P_Д-P_о)*η; М=(М_Д-М_о)*η/i_ре,

где n_Дmax, P_Д, М_Д – соответственно максимальная частота вращения, мощность и момент на валу двигателя; P_о, М_о – потери мощности и момента в опорах шпинделя; η – КПД ременной передачи.

Потери мощности в ременной передаче обусловлены наличием скольжения, внутренним трением в ремне при переменном изгибе, растяжении и сжатии.

Рис. 2. Механические характеристики типа привода шпинделя «двигатель-ременная передача-шпиндель»

При iрем<1 момент на шпинделе почти в η/iрем раз больше момента на валу двигателя. Поэтому приводы описываемой структуры целесообразно применять в станках, способных производить обработку с большим моментом резания, например, при фрезеровании.

Тип привода шпинделя посредством ременной передачи даёт возможность смещать двигатель относительно оси шпинделя, обеспечивать удобное расположение тяжёлого электродвигателя, датчика 2 частоты вращения шпинделя и механизма 1 зажима инструментов, выполнять плавное вращение шпинделя. Недостатками привода являются значительная потеря мощности в ременной передаче и необходимость обеспечить её долговечность. Кроме того, опоры шпинделя дополнительно нагружаются поперечной силой.

Двигатель выбирается с учётом наибольшей мощности P на его валу при работе в режиме S₁

Р_ДSi=Р+Р_рем+Р_о

где P_рем – потери мощности в ременной передаче; P_o – потери мощности в опорах шпинделя.

Наибольшая частота вращения шпинделя обеспечивается ременной передачей.