Технические науки / 8.Обработка материалов в машиностроении

К.т.н. Пестунов В.М., к.т.н. Свяцький В.В., інж. Свяцька Л.П.

Кіровоградський національний технічний університет

Імітація силового навантаження на шпиндель

Відомі різноманітні пристрої для імітації навантаження на шпиндель, які використовуються у випробувальних стендах.

Існуючий пристрій виконано у вигляді коромисла, який шарнірно зв’язано по кінцях зі штоками поршнів приводних циліндрів двосторонньої дії з регульованими зусиллями.

Для випробування шпинделів використовують також пристрій, що містить ротор і статор з полюсами і електричними обмотками.

Для імітації силового навантаження застосовують пристрій на шпинделі верстата, що містить кінематично пов’язану зі шпинделем гідромашину, в гидролінії якої встановлений навантажуваний елемент.

Недоліком таких пристроїв є те, що вони не дозволяють змінювати параметри імітованого технологічного навантаження в широкому діапазоні при поєднанні імітацій навантажень на шпиндель, які виникають при його обертальному і поступальному рухах, що призводить до обмежень використання функціональних можливостей пристроїв для імітації навантаження на вал.

Метою даного дослідження є розширення функціональних можливостей пристроїв для імітації силового навантаження на привід верстатів.

Вказана мета досягається тим, що пристрій для імітації силового навантаження на шпиндель верстата (рисунок 1), що містить кінематично пов’язану з шпинделем гідромашину, в гідролінії якої встановлений навантажуваний елемент, оснащено встановленою паралельно гідромашині додатковою гідромашиною, приводний вал якої кінематично пов’язаний зі шпинделем. Обидві гідромашини виконано у вигляді гідронасосів, причому кінематичний зв’язок валів гідронасосів з шпинделем виконаний у вигляді гвинта, що встановлений в шпинделі, сполученого з валом одного насоса гвинтовою парою, а з валом іншого насоса – за допомогою шліцьової втулки.

Пристрій для імітації силового навантаження на шпиндель 1 верстата містить кінематично пов’язану з шпинделем 1 гідромашину 2, в гідролінії 3 якої встановлений запобіжний клапан 4.

Пристрій забезпечений встановленою паралельно гідромашині 2 додатковою гідромашиною 5, приводний вал якої також кінематично зв’язаний зі шпинделем 1, обидві гідромашини 2 і 5 виконані у вигляді гідронасосів, причому кінематичний зв’язок валів насосів зі шпинделем 1 виконаний у вигляді встановленого в шпинделі гвинта 6, сполученого з валом насоса 2 за допомогою шліцьової втулки 8, напірні гідролінії 3 і 9 насосів 2 і 5 сполучені через подільник потоку 10 із загальною гідролінією 11, що містить навантажувальний елемент 12, який виконаний у вигляді регульованого дроселя, причому дільник потоку виконаний у вигляді двох сполучених між собою регульованих дроселів, при цьому гідролінія 9 додаткової гідромашини 5 також забезпечена запобіжним клапаном 13.

На рис. 1 також зображена піноль 14 і рейковий механізм 15 приводу верстата.

Включенням приводу верстата (на рисунку не показано) передають обертальний рух шпинделю 1 і поступальний рух пінолі 14. При цьому гвинту 6 надають обертальний-поступальний рух. Гвинт 6 через гайку гвинтової пари 7 обертає приводний вал додаткової гідромашини (насоса) 5 і через шліцьову втулку 8 гідромашини (насоса) 2. Гідромашини 2 і 5 нагнітають робочу рідину через подільник потоку 10 в загальну гідролінію 11.

Загальне навантаження встановлюється регулюванням дроселя 12, а співвідношення навантажень (на рисунку позначених через М₁ і М₂) на валах гідромашин 2 і 5 регулюється дільником потоку. Осьова сила навантаження шпинделя (на рисунку позначена через Р) визначається величиною моменту М₁ на валу гідромашини 5. Це дає можливість при заданому навантаженні шпинделя по моменту зміною співвідношення моментів М₁ і М₂ регулювати навантаження на шпинделі по осьовій силі Р.

Рисунок 1 – Пристрій для імітації навантаження на шпиндель

Таким чином приведений пристрій для імітації навантаження на шпинделі верстата дозволяє змінювати параметри імітованого технологічного навантаження в широкому діапазоні при регулюванні і імітації навантажень на шпиндель, що виникають при його обертальному і поступальному рухах.