一種主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高速主軸動(dòng)平衡技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，用于動(dòng)不平衡狀態(tài)的離線校正。
【背景技術(shù)】
[0002]高速數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，高速數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的標(biāo)志。主軸是所有旋轉(zhuǎn)加工的數(shù)控機(jī)床中最為關(guān)鍵的部件之一，其性能對整臺機(jī)床的加工精度、可靠性等都有至關(guān)重要的影響。旋轉(zhuǎn)不平衡是影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素之一，在主軸上實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡已成為一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，它是以提高主軸的回轉(zhuǎn)精度、可靠性及使用壽命為奮斗的終極目標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)一種主軸動(dòng)平衡裝置將是高速數(shù)控機(jī)床考慮的重要問題。采取內(nèi)置式雙面動(dòng)平衡技術(shù)一直是行業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)。
[0003]首先，在主軸裝配空間越來越緊湊的趨勢使得主軸動(dòng)平衡裝置需要采取內(nèi)置于主軸中心孔中。然而，內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置需要放置在主軸內(nèi)部隨主軸旋轉(zhuǎn)，動(dòng)平衡裝置的任何設(shè)計(jì)的不合理都可能給主軸帶來附加的動(dòng)不平衡及其它影響，難以滿足高速數(shù)控機(jī)床的要求和發(fā)展趨勢。再者，由于一般主軸工藝孔空間狹小，而動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何在狹小空間進(jìn)行動(dòng)平衡裝置的固定、裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置都具有挑戰(zhàn)性。目前，國內(nèi)外還未發(fā)現(xiàn)一種適合于高速主軸的、采用雙平面動(dòng)平衡方法的、內(nèi)置的電磁驅(qū)動(dòng)式主軸動(dòng)平衡裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，用于主軸動(dòng)不平衡狀態(tài)的離線校正。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明一種主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，包括屏蔽罩及屏蔽罩內(nèi)依次沿固定軸設(shè)置的電磁驅(qū)動(dòng)器1、配重盤1、動(dòng)環(huán)、配重盤I1、電磁驅(qū)動(dòng)器II ;動(dòng)環(huán)與兩配重盤之間及兩配重盤與固定軸之間均通過軸承聯(lián)接，配重盤與電磁驅(qū)動(dòng)器之間由軸承固定套隔開，兩電磁驅(qū)動(dòng)器通過平鍵與固定軸聯(lián)結(jié)，固定周向位置，屏蔽罩兩端分別設(shè)置端蓋，端蓋與電磁驅(qū)動(dòng)器之間設(shè)置隔套，動(dòng)環(huán)與屏蔽罩固定連接；工作時(shí)，屏蔽罩與主軸連接相對固定，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)隨主軸旋轉(zhuǎn)。
[0007]進(jìn)一步地，所述動(dòng)環(huán)上在接近柱面位置沿周向均勻開貫通的小孔，孔內(nèi)設(shè)置永磁體，相鄰的孔內(nèi)的永磁體極性相反布置。
[0008]進(jìn)一步地，所述配重盤上在與動(dòng)環(huán)開孔表面對應(yīng)位置開小孔，小孔內(nèi)設(shè)置永磁體，相鄰的永磁體極性相反，使配重盤與動(dòng)環(huán)相互吸引；在配重盤上開小孔位置內(nèi)部，不均勻的開有貫通的大孔，使配重盤重心偏離回轉(zhuǎn)中心，通過該質(zhì)量偏心來進(jìn)行不平衡量的調(diào)整。
[0009]進(jìn)一步地，所述電磁驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)盤、鐵芯、線圈組成，驅(qū)動(dòng)盤沿周向均勻開槽，開槽位置與配重盤上永磁體對應(yīng)，數(shù)量為永磁體的一半，槽內(nèi)設(shè)置鐵芯，鐵芯上繞制線圈，形成電磁鐵；電磁鐵的數(shù)量為配重盤小孔的一半，寬度為兩個(gè)小孔的間距，在電磁鐵通電時(shí)，同時(shí)作用于兩個(gè)相鄰的、極性相反的永磁體，產(chǎn)生相反的、增大的電磁力，推動(dòng)配重盤克服與動(dòng)環(huán)之間的吸引力產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)。
[0010]進(jìn)一步地，所述動(dòng)環(huán)、配重盤、驅(qū)動(dòng)盤均采用不易導(dǎo)磁的材料。
[0011]進(jìn)一步地，所述固定軸為空心軸，用于布置導(dǎo)線；軸的一端開有用于外部聯(lián)接的槽
□ ο
[0012]進(jìn)一步地，所述軸承固定套和固定軸上相同位置均開有用于布置電磁鐵導(dǎo)線的開孔。
[0013]進(jìn)一步地，所述屏蔽罩為導(dǎo)磁性良好的金屬圓筒，與主軸安裝部分的筒壁帶有與主軸內(nèi)錐孔相配合的錐度。
[0014]進(jìn)一步地，所述端蓋采用導(dǎo)磁性良好的材料。
[0015]進(jìn)一步地，所述鐵芯采用導(dǎo)磁性良好的材料。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0017]1.本發(fā)明的主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置適合各種主軸運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)主軸動(dòng)不平衡狀態(tài)的校正。從所獲特性可知該裝置可提高高速主軸的回轉(zhuǎn)精度，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量零件的加工。
[0018]2.本發(fā)明的主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，而且損耗低、效率高。動(dòng)平衡調(diào)整功能全面，可實(shí)現(xiàn)剛性主軸、撓性主軸的在線動(dòng)不平衡校正。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1中動(dòng)環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為圖1中配重盤結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為圖1中電磁驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中，1-屏蔽罩，21-配重盤I，22-配重盤II，3-動(dòng)環(huán)，41-電磁驅(qū)動(dòng)器I，42_電磁驅(qū)動(dòng)器II，5-固定軸，6-軸承固定套，7-隔套，8-端蓋，9-平鍵，10-永磁體，11-大孔，12-驅(qū)動(dòng)盤，13-線圈，14-鐵芯，15-小孔。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0025]實(shí)施例:本發(fā)明包括屏蔽罩1及屏蔽罩1內(nèi)依次沿固定軸5設(shè)置的電磁驅(qū)動(dòng)器141、配重盤121、動(dòng)環(huán)3、配重盤1122、電磁驅(qū)動(dòng)器1142 ;動(dòng)環(huán)3與配重盤121、配置盤1122之間及配重盤121、配置盤1122與固定軸5之間均通過軸承聯(lián)接，配重盤121與電磁驅(qū)動(dòng)器141、配置盤1122與電磁驅(qū)動(dòng)器1142之間由軸承固定套6隔開，電磁驅(qū)動(dòng)器141、電磁驅(qū)動(dòng)器1142均通過平鍵與固定軸5連接，固定周向位置，屏蔽罩1兩端分別設(shè)置端蓋8，端蓋由螺栓固定，端蓋8與電磁驅(qū)動(dòng)器141、電磁驅(qū)動(dòng)器1142之間設(shè)置隔套7，動(dòng)環(huán)3與屏蔽罩1固定連接；工作時(shí)，屏蔽罩1與主軸連接相對固定，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)3隨主軸旋轉(zhuǎn)。
[0026]所述動(dòng)環(huán)3上在接近柱面位置沿周向均勻開貫通的小孔15，小孔15內(nèi)設(shè)置永磁體10，相鄰的孔內(nèi)的永磁體10極性相反布置。
[0027]所述兩配重盤上在與動(dòng)環(huán)3開孔表面對應(yīng)位置開小孔15，小孔15內(nèi)設(shè)置永磁體10，相鄰的永磁體10極性相反，使兩配重盤與動(dòng)環(huán)3相互吸引；在兩配重盤上開小孔位置內(nèi)部，不均勻的開有貫通的大孔11，使配重盤重心偏離回轉(zhuǎn)中心，通過該質(zhì)量偏心來進(jìn)行不平衡量的調(diào)整。
[0028]所述電磁驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)盤12、鐵芯14、線圈13組成，驅(qū)動(dòng)盤12沿周向均勻開槽，開槽位置與配重盤上永磁體10對應(yīng)，數(shù)量為永磁體10的一半，槽內(nèi)設(shè)置鐵芯14，鐵芯14上繞制線圈13，形成電磁鐵；電磁鐵的數(shù)量為配重盤小孔15的一半，寬度為兩個(gè)小孔15的間距，在電磁鐵通電時(shí)，同時(shí)作用于兩個(gè)相鄰的、極性相反的永磁體，產(chǎn)生相反的、足夠大的電磁力，推動(dòng)配重盤克服與動(dòng)環(huán)3之間的吸引力產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)。
[0029]所述動(dòng)環(huán)3、兩個(gè)配重盤、驅(qū)動(dòng)盤12均采用不易導(dǎo)磁的材料。
[0030]所述固定軸5為空心軸，用于布置導(dǎo)線；軸的一端開有用于外部聯(lián)接的槽口，使固定軸5相對地面固定。所述軸承固定套6和固定軸5上相同位置均開有用于布置電磁鐵導(dǎo)線的開孔。
[0031]所述屏蔽罩1為導(dǎo)磁性良好的金屬圓筒，與主軸安裝部分的筒壁帶有與主軸內(nèi)錐孔相配合的錐度。用于配合主軸內(nèi)錐孔進(jìn)行安裝，靠近主軸外端部由與主軸配合的法蘭壓住。
[0032]所述端蓋8采用導(dǎo)磁性良好的材料，與電磁驅(qū)動(dòng)器之間由隔套隔開。所述鐵芯13采用導(dǎo)磁性良好的材料。
[0033]所述配重盤121、配重盤1122初始安裝時(shí)，使質(zhì)量偏心相差180°，使合成的不平衡矢量為零。
[0034]本發(fā)明所述的動(dòng)平衡裝置安裝于主軸內(nèi)，工作時(shí)，由并列的兩個(gè)配重盤121、配重盤1122產(chǎn)生質(zhì)量偏心，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，配重盤121、配重盤1122在動(dòng)環(huán)3的吸引下跟隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由電磁驅(qū)動(dòng)器調(diào)整配重盤的相角，由質(zhì)量偏心產(chǎn)生與主軸自身產(chǎn)生的動(dòng)不平衡力(離心力)作用位置相同、大小相等、方向相反的動(dòng)平衡力，執(zhí)行在線校正主軸的動(dòng)不平衡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:包括屏蔽罩及屏蔽罩內(nèi)依次沿固定軸設(shè)置的電磁驅(qū)動(dòng)器1、配重盤1、動(dòng)環(huán)、配重盤I1、電磁驅(qū)動(dòng)器II ;動(dòng)環(huán)與兩配重盤之間及兩配重盤與固定軸之間均通過軸承聯(lián)接，配重盤與電磁驅(qū)動(dòng)器之間由軸承固定套隔開，兩電磁驅(qū)動(dòng)器通過平鍵與固定軸聯(lián)結(jié)，固定周向位置，屏蔽罩兩端分別設(shè)置端蓋，端蓋與電磁驅(qū)動(dòng)器之間設(shè)置隔套，動(dòng)環(huán)與屏蔽罩固定連接；工作時(shí)，屏蔽罩與主軸連接相對固定，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)隨主軸旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述動(dòng)環(huán)上在接近柱面位置沿周向均勻開貫通的小孔，孔內(nèi)設(shè)置永磁體，相鄰的孔內(nèi)的永磁體極性相反布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述配重盤上在與動(dòng)環(huán)開孔表面對應(yīng)位置開小孔，小孔內(nèi)設(shè)置永磁體，相鄰的永磁體極性相反，使配重盤與動(dòng)環(huán)相互吸引；在配重盤上開小孔位置內(nèi)部，不均勻的開有貫通的大孔，使配重盤重心偏離回轉(zhuǎn)中心，通過該質(zhì)量偏心來進(jìn)行不平衡量的調(diào)整。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述電磁驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)盤、鐵芯、線圈組成，驅(qū)動(dòng)盤沿周向均勻開槽，開槽位置與配重盤上永磁體對應(yīng)，數(shù)量為永磁體的一半，槽內(nèi)設(shè)置鐵芯，鐵芯上繞制線圈，形成電磁鐵；電磁鐵的數(shù)量為配重盤小孔的一半，寬度為兩個(gè)小孔的間距，在電磁鐵通電時(shí)，同時(shí)作用于兩個(gè)相鄰的、極性相反的永磁體，產(chǎn)生相反的、增大的電磁力，推動(dòng)配重盤克服與動(dòng)環(huán)之間的吸引力產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述動(dòng)環(huán)、配重盤、驅(qū)動(dòng)盤均采用不易導(dǎo)磁的材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述固定軸為空心軸，用于布置導(dǎo)線；軸的一端開有用于外部聯(lián)接的槽口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述軸承固定套和固定軸上相同位置均開有用于布置電磁鐵導(dǎo)線的開孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述屏蔽罩為導(dǎo)磁性良好的金屬圓筒，與主軸安裝部分的筒壁帶有與主軸內(nèi)錐孔相配合的錐度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述端蓋采用導(dǎo)磁性良好的材料。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，其特征在于:所述鐵芯采用導(dǎo)磁性良好的材料。
【專利摘要】一種主軸內(nèi)置電磁驅(qū)動(dòng)式動(dòng)平衡裝置，屬于高速主軸動(dòng)平衡技術(shù)領(lǐng)域。包括屏蔽罩及屏蔽罩內(nèi)依次沿固定軸設(shè)置的電磁驅(qū)動(dòng)器I、配重盤I、動(dòng)環(huán)、配重盤II、電磁驅(qū)動(dòng)器II；動(dòng)環(huán)與兩配重盤之間及兩配重盤與固定軸之間均通過軸承聯(lián)接，配重盤與電磁驅(qū)動(dòng)器之間由軸承固定套隔開，兩電磁驅(qū)動(dòng)器通過平鍵固定周向位置，屏蔽罩兩端分別設(shè)置端蓋，端蓋與電磁驅(qū)動(dòng)器之間設(shè)置隔套，動(dòng)環(huán)與屏蔽罩固定連接；工作時(shí)，屏蔽罩與主軸連接相對固定，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)隨主軸旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)主軸動(dòng)不平衡狀態(tài)的離線校正?？商岣吒咚僦鬏S的回轉(zhuǎn)精度，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量零件的加工。損耗低、效率高。
【IPC分類】G01M1/36
【公開號】CN105241608
【申請?zhí)枴緾N201510671384
【發(fā)明人】吳玉厚, 張珂, 張馳宇, 張麗秀, 鄧華波
【申請人】沈陽建筑大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月13日