Шпиндельный узел металлорежущего станка

(54) Ш ЖУЩ (57) И нию дельн 3 1/ г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Одесское специальное конструкторскоебюро прецизионных станков(56) Авторское свидетельство СССРМ 551457, кл, В 23 В 19/02, 1977,ПИНДЕЛЬНЫИ УЗЕЛ Л 4 Е ГАЛЛОРЕЕГО СТАНКАзобретение относится к станкостроеможет быть использовано в шпиных узлах металлорежущих станков с автоматическим регулированием натяга в подшипниках. Целью изобретения является повышение надежности шпиндельных узлов путем повышения точности и стабильности регулирования натяга в подшипниках На шпинделе 1 установлен механизм создания и регулирования натяга, состоящий из выполненных за одно целое деформируемого элемента 4, инерционных масс 5 и нажимных колец 6, 7 и гайки 8, Для создания предварительного натяга гайку 8 навинчивак;т на шпиндель. При вращении шпинделя за счет центробежных сил, создаваемых инерционными массами 5, происходит изменение натяга 2 ил,Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано вшпиндельных узлах металлорежущих станков с автоматическим регулированием натяга в подшипниках.Целью изобретения является повышение надежности шпиндельного узла путемповышения точности и стабильности регулирования натяга в подшипниках,На фиг, 1 показан общий вид шпиндельного узла с разрезом; на фиг, 2 - сечение А-Ана фиг, 1,Шпиндель н ый узел содержит шпиндель 1,установленный в корпусе 2 на радиальноупорных подшипниках 3, механизм создания предварительного натяга подшипникови совмещенное с ним устройства регулирования натяга, включающее деформируемыйэлемент 4, инерционные массы 5 и нажимные кольца 6, 7. Деформируемый элемент 4,инерционные массы 5 и нажимные кольца б,7 выполнены за одно целое, Деформируемый элемент 4 имеет форму ломаных либокриволинейных арок с утолщениями в середине. Утолщения выполняют роль инерционных масс 5.Задняя опора шпинделя 1 не показана,так как в ней натяг подшипников не регулируется. Гайка 8 размещена на шпинделе 1,стопорится винтом и прижата своим торцомк нажимному кольцу 6, а кольцо 7 прижаток внутреннему кольцу подшипника 3. Наружные кольца подшипников 3 зажаты между выступом корпуса 2 и упорной крышкой9, Между подшипниками 3 установлень 1разнотолщинные кольца 10 и 11, определяющие максимальное значение натяга подшипников.Устройство работает следующим образом,Для создания предварительного натягагайку 8 навинчивают на резьбовую частьшпинделя 1. Торцом гайка давит на нажимнсе кольцо 6 и изгибает арки деформируемого элемента 4, тем самым создаетсямаксимальный предварительный натяг подшипников 3, величина которого определяется разностью толщин колец 10 и 11, Этоозначает, что увеличение силы упругости деформируемого элемента сверх определенного значения не увеличивает натягаподшипников 3, так как смещение их внутренних колец по отношению к наружнымпроисходит до тех пор, пока внутренниекольца подшипников 3 не войдут в контактс кольцом 10, При вращении шпинделя 1центробежные силы, приложенные к инерционным массам 5, вызывают распорные(цепные) усилия в местах заделки деформируемого элемента 4 в нажимные кольца 6,7Благодаря тому, что устройство регулирования натяга выполнено за одно целое, исключено возникновение сил трения между элементами устройства,Формула изобретения Шпиндельный узел металлорежущего станка, содержащий шпиндель, установленный в корпусе на подшипниках качения, и механизм регулирования натяга, выполненный в виде деформируемого элемента, инерционных масс и нажимных колец, о тл ичающийся тем,что,сцелью 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и тем самым уменьшают усилия, действующие на внутренние кольца подшипников 3.Закон, согласно которому происходит изменение натяга подшипников 3 при действии определенных по величине центробежных сил, зависит от относительного расположения нажимных колец 6, 7 и инерционных масс 5, Проектировщику заранее известны диапазон необходимого изменения натяга, диапазон скоростей вращения шпинделя, конструктивные ограничения, определяющие возможные значения величин инерционных масс и радиус их расположения, т,е. известно отношение К величины радиальной (центробежной) силы, развиваемой инерционными массами 5, к величине вызванного ею изменения силы натяга. Кроме того, выбор подшипников 3 и диаметра резьбы гайки 8 определяет величину Со - суммарную осевую жесткость элементов шпиндельного узла, характеризующую смещение опорных поверхностей, контактирующих с нажимными кольцами б, 7 друг относительно друга при действии между ними распорного усилия. Величина Си изгибной жесткости полуарки определяется, с одной стороны, требованием прочности деформируемого элемента, с другой стороны - удобством и простотой создания предварительного натяга: величина Сне может быть больше некоторого значения, так как в противном случае будет необходимым точное определение угла закручивания гайки 8 на резьбе,Из изложенного ясно, что взаимное расположение инерционных масс 5 и нажимных колец б, 7, характеризуемое отношением,и стрелки арки к длине ее пролета, не может быть произвольным, а должно быть вполне определенным, обеспечивающим заданное значение К при известных Си и Со, Это значение р определяется соотношением: Со К +Со К - Си4 Со + Си )24 Со + Си )1634369 Составитель А, АбрамовРедактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк Заказ 716 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 повышения надежности шпиндельного узла путем повышения точности и стабильности регулирования натяга в подшипниках, деформируемый элемент, инерционные массы и нажимные кольца выполнены за одно це лое, причем деформируемый элемент выполнен с арочным профилем в продольном сечении, а центры инерционных масс расположены в плоскости симметрии арочного профиля