Шпиндельный узел

пп 878538 Союз Советских Социалистических Республик(72) Лвторы изобретени оньшин и Н. А, Воробье 71) Заявител Ордена Трудового Красного Знамени экспер научно-исследовательский институт металлорежПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в зубошлифовальных и шлицешлифовальных станках.Известны шпиндельные узлы, в которых режущий инструмент вращается от гидро- мотора, одновременно выполняющего функции радиального подшипника, причем статор гидромотора выполнен в виде центрального винта с расположенными в нем полостями подвода и слива рабочей жидкости и находящегося в постоянном кана- ловом зацеплении с уплотняющими винтами, Эти уплотняющие винты размещены в цилиндрических гнездах ротора гидромотора 1,Жесткость радиальных опор в этих шпиндельных узлах зависит от механической жесткости рабочих поверхностей каналового зацепления, а также от гидродинамической жесткости масляного клина, образованного между перемещающимися одна относительно другой поверхностями в кана- ловом зацеплении, а также между цилиндрическими поверхностями уплотняющих винтов и гнезд ротора,При этом механическая жесткость во многом зависит от степени нагруженности рабочих поверхностей в каналовом зацеплении при действии внешних сил (крутящего момента и сил резания и не зависит от деиствия между ротором и статором гидро- мотора внутренних радиальных гидростатических спл, так как эти силы в известной конструкции всегда полностью уравнове 5 шены при любой внешней нагрузке.Наличие в каналовом зацеплении рабочих поверхностей, выполненных в виде острых винтовых кромок, которые расположены на уплотняющих винтах с вогнутым про 10 филем зубьев, приводит при снижениивнешней нагрузки на ротор к снижению механической жесткости в каналовом зацеплении, а следовательно, и к снижению жесткости радиальной опоры в целом,15 Это является недостатком известной конструкции шпиндельного узла, снижающего производительность обработки.Предлагаемый шпиндельный узел лишенуказанного недостатка. В нем жесткость радиальной опоры повышена за счет создания предварительного натяга в каналовом зацеплении, образованного в результате действия между ротором и статором неуравновешенной внутренней радиальной гидростатической силы путем ассиметричного относительно оси вращения ротора размещения на наружной поверхности центрального винта карманов, соединенных каналами со сливом через промежуточный 30 дроссель.5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 3На фиг. 1 показан общий вид шпиндель- ного узла, разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг,1,В корпусе 1 закреплены фланец 2 и съемный фланец 3, в которых неподвижно закрепляется статор 4, выполненный в виде центрального винта. Ротор 5 имеет цилиндрические гнезда 6 и 7. 1 нездо 6 охватывает винт-статор 4, а в гнездах 7 размещены уплотняющие винты 8, находящиеся в постоянном каналовом зацеплении с винтом-статором 4, По обоим торцам ротора 5 закреплены фланцы 9 и 10.В фланце 2 размещено отверстие 11 для подвода рабочей жидкости в напорную полость 12. Из сливной полости 13 отвод жидкости осуществляется по отверстию 14 фланца 3. На наружной винтовой поверхности винта-статора 4 асимметрично относительно его центральной оси размещены карманы 15, сообщающиеся отверстиями 16 и 17 с дросселем 18, установленным в сливной магистрали гидромотора.Шпиндельный узел работает следующим образом.От гидросистемы (на чертежах не показано) принудительный подвод рабочей жидкости осуществляется в отверстие 11 к внутренним винтовым полостям гидромотора, примыкающим к фланцу 9. Движение рабочей жидкости вдоль оси винта 4 в направлении от фланца 9 к фланцу 10 приводит к перемещению в том же направлении линии контакта находящихся в зацеплении зубьев винтов 4 и 8, а это, в свою очередь, вызывает обкат винтов 8 по винту 4. Постоянство зацепления обеспечивается цилиндрической формой гнезд 7 и 6 ротора 5, которые служат радиальной опорой уплотняющим винтом 8, а также расположения этих гнезд относительно оси винта 4 на определенном от нее расстоянии геометрические соотношения между числами зубьев винтов и их длиной выбраны таким образом, чтобы при любом угловом положении винтов 8 относительно винта 4 всегда имеется некоторая часть внутренних винтовых полостей, разделенных двумя или более контактными линиями. При этом рабочая жидкость в этих винтовых полостях отделена как от винтовых полостей, примыкающих к фланцу 9, так и от винтовых полостей, примыкающих к фланцу 10. По мере выхода зубьев из зацепления эти винтовые полости сообщаются с полостью 13 и рабочая жидкость через канал 14 уходит на слив. Герметичное разделение полости подвода от полости слива достигается тем, что гнезда 6 и 7 ротора 5 с малыми зазорами обхватывают по наружному диаметру соответственно зубья винтов 8 и 4, а также благодаря герметичному разделению каждой из внутренних винтовых полостей одной или более линиями контакта в местах зацепления зубьев. При этом контакт зацепляющихся пар зубьев происходит одновременно с обеих сторон зуба по всей его высоте. Такой контакт зубьев, например, может быть осуществлен, если профили зубьев в нормальном к оси вращения сателлитов сечением будут очерчены взаимосопряженными эпи- и гипоциклоидальными кривыми, либо дугами окружностей одинакового радиуса, когда выпуклая винтовая поверхность зацепляется с вогнутой поверхностью,Боковые стенки карманов 15 образуют в сочетании с внутренней цилиндрической поверхностью гнезда 6 ротора 5 дросселирующие щели, препятствующие свободному перетеканию рабочей жидкости из внутренних винтовых полостей гидромотора в отверстия 16 и 17. Давление рабочей жидкости в этих карманах равно давлению слива, а на противоположной наружной винтовой поверхности центрального винта, не имеющей вышеупомянутых карманов, действует равное полусумме давлений в соседних внутренних винтовых полостях, разделенных этой поверхностью,Вследствие несимметричности расположения карманов 15 относительно центральной оси винта 4 гидростатическая радиальная сила между наружной цилиндрической поверхностью винта 4 и гнездом 6 ротора 5 не будет сбалансирована, что вызовет дополнительное нагружение каналового зацепления, а следовательно, и соответствующее повышение жесткости радиального подшипника. Формула изобретенияШпиндельный узел, режущий инструмент которого вращается от гидромотора, одновременно выполняющего функции радиального подшипника, причем статор гидромотора выполнен в виде центрального винта с расположенными в нем полостями подвода и слива, находящегося в постоянном каналовом зацеплении с уплотняющими винтами, расположенными в цилиндрических гнездах ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости радиального подшипника за счет предварительного натяга в каналовом зацеплении, на наружной поверхности центрального асимметрично относительно его центральной оси размещены карманы, соединенные через дроссель, установленный в сливном отверстии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Жо 306693, кл. В 24 В 41/04, 1970,ипография апунова, 2 Заказ 2328/8 И"дс 69 Тираж 915 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5