Шпиндель металлорежущего станка

(5 гуг 1 1 гг пас,-тума 7 У И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Н.Т. Минченя, П.А. Удовидчик, С,И. Черных и И.А. Кирпиченко Г 53) 6219235(088.8)(56) Ящерицын Г.И. и Караим И.П. Скоростные внутришпифовальные шпиндели на опорах качения- Наука и техника, 1979, с. 81, рис. 2.1.4) ШПИНДЕЛЬ МЕТАПЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в прецизионных станках. Цель изобретения - повышение долговечности шпин-. деля металлорежущего станка путем рационального распределения упругих осевых натягов в опорах. Шпиндель металлорежущего станка содержит корпус 1, переднюю 4 и заднюю 5 опоры, каждая из которых включает два радиально-упорных шарикоподшипника, вал 3 и средства осевого натяга, выполненные в виде распорных элементов 11 и 17, выполненных в виде набора идеитичных цилиндрических колец, На одной торцовой поверхности кольца равномерно расположены по окружности два выступа, на другой торцовой поверхности - два паза, расположенных симметрично между выступами. Распорный элемент 11 передней опоры установлен с ее внутренней стороны, распорный элемент 17 задней опоры установлен между подшипниками этой опоры. Рациональное распределение упругих осе. вых натягов в передней и задней опорах обеспечивают с учетом конструктивных размеров шпинделя. 5 ил.Изобретение относится к станкостроению и может быть использованопреимущественно в прецизионных станках,Целью изобретения является повышение точностной долговечности шпинделя еНа Фиг. 1 показан шпиндель металлорежущего станка, общий вид; наФиг. 2 - распорный элемент, вид всборе; на Фиг. 3 - цилиндрическоекольцо; на фиг. 4 - Фиксатор распорного элемента; на фиг. 5 - расчетная схема шпинделя. 15Шпиндель металлорежущего станкасодержит корпус 1 (фиг. 1), в кото 1ром закреплена обмотка статора 2,вал-ротор 3, закрепленные на валу 3радиально-упорные шарикоподшипники4 и 5 Внутренние кольца 6 шарикоподшипников передней опоры закреплены на валу с помощью гайки 7 и промежуточного кольца 8, а наружные установлены в крышке 9 и закреплены вней с помощью гайки 10, распорногоэлемента 11 и Фланца 12, Установка,подшипников 4 в передней опоре посхеме спина к спине позволяет опоре воспринимать осевые нагрузки обеихнаправлений, Внутренние кольца 13 шарикоподшипников 5 задней опоры закреплены на валу 3 с помощью гайки 14и промежуточного кольца 15. Наружныекольца этих шарикоподшипников установлены в крышке 16 и в осевом направлении выполнены плавающими. Для соз.дания предварительного осевого натяга в подшипниках 5 задней опоры .между их наружными кольцами установлен распорный элемент 17, Распорные" элементы 11 и 17 выполнены в виде набора идентичных цилиндрических колец18 (Фиг. 2), на одной из торцовых поверхностей которых равномерно расположены по окружности два выступа 19,на другой торцовой -поверхности - двапаза 20 (фиг. 3), расположенных симметрично между выступами 19. Пазы20 служат для фиксации колец 18 одноотносительно другого. Высота выступов19 больше глубины пазов 20 на величину, превышающую максимальную упругуюдеформацию цилиндрического кольца 18после его установки в распорных элементах 11 и 17. Для стопорения рас" 5порных элементов 11 и 17 в крышках 9и 16 служат два Фиксатора 21 (фиг, 4),установленные в пазах 22. Смазка подшипников 4 и 5 осуществляется масляным туманом, подаваемым через штуцер 23, жестко зафиксированный в крьппке 24, а охлаждение корпуса 1 осуществляется жидкостью, подаваемойчерез штуцер 25. Для стопорения гайки 10 в крышке 9 служит Фиксатор 26.На фиг. 5 представлена расчетная схема шпинделя металлорежущего станка,где 1 - расстояние между опорами 4и 5 (пролет), м; а - вылет шпинделя,м; Р - сила резания, Н; К, Кз - реакции в опорах, Н,Р (а+1)КВ ФаиР аК3 1Так как величина износа опор пропорциональна их нагруженности, то усилия предварительного осевого натяга должны быть связаны соотношением;Ги а+1Р ае Срэ Ню3 з СРэегде йи й з - натяги в передней изадней опорах соответственйо, м;С э - осевая жесткость распорного элемента, Н/м.Отсюдао а+1.Е аШпиндель металлорежущего станка работает следующим образом.В процессе подготовки шпинделя к работе с помощью гайки 14 и колеса 15 устанавливают необходимую величину предварительного осевого натяга в подшипниках 5 задней опоры, при этом упомянутая величина натяга равна разности длин распорного элемента 17 в собранном недеформированном состоянии и колеса 15. После этого с учетом конструктивных параметров электро- шпинделя (а и 1) определяют величину предварительного осевого натяга подшипников 4 передней опоры.а+1Е = Ея 3 аПосле этого, ввинчивая гайку 10 вкрышку 9, устанавливают осевой натяга 25 5 158 подшипников 4 передней опоры электро- шпинделя. Затем стопорят гайку 10 фиксатором 2 б,В процессе эксплуатации шпинделя по мере износа элементов подшипников происходит осевое смещение колец подшипников за счет осевого удлинения упруго деформированных при сборке распорных элементов 11 и 17. Благодаря этому компенсируется износ элементов подшипников, обеспечивается одновременная утрата работоспособности передней и задней опор по крчтерию износа, что приводит к повышению точностной долговечности и существенному снижению числа регулировок осевого натяга в опорах в процессе эксплуатации. Формула из обретения Шпиндель металлорежущего станка, содержащий корпус, переднюю и заднюю опоры, включающие по меньшей мере по два радиально-упорных шарикоподшипника, вал и средства осевого натяга, выполненные в виде распорных элементов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения дол 5128 6говечности шпинделя путем рационального распределения упругих осевыхнатягов в опорах, распорные элементы выполнены в виде набора идентичных цилиндрических колец, на одной из торцовых поверхностей которых равномерно расположены по окружности по крайней мере два выступа, 1 Она другой торцовой поверхности -такое же число пазов, расположенныхсимметрично между выступами, приэтом распорный элемент передней опоры установлен с ее внутренней сторо ны, а распорный элемент задней опорыустановлен между подшипниками этойопоры, причем натяг в передней опоре выбран по формуле где Г и Гз - натяги в передней и задзадней опорах соответ-. -ственно;1 - расстояние между опорами шпинделями, м;а - расстояние от торцашпинделя до переднейопоры, м,ИТираж 599 венного комитета по 113035, Москва, Ж-З обретениРаушска Подписное открытиям при ГКНТ СЧСР, д. 4/5