Шпиндельный узел станка

(51)5 В 23 В 19/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л ИЕЯЛ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Одесское специальное конструкторскоебюро алмазно-расточных и радиально-сверлильных станков(56) Авторское свидетельство СССРМ 1447578, кл. В 23 В 19/02, 1985,(54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ СТАНКА(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков.Целью изобретения является повышениенадежности и упрощение конструкциишпиндельного узла. Шпиндельный узел содержит шпиндель 1, установленный на подшипниках 2 посредством дистанционныхколес 3 в корпус 4; механизм создания предварительного натяга, включающий упругую Ю 1773570 А 1 нажимную втулку 5 из пружинной стали И гайку 6, механизм регулирования натяга, включающий грузы 7, На наружную поверхность нажимной втулки 5 в зоне расточки 8 наклеен тензометрический датчик 12, Устройство может содержать бочкообразную втулку 13 с переменной по длине толщиной стенки, максимальной в центральной ее части. В подшипниках 2 создают пред- . варительный натяг. Наличие внутренней профильной расточки 8 вызывает бочкообразную упругую деформацию втулки 5, а деформация датчика 12 - пропорциональное изменение электрического сигнала, что позволяет контролировать усилие предварительного натяга подшипников. С увеличением оборотов шпинделя 1 центробежные силы грузов 7 деформируют втулку 5, снижая усилие предварительного натяга подшипников. 2 з,п. ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах метаплорежущих станков.Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкциишпиндельного узла.На фиг, 1 показан предлагаемый шпиндельный узел; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг. 3 - узелна фиг. 1; на фиг, 4 -диаграмма изменения усилия натяга подшипников; на фиг. 5 - нажимная втулка бочкообразной формы; на фиг, 6 - диаграммаизменения натяга подшипников устройствас нажимной втулкой бочкообразной формы.Предлагаемое устройство включаетшпиндель 1, установленный на подшипниках 2 посредством дистанционных колес 3 вкорпус 4; механизм создания предварительного натяга, включающий упругую нажимную втулку 5 из пружинной стали и гайку 6и механизм регулировки натяга, включающий грузы 7, размещенные в расточке 8,аксиально шпинделю и закрепленные квтулке винтами 9,Расточка 8 и грузы 7 выполнены профильными, например, содержат выступ 10,скосы 11. Целесообразность выполненияэлементов профиля расточки и грузов определяется в каждом конкретном случае взависимости от требуемого закона регулировкинатяга подшипников шпинделя.На наружную поверхность нажимнойвтулки 5 в зоне расточки 8 наклеен тензометрический датчик 12.Устройство может содержать бочкообразную втулку 13 с переменной по длинетолщиной стенки, максимальной в центральной ее части. В такой втулке могут бытьвыполнены продольные пазы 14 и (либо)прорезы 15.Устройство работает следующим образом,Предварительно подгоняют размеры йи п 1 дистанционных колец 3, Наличие внутренней профильной расточки 8 вызываетбочкообразную упругую деформацию втулки 5, а деформация датчика 12 - пропорциональное изменение электрическогосигнала, что позволяет контролировать усилие предварительного натяга подшипников.Упругость втулки позволяет самоустановиться подшипникам 2, что улучшает условия их работы.При работе шпинделя на повышенныхскоростях вращения центробежные силы отмассы грузов 7 дополнительно деформируют втулку 5, увеличивая ее бочкообразность,и создают в продольном направлении напряжения растяжения, направленные отторцев втулки к плоскости крепления гру 55На фиг, 6 диаграмма "ж, з" соответствует изменению натяга подшипников при использовании бочкообразной втулки 13, диаграмма "ж, и" - при выполнении на втулке 13 пазов 14, диаграмма "ж, к" при выполнении на втулке 13 прорезей 15. 5 10 152025 30 35 4045 50 зов, уменьшая напряжения сжатия, созданные гайкой 6.Увеличение оборотов вызывает пропорциональное уменьшение натяга подшипников до момента касания скосов грузов поверхности расточки, при достижении деформации втулки по величине-высоте уступа 10, при этом зона приложения центробежных сил от грузов к втулке расширяется от плоскости крепления грузов к торцам втулки, а ее деформируемость снижается, Снижению деформируемости втулки способствует также упругость грузов, которые после касания скосов расточки начинают работать на изгиб, Таким образом, последостижения определенной деформации втулки с ростом шпинделя, ее дальнейшая деформируемость резко снижается (блокируется), что необходимо для сохранения определенного минимального натяга, вподшипниках, Диапазон регулировки натяга составляет 14 мкм (см. например, В, А. ПрОкопенко, "Многоцелевые станки), Ленинград, Машиностроения, 1989 г., стр. 14).На фиг. 4 диаграмма "а, б, в" соответствует изменению натяга подшипников устройства (см. фиг, 1) Точка в - момент касания внешней поверхности грузов 7 поверхности расточки 8, увеличение уступа 10 реализует диаграмму "а, б, г",Введение скосов 11 и уменьшение уступа 10 - (диаграмму "а б д е"). Точка "б" - момент касания скосов расточки, Точка "5" - момент касания внешней поверхности грузов поверхности расточки,Выполнение втулки 13 бочкообразной формы, а грузов заодно с ней целесообразно для высокооборотных шпинделей (2000040000 об/мин) с упрощенным законом регулировки натяга подшипников иможет использовано в раскройных станках. Уменьшение натяга с ростом оборотов происходит за счет увеличенной центробежной силы, действующей на центральную часть втулки, по сравнению с центробежной силой, действующей на торцевые ее части, поскольку центральная часть имеет большую линейную массу, которая расположена на большем радиусе вращения.Увеличение влияния центробежной силына деформируемость втулки может быть обеспечено выполнением продольных пазов 14 и прорезей 15, что целесообразно дпя шпинделей с пониженным числом оборотов, 1773570Формула изобретения 1, Шпиндельный узел станка, содержащий шпиндель, установленный на подшипниках качения, механизм создания 5 предварительного натяга с нажимной втулкой и механизм регулировки предварительного натяга с инерционными грузами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения кон струкции, нажимная втулка выполнена упругой с внутренней"расточкой с профильной поверхностью, при этом грузы установлены в растсчке с возможностью взаимодействия с ее профильной поверхностью и выполнены профильными,2, Узел по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что в зоне внутренней растэчки на наружной поверхности втулки установлен тензометрический датчик.3. Узел по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я, тем, что наж;мная втулка выполнена бочкообразной, а грузы выполнены за одно целое с ней.1773570Составитель В. Коротченко Редактор С, Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Л, Лукач акаэ 3889 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101