Шпиндельная опора

(ГОСПАТЕНТ СССР) Е ЙЗОБРЕТНИЯ СПИ А К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬ е формаций от нагрузок йа шпиндель, точности изготовления подшипникового узла, регулйровки делителя напряжения. Неблагопрйятное стечение всех указаннцх факторов может привестилибо к недопустимому зазору, либо к перетяжкеподшипников,Известна конструкция, содержащая нагружающее устройство, создающее нагрузку наподшипники посредством пружины и инерционных грузов, Сила пружины равна наибольшей осевой силе, действующей йа шпиндель, Инерционные грузы уменьшают Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шпййдельных узлах металлорежущих станкбв.Известна конструкция, содержащая на-: гружающее устройство, создающее нагрузку на подшипники пропорционально мощности резания посредством малгййто- стрикционной втулки.Недостатком этой конструкции является отсутствие самоустаиовки подшипников, поэтому зазор-натяг зависит от: износа твлл качения, температурных деформаций, де 1:" 2(21) 4859065/27 : ., втулки, устайовленной с возможностью осе- (22) 13.08.90 . , - вого перемещенйя иконтактомс наружным (46) 30.12.92. Бюл. М 48кольцом другого подшипнйка. Имеет цилин- (75) В,П. Прийдак .дрический элемент, жестко соединенный с (56) Авторское свидетельство СССР . фланцем и выйолненный с наружной коль- М 986614, кл. В 23 В 25/06, 1981, цевой проточкой, с образованием полостиАвторское свидетельство СССРмежду корпусом"и цлиллиндричеСким"элемент 1076654, кл. Р 16 С 25/06, 1981,. том. В полости размещено с контактом с,ПатентАнглииМ 1258294, торцом подпружиненной втулки подпрукл, Р 16 С 25/06, 1971, ."жиненйое относительно цилиндрическогоОрлов П.И, Основы конструирования, элемента фланца кольцо. При этомМ.: Машиностроение, 1988, т.2, с.435-436, направленные одна к другой поверхности рис. 780(а), . цилиндрическогоэлемлента и"полдйружинен- (54) ШПИНДЕЛЬНАЯ ОПОРА .:; ного кольца выполнейы с кольцевыми паза- (57) Использование: машиностроение. Сущ- ми; В пазах размещено пластичйое ность изобретения; шпиндельная опорасо- магнитор ологйчлеСкое вещество, На внут- держит соосно размещенные в кбрпусе . ренней поверхности цилиндрического эле шпиндель с подшипниками, неподвиЖйый мента в зоне кольцевых -пазов размещен фланец с цилиндрическим элементом, за- переключатель","электрически связанный с крепленный в корпусе и фиксирующий на- электромагнитом, Вал выполнен с гребнем, ружнре кольцо-одного подшипника. Также размещенным с зазором- вофланце с возустройство предварительного натяга; вы- можностью контакта с перелключателем.полненное в виде подпружиненнойОтноси- Опора позволяет обеспечить жесткое восптельно торца цилиндрического элемента .риятие обратных осевых сил. 4 ил.17847663 . 4силу пружины пропорционально частоте магнитореологическое вещество, на внутвращения шпинделя.ш нделя.ренней поверхности цилиндрического элеНедостатком этой конструкции являет- мента в зоне кольцевых пазов размещенся то, что подшипник нагружается силой, в переключатель, электрически связанный сдва р за алыеаза большей, чем полезйая нагрузка, 5 электромагнитом, а вал выполнен с грепоэтому конструкция имеет завышенную нем, размещенным с зазором во фланце смассу, Наличие инерционныхтрузов сомно- возможностью контакта с переключателем,гими точными и трущимися деталями услож- На фиг. 1 показана шпиндельная опорао струкцию, . ". в продольном разрезе,наибольшая осевая,Йз естна конструкция, содержащая 10 сила Р действует в "прямом" направлении;нагружающее устройство, создающее на- на фиг. 2 - Йьййдельнаяопора в продольгрузку на подшипники посредством гидро- . ном разрезе в состояний йагружения силойцилиндра и уменьшающее силу нагружения . Р в "обратном" направлении в момент вклюпри увеличении числа оборотов;,: чения переключателя; на фиг; 3 - та же опоНедостатком этой койструкции являет ра в состоянии нагружения силой Р вся то, что подшийник нагружается силой, в "прямом" направлении в момент отклю едва раза большей, чем полезная. нагрузка, ния переключателя; на фиг, 4 - диаграммапоэтому конструкция имеет завышенную состояния магнитореологического вещест массу. Наличие гидроцилиндра со многими ва (" твердое", "пластичное") от направлениточными и трущимися деталями усложняет 20 перемещения шпинделя,конструкцию,онструкциюШпиндельная опора; содержащая соосИзвестна конструкция, содержащая ус- но размещенные в корпусе 1 шпиндель 2 стройство предварительного натяга подшип-: подшипниками 3 и 4, неподвижный фланецников посредствомпружины.. 5 с цилиндрическим. элементом 6, закрепНедостаток конструкции состоитлишь в 25 ленный вкорпусе 1 и фиксирующий наружтом, что шпиндель жестко зафиксирован .": ное кольцо подшипника 3; устройствотолько в одйом направлении. В противопо-предварительного натяга, выполненное вложном. (обратном) направлении шпиндель . виде подпружийенной относительно торцаудерживается пружйной и при осевой на-, - цилиндрического элемента 6 втулки 7,устагрузке, которая больше предварительного 30 новленнойсвоэможностьюосевогопеременатяга, перемещается : . .щения и контактом с наружным кольцомЦелью изобретенйя является расшире- подшипника 4,ние функциональйых возможностей шпин- Устройство "предварительного натягадельной опоры с йредвэрительным обеспечиваетоптимальный натяг в подшипйружинным натягом путем жесткого восп никах, преодолевая силу трения в зазоре 8.риятия.обратных осевых сил, Между цилиндрическим элементом 6 и подЭто достигается тем, что шпиндельная: пружиненной втулкой 7 обеспечивается Заопора, содержащая соосно размещенные в .эор Б фиг. 1). превышающий по величинекорпусе-шпиндель с подшипййками, не- возможные перемещенйя задней опорыподвижный фланец с цилиндрическим 40 подшипника 4,элементом; закрепленный в корпусе и фик"- Цилиндрический элемент 6 жестко соесирующий наружное кольцо одного под- динен сфланцем 5 и айполнен с наружной.шипника, устройство предварительного . кольцевой проточкой, с образованием поло.натяга, выполненное в виде подпружинен- сти между корпусом 1 и цилиндрическимной относительно торца цилиндрического 45 элементом 6, в которой размещено с кон"элемента втулки; установленной с возмож- тактом с торцом одпружиненной втулки 7ностью осевого перемещения и контактом с подпружиненное относительно цилиндринаружным кольцом другого подшипника, ческого элемента 6 фланца 5 кольцо 9, приимеет цилиндрический элемент, жестко этом направленные одна к другой поверсоединенный с фланцем и выполненный с 50 хности цилиндрического элемента 6 инаружной кольцевой проточкой,собразова- подпружиненного кольца 9 выполнены сййемполостй"между" кбрпусоми "цйлиндри- кольцевыми пазами, в которых размещеноческим элементом, в которой размещенос пластичное магнитореологическое вещестконтактом с торцом подпружиненной втул- во 10, на внутренней поверхности цилиндки подпружиненное относительно цилинд рического элемента 6 в зоне кольцевыхрического элемента фланца кольцо, при пазов размещен переключатель 12, электэтом направленные одна к другой поверх- рически связанный с электромагнитом 11, аности цилиндрического элемента и подпру- вал 2 выполнен с гребнем, размещенным сжизненного кольца выполнены с кольцевыми зазором во фланце 5 с возможностью конпазами, в которых раэмегцено пластичное . такта с переключателем 12.. Шпиндельная опора работает следую-.": Шпиндельная опора- предложеннойщим образом. конструкции имеет более широкие функциПри действии осевой силы Р в "прямом" . ональйые вазможности по сравнению с пронаправлении нагрузку воспринимаетпод- тотипом. Использование предложенной шипник 3, между. гребнем шпинделяи пере опоры в станках приводит к повышению их ключателем образован максимальный точности и производительности при сниже- зазор АЗ (фиг, 1, фиг.4), при котором пере- нии затрат на производство и эксплуатаключатель 12 отключен. электромагнит 11 цию.обесточен, вещество 10 находится в"пластичном" состоянии. Устройство 10 Формула изобретения предварительного натяга обеспечивает са-,: Шпиндельная ойора, содержащая соосмоустановку подшипника 4,: но размещенные в корпусе шпиндель с подПри измененйй направления действияшипниками, неподвижный фланец с" .осевой силы Р на "обратное" (фиг. 2) шпин-цйлиндрическимэлементом, закрепленный дель 2 переместится в:направленйи дейст в корпусе и фиксйрующий наружное кольцо вия силы на величину Д 1 (фиг. 4). Зазор АЗодного подшипника, устройство предвари. уменьшится: до минимального зазора А 1 тельного натяга, выполненное ввиде под-между датчиком и переключающим элемен- пружиненной относительно торца цилиндтом, При А 1 происходитсрабатывание пере- рйческого элемента втулки, установленной ключателя 12 (фиг, 2). Переключатель 12 20 с возможностью осевого перемещения и включает электромагнит 11. При включении контакта с наружным кольцом-другого под:. злектромагнита 11 магнитореологическое шипника, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, свещество 10 переходит в "твердое" состоя- целью расширения функциональных возние. Сила Рначинаетвосприниматьсясило- можностей путем обеспечения жесткого вой цепью: подшипник 4, втулка 7, кольцо 9, 25 восприятия обратных осевых сил, цилиндотвердевшее магнитореологическое веще- рический элемент жестко соединен с флан ство 10, цилиндрическйй элемент 6, фланец цем и выполнен с йаружной кольцевой 5, корпус 1, с упругйм сжатием элементов проточкой, с образованием полости между цепинавеличинуДЗ(фиг.4). Приизменениикорпусом и цилиндрическим элементом; внаправления действия силы Р с "обратного" ЗО которой размещено с контактом с торцомна."прямое" шпиндель 2 перемещается наподпружиненной втулки подпружиненное величину ДЗ - Д 5 (фиг. 3, фиг, 4). Между относительно цилиндрического элемента втулкой 7 и кольцом 9 образуется зазор Д 5.фланца кольцо, при этом "направленные од-В этот момент между переключателем 12 и на к другой"поверхности цилиндрического переклЦ)чающим элементом стайовится 35 элемента и гюдпружиненного кольца выпол-равным А 2, переключатель 12 отключаетнены с кольцевыми пазами, в которых разэлектромагнит 11, магнитореологическое- мещейо пластичное магнитореологическое . вещество 10 переходит в "пластичное" со-.; вещество, на вйутренней поверхности ци-.стояние, освобождается подпружиненное, линдрического элемента в зоне кольцевых кольцо 9 и перемещается до упора ко втулке 40 пазов размещен переключатель, электриче. После перемещения шпинделя 2 на вели-. ски связанный с электромагнитом, а вал вычину Д 4 (фиг, 4) нагружается подшипник 3, полнен с гребнем, размесценным с зазором шпиндельная опора приходит в первона- во фланце с возможностью контакта с перечальное состояние (фиг,1). ключателем,1784766 Составитель В,ПрийдаТехред М.Моргентал Корректор О.Юрковецка еда КНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 4355 ВНИИПИ Госуд Тиражвенного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р Подписноеретениям и открытиямаская наб., 4/5