Шпиндельная опора

)5 г 25/О ОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) НИЕ ИЗО ТЕНИ СССР981 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использование. машиностроение, Сущность изобретения:. шпиндельная опора содержит соосно размещенные в- корпусешпиндель с подшипниками, неподвижныйфланец с цилиндрическим элементом, закрепленный в корпусе и фиксирующий наружное кольцо одного подшипника, а такжеустройство предварительного натяга, выИзобретение относится к машинострое-нию и.может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков,Известна конструкция, содержащая нагружающее устройство, создающее нагрузку на подшипники пропорциональномощности резания посредством магнитострикционной втулки,Недостатком этой конструкции является отсутствие самоустановки подшипников,поэтому зазор-натяг зависит от: износа телкачения, температурных деформаций, деформаций от нагрузок на шпиндель, точности изготовления подшипникового узла. полненное в виде подпружиненной относительно торца цилиндрического элемента втулки, установленной с возможностью осевого перемещения иконтактом с наружным кольцом другого подшипника. Имеет цилиндрический элемент; жестко соединенный с фланцем и выполненный с наружной кольцевой проточкой, на поверхности которой, размещен хвостовик подпружиненной втулки, На поверхности кольцевой проточки выполнен кольцевой паз, в котором размещена резиновая втулка и пластичное магнитореологическое вещество. На внутренней поверхности цилиндрического элемента в зоне кольцевого паза размещен электромагнит, на фланце - переключатель, электрически связанный с электромагни том. Вал выполнен с гребнем, размещенным с зазором во фланце с возможностью контакта с переключателем. Опора позволя- С" ет обеспечить жесткое восприятие обратных осевых сил. 4 ил. 3 ьрегулировки делителя напряжения, Неблагоприятное стечение всех указанных О факторов может привести либо к недопустимому зазору, либо к перетяжке подшипников,Известна конструкция, содержащая нагружающее устройство, создающее нагрузку на подшипники посредством пружины и инерционных грузов, Сила пружины равна наибольшей осевой силе, действующей на шпиндель, Инерционные грузы уменьшают силу пружины пропорционально частоте вращения шпинделя,Недостатком этой конструкции является то, что подшипник нагружается силой, ддва раза большей, чем полезная нагрузка,На фиг, 1 показана шпиндельная опорапоэтому"конструкция имеет завышенную в продольном разрезе, наибольшая осеваямассу, Наличие йнерционныхгрузовсомно-сила Р действует в "прямом" направлении;тимиточнымиитрущимисядеталямиуслож- на фиг, 2 - шпиндельная опора в продольняет конструкцию5 ном разрезе в состоянии нагружения силойИзвестна конструкция, содержащая Р. в "обратном" направлении в момент вклюнагружающее устройство, создающее на- . чения переключателя; на фиг. 3 - таже опогрузкуна подшипники посредством тидро- ра в состоянии нагружения силой Р вцилийдра и уменьшающее силу нагружения . "прямом" направлении в момент отключепри увеличении числа оборотов;10 ния переключателя; на фиг. 4 - диаграммаНедостатком этой конструкцйи являет-соСтояния магйитореологического вещестся о,ЧтопоДшййййййЪружается силой, в ва ("твердое", "пластичное") от направлениядва"раба ВИьшей;чем полезная"нагрузка, перемещения шпинделя,поэгому койсгрЩйя Имеет завыщеннуЮ Шпиндельнэя опора, содержащая соосмассу; Наличие гидроцилиндра со многими 15 но размещенные в корпусе 1 шпиндель 2 сточными и трущимися деталями усложняет . подшипниками 3 и 4,неподвижный фланецконструкцию.:,.-.: ., 5 с цилиндрическим элементом 6, эакрепИзвестна конструкция, содержащаяус-ленным в корпусе 1 и фиксирующий наружтройство предвйрительйого натяга подшип-: ное кольцо подшипника 3; устройствоникой посредством пружины: : 20 предварительного натяга, выполненное вНедостаток конструкции состоитлишь в виде подпружиненной относительно торцатом, что шпиндель жестко зафиксирован" цилиндрического элемента 6 втулки 7, устатолько в одном направлении. В йротивопо- новленнойсвозможностьюосевогоперемеложном(обратном) направлении шпиндель щения и контактом с наружным кольцомудерживается пружийой и при осевой йа подшипника 4,грузке, которая больше предварительного Устройство предварительного натяганатяга, перемещается...обеспечивает оптимальный натяг в подшипЦелью изобретения являетсярастшире- никах, преодолевая силу трения в зазоре 8.ние функциойальных возможностей шпин- Междуцйлийдрическйм.элементом 6 и поддельной опоры с предварительным 30 прукиненной втулкой 7 обеспечивается запружиннымнатягом путем жесткого восп- эор Б (фиг, 1),-превышающий по величинерйятияобратййх осевых сил, :.." возможные перемеЩения задней опорыЭто достигается тем, что шпиндельная подшипника 4.опора, содержащая соосно-размещенные вЦилиндрический элемент 6 жестко сое корпусе: шпийдель с подшипниками, не динен с фланцем 5 и выполйен с наружйойподвижный флайец с цилиндрическим кольцевой проточкой, на поверхности котоэлементом, закрепленный в корпусе и фик- . рой разМещен хвостовик подпружиненнойсйрующий .наружное кольцо одного под- втулки 7, на поверхности кольцевой проточшийника, устройство предварительного ки выполнен кольцевой паз, в котором разйатяга, выполненное в видеподпружйнен мещена резиновая втулка 9 и пластичноеной относительноторца цилиндрическогв магнитореологическое вещество 10; наэлемента втулки, установленной с возмож- внутренней поверхности цилиндрическогоностьюосевого перемещения и контактом с элемента 6 в зоне кольцевого паза разменаружным кольцом другого подшипника, щен электромагнит 11, на фланце 5 размеимеет цилиндрический элемент, жестко 45 щен переключатель 13, электрическисоединейнйй с фланцем и выполненный с связанный с электромагнитом 11, а вал 2наружной кольцевой проточкой, на поверх- выполнен с гребнем, размещенным с зазоности которой размещен хвостовикподпру- ром во фланце 5 с возможностью контакта сжиненной втулки-, на поверхности переключателем 13,кольцевой проточки. выполнен кольцевой 50 Шпиндельная опора работает следуюпаз, в котором размещена резиновая втулка щим образом. при действии осевой силы Рипластичное магнитореологическое веще- в "прямом" направлении нагрузку восприство, на внутренней поверхности цилиндри- нимает подшипник 3; между гребнем шпин - ческого элемента в зоне кольцевого паза деля и датчиком образован максимальныйразмещен электромагнит, на фланце разме зазор АЗ (фиг, 1, фиг. 4), при котором перещен переключатель, электрически связан- ключатель 13 отключен, электромагнит 11ный с электромагнитом, а вал выполнен с обесточен, вещество 10 находится вгребнем, размещенным с зазором во фиан- "пластичном" состоянии, Устройствоце с возможностью контакта с переключате- и редварительного натяга обеспечивает са. лем, моустановку подшипника 4,1784767 5 . 6При изменении направления действия 3, шпиндельная опора приходит в первонаосевой силы Р на "обратное" (фиг. 2) шпин- чальное состояййе (см.фиг, 1). дель 2 переместится в направлении дейст-, Шпиндельная опора предложенной вия силы на величину Д 1 (фиг. 4). Зазор АЗ конструкции имеет более широкие функци- . уменьшится до, минимального зазора А 1 5 ональные возможности по сравнению-с промежду переключателем 13 и переключаю- "тотипом, Использование предложенной щим элементом. При А 1 происходит сраба-" : опоры в станкахприводит к повышению их тывание переключателя 13 (фиг. 2),точности и производительности при снижЕ-, Переключатель 13 включает электромагнйт .: нии.затрат на произмдствои эксплуата. При включении электромагнита 11 маг-. 10 цию, нитореологическое вещество 10 переходит в "твердое" состояние. Сила Р начинает .Формула изобретения восприниматься силовой цепью подшипник 4,втулка 7, отвердевшее магнитореоло-.:-.: Шпиндельная опора; содержащая соосгическое вещество 10, цилиндрический 15 но размещенные в корпусе шпйндель с подэлемент 6, фланец 5, корпус 1, с упругий: шипниками, неподвижный фланец ссжатием элементов цепи на величийу ДЗ: .цилиндрическим элементом, закрепленный (фиг, 4). При сближении цилиндрического. в корпусе и фиксирующий наружноекольцо элемента 6 и втулки 7 уменьшенйе объема, .:"одного подшипника, устройство предвари. полости происходит за счет сжатия резино . тельного натяга, выполненное в виде подвой втулки 9.,:. : ",.- ". " ;пружиненной относительйо торца цилинд-При изменении йаправления действиярического элемента втулки, установленной силы Р с "обратного" на "прямое" шпиндель с возможностью оСевого перемещения и 2 перемещается на велйчину ДЗ + ДБ (фиг.. контакта с наружным кольцом другого под, .фиг. 4).:Еще твердое магнитореологйче- .25 шипника, о т л и ч аю щ ая с я тем что,-сское вещество 1.0 отходит от цилйндриче- целью расширения функциоНальных воз- ского элемента 6 с образованием зазора Д 5.можностей путем обеспечения жесткого В этот момент зазор между переключателем восприятия обратных оеевых сйл, цилинд и переключающим элементом стайовит- рический элемент жестко соединен с фланся равным А 2, переключатель 13 отключает 30 цем и выполнен с наружной кольцевой электромагнит 11, магнитореологическое проточкой, на.поверхности которой размевещество 10 переходит в "пластичное" со- щен хвостовик подпружинейной втулки, на стояние; Резиновое кольцо 9, увеличившисьповерхности кольцевой проточкивыполнен в объеме под действием сил упругости, де-кольцевой паз, в" котором размещены формирует пластичное магнитореологиче резийовая втулка и пластичноемагниское вещество 10 до заполнения им зазоратореологическое вещество, на.внутренней Д 5. шпиндель 2 продолжает перемещатьсяповерхности цилиндрического элемента в еще навеличинуД 2(фиг.4), Магнитореоло зоне кольцевого паза размещен электрогичеокое вещество 10 деформируется под магнит, на фланце размещен переключадействием резины 9, заполняя увеличиваю тель, электрически связанный с злектщийся обьем полости, - .ромагнитом, а вал выполнен с гребнем, разПосле перемещения шпиНделя 2 на ве- мещенным с зазором во фланце с возмож-личину Д 4 (фиг, 4) нагружается подшипникностью контакта с переключателем,У 1 7 У1784767 УигЗ Щггк орректор О.Юрковецка едактор оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 435ВНИИ Составитель В.Прий Техред М.Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5