Шпиндельный узел станка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТИЧ ЕСКИ ХРЕСПУБЛИК 9) (11 9.4 В 4 ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ 15, имеой, претливост опоры установлюпей участки одимущественной ив виде секторов диаметральноравлециях, обеность перекоса ы в крыш нонаправл згибной п16, 17, р противопо печваюпих сположенны ожных нап- возмож наружных колец ти действия нц узки. Передняя набжеца кольцо цяющейся толин дпц нико, 1 плоско шн адцальои наг(ополцител ьоравцомеро изм опора 13 с яга, при этом назван слагают таким образом кольцо ра тобы зона о ейств а энешнеис минио стороныой нагруэктолшиной -оложцой стшлиделя диласьрадиаль етральц Такое в с диа роны, дного мальцоипротивоп а поэво олнение ляет сни повысить зить его виброакт качество обрабат 1 э.п. ф-лы, 3 ил ивность ваемых ни,ет ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем надежностии долговечности машин АН БССР(56) Скоростные внутришлифоцальыешпиндели на опорах качения, Минск:Наука и техника, 1979, с. 25,рис, ,9 б.(54) ШПИНДЕЛЫБИ УЗЕЛ СТАНКА(57) Изобретение относится к областистанкостроения, а именно к шпинделямметаллорежущих станков. Цель изобретения - снижение виброактивцостишпинделя. Шпиндель, передняя и задняя опоры которого содержат по крайней мере по одному радиально-упорномушарикоподшипнику, имеет в заднейопоре устройство для создания соевого натяга в подшипниках передней изадней опор, включающее, напримерпружины сжатия. Подшипники передней ляеравомерного распределения на узки ца тела качения подшипников о силия предварцтельног;. осевого намаксимальной толщиной нахоИзобретение относится к стацкостроению и может быть использовано впрецизионных ннутришлифовальцыхстанках,5.Цель изобретения - снижение виброактинцости шпиндельного узла под нагрузкой путем исключения относительного перекоса подшипников переднейопоры при изгибе шпинделя за счетнаправленной ориентации преимущественной изгибной податливости переднейопоры и применения н ней распорного колв.ца с ранцомерно изменяющейся толщиной,О дающего начальную неравномерную 15:о окружности нагрузку на подшипникиНа фиг1 изображена конструкцияшпицдельцого узла станка; на фиг. 2сечение Л-Л ца фиг. 1; ца фиг, 3схемы нагружения подшипника (фиг,Зц), 20схемы распределения осевой нагрузкица царужцом кольце подшипника (фиг,Зб), зпюры радиальных цагруэок нанаружном к"льце (фиг. Зв) и эпюрыос цых ца:". зок ця наружном кольцеГфиг. ЗгШпицдел;,цый узел станка, напримерэлектрошпицдель нцутришлифональногостанка, содержит корпус 1, в которомэакреплеца обмотка статора 2, шпиндель 3 с оправкой 4 и шлифональнымкругом 5, дуплексироваццые радиальноупорцые шарикоподшипники передней би задней 7 опор жестко закреплены на;лицделе 3 соответственно гайкамии 9, Передняя и задняя опоры шпинлл ныполцецы плавающими. Усилие.;р.:днарительцого осевого натяга от т:. ;.лекта пружин 1 О, установленных нтакаце 11, передается через упор цое кольцо 12 задней опоры, подшипники задней опоры 7, гайку 9, шпиндель 3, гайку 8, подшипники передней опоры б и распорное кольцо 13 с равномерно изменяющейся толщиной на фла це.; 14. Подшипники передней опоры 6 установлены, например, в крышке 15, имеющей дна участка, обладающих однонаправленной преимущественной изгибцой податливостью, например, консоль 50 цо выступа,щие н противоположные стороны секторы 16 и про,фивоположцые им секторы 17, выполненные в виде балок равного сопротивления, допускающие перекос наружных колец подшипников н плоскосги действия внешней радиальной нагрузки Ц являющейся плоскостью симметрии,казанных участков. Кольцо 3 с рацеи ерцо изменяющейся толщиной установлено н опоре так, что зонакольца с максимальной высотой находится со стороны действия внешнейрадиальной нагрузки, а зона с минимальной высотой - с диаметрально противоположной стороны,При равномерно распределенной осевой нагрузке Р предварительного осеДного натяга по торцу наружного колЬцаподшипника, не нагруженного внешнейрадиальной нагрузкой (положение 1на фиг. 3), углы контакта тел каченияс кольцами равны Р, = (3В результате действия на консольшпинделя внешней радиальной нагрузкивызывающей его изгиб (положение11 на фиг, 3), на радиальные Р иосевые Р составляющие нагрузки Рпредварительного осевого натяга накладываются аналогичные составляющиеи с 1 радиальной нагрузки. Нагрузкина тела качения со стороны, противоположной направлению действия внешнейрадиальной нагрузки, возрастают (Р ++ 9 а), а со стоРоны действиЯ Радиальной нагРУзки УменьшаютсЯ (Р а - с 1 а),при этом /3, ( 3Во избежание разгрузки тел качениян наименее нагруженной зоне должнобыть соблюдено условие (Ра - Ч)О,т,е. величины Р должны иметь значительную величину, что приводит и кувеличению величин (Ра + ц ) и (Р ++ 1 ), а следовательно, к нагруженности наиболее нагруженного тела качения и к снижению долговечностиподшипника.В предлагаемом шпиндельном узленагрузка Р предварительного осевогонатяга распределяется по торцу наружного кольца подшипника неравномерно, т,е, имеет максимум РО максимицимУм РО миц , Поэтому на холостомходу имеет место некоторое неравенство углов ,3 (контакта. положение111 ца фиг. 3). Нагрузки Р максместо значительное снижение нагруженности тел качения при холостом вращении подшипника.В результате цагружения шпинделярадиальной нагрузкой Ч, вызывающейего изгиб, нагрузки на тела качениявыравниваются (положецие 1 Ч нафиг, 3) при этом / = /г ф (РО макез139обеспечивается снижение цагр.вг ц тэ 1тел качения при приложении радиаль:ойна груэки, вызывающий из гц 6 шпител ьцо гоузла. 9094(силн резания) цаходцлгя ц плоскости симметрии участков однонаправленной преимущественной податливости, совпадающей с плоскостью поворота наружных 5колец подшипников передней опоры, при этом направление вектора внешней ра 10 15(г где Й,гв 20 В мсихс 25 30 35 40 45 совв махе г =2 г - П П тф В предлагаемом шпиндельном узле разнотолщинность Ь кольца передней опоры определяют с учетом максимального изгиба шпиндального узла в зоне передней опоры (максимального угла ввповорота внутреннего кольца) в макспо формуле(О+2 ге) з 1" Гвенах в От) з п 1 макдиаметр по дну желоба внутреннего кольца;радиус по дну желоба внутреннего кольца;максимальное угловое смещение внутреннего кольца (максимальный изгиб вала шпиндельного узла в зоне передней опоры);максимальный угол контакта в поДшипцикв;диаметр шарика;гд,+4 й,г + 11, - 20,0 + 4 гй4 2010,+4 Р, г - 2 Й,Рт 4" Пт В,-Р, +(с 1, +2 г) совв махсов, с ---где г - радиус по дну желоба наружного и внутреннего колец (гч гв ") вР - диаметр по дну желоба наружного кольцаПредлагаемый шпиндельный узел устанавливают ца станке так, чтобы вектор внешней радиальной нагрузки диальной нагрузки совпадает с направлением поворота колец подшипников опоры.Благодаря выравниванию нагружен- ности тел качания шарикоподшцпников под нагрузкой в предлагаемом шпиндельном узлев отличие от известных) обеспечивается снижение виброактивности при обрабо 1 ке деталей, способствующее повнш.цию их качества. формула изобретения 1, Шпиндельннй узел станка, передняя и задняя опоры которого содержат по крайней мере по одному радиально- упорному шарикоподшипнику, имеющий в задней опоре устройство для созда ния осевого натяга шарикоподшипникоц передней и задней опор, включающее, например, пружины сжатия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения виброактивности под нагрузкой путем исключения относительного перекоса колец подшипников передней опоры при изгибе шпинделя, передняя опора выполнена с двумя диаметрально противоположными участками, обладающими однонаправленной преимущественной изгибной податливостью, при этом она снабжена распорным кольцом с равномерно изменяющейся толщиной, максимальное превышение которой соответствует направлению преимущественной изгибной податливости опоры.2, Узел по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что участки передней опоры выполнены в виде консольно выступающих в противоположные стороны секторов равного сопротивления.-Да Составитель Н, ЕрмаковРедактор А. Ревин Техред А.Кравчук Чер Коррек ное Г нно л ектная,жгород, у олиграфическое препприяти роизводствен з 2627/16 ВНИИПИ по 113035, Тираж 67 ударств изобре а, ЖПодкомитета СССоткрытийкая наб., д.