Шпиндель металлорежущего станка

(9) И 5) 4 В 24 В 41/О Н АВТОРСН СС 81 СТ А к ван Фиг. д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем надежностдолговечности машин АН БССР(53) 621.924,1(088.8) 56) Авторское свидетельство 986610, клВ 24 В 41/04, 1 54) ШПИНДЕЛЬ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО 57) Изобретение относится к троению и может быть использ 2в прецизионных станках, Цель изобретения - повышение качества обработанных поверхностей. Шпиндель металло- режущего станка содержит вал, установленный в корпусе на опорах, Опоры выполнены в виде подшипников качения, один из которых, например подшипник 6, радиальный. В передней опоре расположен механизм для создания радиального натяга в направлении действия силы резания в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, Радиальный подшипник 6 выполнен с четным числом тел качения, а его наружное кольцо установлено на двух парах роликов 11. Ролики помещены во втулке 13, вы1583269 2 агсз а Ь полненной из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, большим температурного коэффициента линейного расширения материапа наружного кольца подшипника.Ролики 11 расположены под углом кнаправлению создания предварительно"го радиального натяга подшипника. Начальная величина угла установки ро- Оликов определяется из математическо" Изобретение относится к областиСтанкостроения, может быть использовано в прецизионных станках и является усовершенствованием известноГо изобретения по авт, св.У 986610.Цель изобретения - повышение качества обработки,На фиг.1 изображен шпиндель металлорежущего станка, общий вид; нафиг.2 - схема для расчета угла установки роликов; на фиг.3 - разрез.А-А на фиг,1; на фиг.4 - втулка безустановки роликов.3 ОШпиндель металлорежущего станкасодержит корпус 1 (фиг.1), в которомзакреплена обмотка 2 статора, валротор 3, несущий по оправке 4 шлифовальный круг 5, Радиальный подшипник 6 и радиально-упорный шарикоподшипник 7 передней опоры закреплены на валу 3 в осевом направлениижестко с помощью гайки 8. Вал-ротор3 имеет сверления 9 для подачи к опорам масляного тумана. Радиальныйроликоподшипник 6 установлен в крьшке 10 на двух парах роликов 11, которые без зазора вставлены в пазы 12втулки 13. 45Установка роликов под оптимальнымуглом псзвОляет уменьшить динамичес,кие смещения шпинделя в связи с тем,что при вхождении тела качения вклиновидную зону сила взаимодействиятела качения с наружным кольцом проходит через точку контакта роликас наружным кольцом (фиг,2), в результате чего достигается повьппение жесткости опоры в направлении сил контактного взаимодействия и, следоваго выражения с учетом конструктивного выполнения подшипника и требуемойвеличины радиального натяга, При работе шпинделя проысходит нагреввтулки 13, в которой установлены ролики 1. Угол установки роликов увеличивается пропорционально увеличению температуры, сохраняя исходнуюформу деформированного наружногокольца подшипника, 4 ил. тельно, уменьшение амплитуды динамических смещений при прохождении телами качения клиновидных зон, Крометого, установка роликов в дополнительно введенную втулку, выполненнуюиз материала с ТКЛР большим ТКЛР материала наружного кольца подшипника,дает возможность управлять углом установки роликов при повышении температуры опоры качения, что позволяетстабилизировать радиальный натяг вподшипнике, Применение четного числател качения обеспечивает стабилизацию геометрических параметров клиновидных зон и дает возможность повысить точность вращения шпинделя засчет компенсации динамических нагрузок, возникающих в двух клиновидныхзонах, Угол ( установки каждого ролика 11 определяется от 4 001 Е(фиг.1), где 00, = к - Ь; О,Е =В. -г, .С учетом тригонометрических соотношений получим Подставляя величины Р =12 К -Ь +г,полупериметр, к2радиус кривизны по дну желоба дорожки,качения деформированного наружного кольца, а =-. К и + Ф,+ Ю- большаяполуось по дну желоба дорожки качения деформированного наружного кольца, Ь = К - с -- малая полунось по дну желоба дорожки качениядеформированного наружного кольца,получим1583269 Кн -д,- Ас = 2 агсзгп4 радиус по дну желоба дорожки качения недеформированного наружного кольца;половина радиального зазорав подшипнике;половина величины радиально"го натяга;радиус тела качения подшипников;радиус по дну желоба дорожки качения внутреннегокольца,где Кн гЩ ан н - А- А фК н - А - А+ гвн4 н(+ ф) ГРн+ ф + фд гшн 1 фг П Радиально-упорный подшипник 7 (фиг.1) установлен непосредственно в крышке 10. Наружные кольца подшипников передней опоры закреплены жестко в осевом направлении с помощью фланцев 14 и 15, Крышка 10 имеет два диаметрально противоположных отверстия 16 и 17 (фиг,З), в каждом из которых имеется упругий элемент 18. и 19, находящийся между двумя шариками 20, 21 и 22, 23 и упор 24, 25, установленный с возможностью перемещения и взаимодействия с наружным кольцом радиального подшипника при вращении регулировочной шайбы 26, у которой внутреннее отверстие выполнено в виде эллипса, Фиксация регулировочной шайбы 26 в радиальном направлении осуществляется с помощью центрирующего буртика, который выполнен непосредственно на регулировочной шайбе. В осевом направлении регулировочная шайба фиксируется кольцом 27, которое имеет равномерно расположенные по окружности сверления для шарикового фиксатора 28, которым снабжена регулировочная шайба, Кольцо 27 крепится к крышке 10 винтами 29. Втулка 13 (фиг.4) выполнена из сплава с большим температурным коэффициентом линейного расширения по сравнению с температурным коэффициентом линейного расширения матеГ н+) гшн - д, -)3 риала наружного кольца радиальногоподшипника 6 и роликов 1На втулке 13 выполнены пазы 30 ицентрирующие пазы 31, в которые10вставлены фиксирующие штифты 32.Пазы 30 обеспечивают стабильностьгеометрической формы втулки 13 приее нагреве,15 Предварительный радиальный натяградиального подшипника 6 создаютвращением регулировочной шайбы 26,у которой внутреннее отверстие выполнено в виде эллипса (фиг,З), Радиальный натяг подшипника 6 создается только по направлению, совпадающему с направлением действия силырезанияПри шлифовании опоры шпинделя нагреваются, при этом размеры наружного кольца подшипника 6, роликов 11увеличиваются, возрастает радиальныйнатяг Ф, что приводит к смещению 30положения одновременного контактатела качения с поверхностями внутреннего и наружного колец подшипника бОдновременно втулка 13 нагревается, ее размер увеличивается и ролики 11 перемещаются по окружности в 35 обе стороны от линии действия силырезания, в результате чего устанавливается величина требуемого угларасположения роликов 11 применительно к изменившимся условиям эксплуа тации. Формула изобретения 111 пиндель металлорежущего станкапо авт, св. У 986610, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки, он снабженустановленной между крьшкой и наружным кольцом подшипника дополнительной втулкой с роликами, расположенными под углом Ы к плоскости, проходящей через оси радиальных сквозныхотверстий, выбранным по формулегде Кя г.Ь 4 (сР, + А) к о( ф радиус по дну желоба дорожки качения недеформированного наружного кольца подшипника; 5половина радиального зазорав подшипнике;половина величины радиального натяга;радиус по дну желоба дорожки качения внутреннего кольца;радиус тела качения подшилника,при этом втулка выполнена из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, большим температурного коэффициента линейного расширения материала наружного кольца подшипника, число тел качения котороговыбрано четным, а вершина угла о смещена относительно центра шпинделя.всторону, противоположную положениюролика на величину Д, определяемуюпо формуле15832 б 9 борск и ГКНТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин Составитель В,ШульгС.Патрушева Техред Л.Сердюкова Заказ 2222 Тираж 600 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушска