Шпиндельный узел

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскизСоциалистическихРеслублик 11917928 ф(22) Заявлено 310180 (21) 2877026/25-08 11 М. Кл. с присоединением заявки Ио(23) Приоритет В 23 В 19/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий.2 (0888) Опубликовано 070482, Бюллетень МО 13 Дата опубликования описания 070482гмй 1 ГЭ.В.Коргичев, Е.П.Волоценко и О.Т.ОсначУкраинский научно-исследовательский"институтстанков и инструментов ф Ук 13 НИИСИП(54) ШПИНДЕЛЬНЫИ УЗЕЛ Изобретение относится к областистанкостроения и может быть использовано для создания станков с управляемым натягом в опоРах шпинделей. 5Известен шпиндельный узел, содержащий корпус, шпиндель, упруго под"жатые опоры, устройство для изменения натяга в опорах, включающее крьыку задней опоры с отверстиями и 1 Онажимное кольцо, и систему дистанционного управления натягом 1.Недостатками шпиндельного узлаявляются сложность конструкции и низкая надежность работы вследствиеизноса .трущихся частей.Белью изобретения является Упрощение конструкции и повышение надежности работы шпиндельного узла,Поставленная цель достигается тем,что предлагаемый шпиндельнып узелснабжен фланцем с отверстиями, зак репленным на крышке задней опоры,диафрагмой, расположенной между крышкой и фланцем, и нажимными элементами, установленными в отверстиях25крышки между диафрагмой и нажимнымкольцом. По обеим сторонам диафрагмыв торцах крышки и Фланца на участках,примыкающих к нажимным элементам,выполнены две группы полостей для подачи рабочей жидкости под давлением, связанных каналами между собой и с системой дистанционного управления натягом.,С целью повышения технологичности полости образованы отверстиями в уплотнительных прокладках, установленных между диафрагмой и торцами фланца и крышки. На фиг. 1 показан шпиндельный узел в разрезе; на Фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг.2Шпиндельный узел содержит шпиндель 1, смонтированный на двух опорах в корпусе 2, устройство изменения натягга в опорах и систему дистанционного управления устройством изменения натягаПередняя опора состоит иэ трех радиально-упорных шариковых подшипников 3, задняя - из двух радиально-; упорных шариковых подшипников 4, наружные кольца 5 которых свободно посажены в корпусе 2, и подпружиненной упругими элементами 6 втулки 7, взаимодействующей с кольцами 5 подшипников 4, создающими в обоих опорах м 1 онтажный натяг.устройство изменения натяга в опорах состоит из крышки 8 задней опоры (см.фиг.2), прикрепленной к корпусу 2, Фланца 9, прикрепленного к крышке 8, диафрагмы 10, размещенной между крышкой 8 и фланцем 9, нажимных элементов, выполненных в виде роликов 11, расположенных в отверстиях 12 крышки 8 и кольца 13, установленного между рсликами 11 и подшипниками 4 задней опоры, 10 По одну сторону диафрагмы 10 научастках, расположенных по окружностии примыкающих к роликам 11, выполненырабочие полости 14 - 19.По другую 5сторону диафрагмы выполнены шестьидентичных полостей 20.Одним из вариантов выполнениярабочих полостей является йспользование уплотнительных прокладок 21 и22 с отверстиями, размещенных междудиафрагмой 1 о и крышкой 8 и фланцем9. Каждое из отверстий уплотнительных прокладок 21 и 22 вместе с соответствующими поверхностями диафрагмы10 и крышки 8 или Фланца 9 формируютодну рабочую полость.Полости 14,15,18 и 19 соединенысо штуцерами 23 подвода (см.фиг.2)посредством сверлений 24 и 25 вофланце 9.Штуцеры 23 полостей 14 и15 (см.фиг.З) соединены между собойтрубопроводом б, а штуцеры 23 полостей 18 и 19 - трубопроводом 27.Полости 18 и 19 соединены с полостями 17 и 16 каналами 28, выполненными в уплотнительной прокладке 21Полости 14 - 19 заполнены рабочейсредой, например маслом.Система дистанционного управлениянатягом выполнена в виде нагнетатель ной линии 29, в которой системой гидроаппаратов (на схеме не показана)поддерживается постоянное давление,гидрораспределителя 30 с электрическими обмотками 31 и 32 и отводов 4533 и 34, соединяющих полости 35 и 36гидрораспределителя 30 с трубопроводами 26 и 27 устройства изменениянатяга.Полости 20 (см.фиг.4) образованные прокладкой 22, не герметизированы.Работает шпиндельный узел следующим образом.Возможна установка трех значенийрегулируемого натяга: наибольщего -при включении на низкие обороты,среднего - при включении на средниеобороты и наименьшего - при включении на высокие обороты.,60Требуемая величина натяга устанавливается го сигналу, поступающему либо от оператора, либо от задающего устройства системы программного управления. 65 При включении узла на низкие обороты подается сигнал, выключающий обе электрические обмотки 31 и 32 гидро- распределителя 30 (см.фиг.З). В результате нагнетательная линия 29 запирается, а отводы 33 и 34.соединяются сбаком, заполненным маслом (на схеме не показан). Давление в полостях 14 и 15, соединенных с отводом 33 трубопроводом 26, а также в полостях 16 - 19, соединенных с отводом 34 трубопроводом 27, устанавливается равным нулю. Нулевое давление в полостях 14 - 19, соединенных гидрораспределителем 30 с баком, и в негерметизированных рабочих полостях 20 приводит к тому, что диафрагма 10 не деформируется и на наружные кольца 5 подшипников 4 действует осевое усилие только со стороны втулки 7, поджатой упругим элементом б с усилием Р , равным величине мОНтажного натяга в опорах.При включении на средние обороты подается сигнал, включающий .электрическую обмотку 31 гидрораспределителя 30. В результате нагнетательная линия 29 соединяется с отводом 33, а отвод 34 соединяется с баком, От этого давление в полостях 16 -19 устанавливается равным нулю, а давление в полостях 14 и 15 равным давлению с 1 в нагнетательной линии 29. Давления с в полостях 14 и 15 и нулевое давление в полостях 16 19, .соединенных с баком, и в негерметизированных полостях 37 вызывают давление диафрагмы 10 на кольцо 5 подшипников 4 через ролики 11 и нажимное кольцо 13 с усилением РР., - с 1где Р - рабочая площадь полостей 14 и 15,Это давление уменьшает усилие, с которым втулка 7, поджатая упругими элементами 6, действует на подшипники 4. В результате натяг в опорах уменьшается и устанавливается равным Р = Р - РчуЖесткость шпиндельного узла при этом несколько снижается, но температура не повышается из-за уменьшенного натяга. Высокая производительность обработки сохраняется за счет увеличения оборотов. шпинделя.При включении на высокие. обороты для выполнения чистовых операций подается сигнал, включающий электрическую обмотку 32 гидрораспредлителя 30. В результате нагнетательная линия 29 соединяется с отводом 34, а отвод 33 - с баком. От этого давление в полостях 16 - 19, соединенных с отводом 34, устанавливается равнымс 1, а давление в полостях 14 и 15, соединенных с отводом 33, - равным нулю. Давление О в полостях 16 - 19 и нулевое давление в полостях 14 и 15 соединенных с баком, и в негермети" зированных полостях 20 вызывают дав ление диафрагмы 10 на кольцо 5 подшипников 4 через ролики 11 и нажимное кольцо 13 с усилием Р,1Р,1 = с 12 Г., югде 2 Г - рабочая площадь полостей 16 - 19.Это давление уменьшает усилие, с которым втулка 7, поджатая упругим элементом 6, действует на подшипники 4, В результате натяг в опорах устанавливается равнымРм онТаким образом, предложенный шпиндельный узел имеет более высокую. надежность и более простую конструкцию.Формула изобретения1. Шпиндельный узел, содержащийкорпус, шпиндель, упруго поджатыеопоры шпинделя, устройство для иэменения натяга в опорах, чключающеекрышку задней опоры с отверстиямии нажимное кольцо, и систему дистанционного управления натягом, о. т -,л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью5 упрощения конструкции и повьпаениянадежности оаботы, узел снабженфланцем с отверстиями, закрепленнымна крышке задней опоры, диафрагмой,расположенной между крышкой и флак 10 цем, и нажимными элементами, уста-.новленными в отверстиях крышки задней опоры между диафрагмой и нажимным кольцом, при этом по обеим сторонам диафрагмы в торцах крышки и5 фланца на участках, примыкающих кнажимным элементам, выполнены двегруппы полостей для подачи рабочейжидкости под давлением, связанныхканалами между собой и с системойдистанционного управления натягом,2. Узел по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем,что, с целью снижениятрудоемкости изготовления, полостидля подачи рабочей жидкости поддавлением образованы отверстиями вуплотнительных прокладках, установ"ленных по обеим сторонам диафрагмы.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 39 4380 3,кл, 82-2, опублик.1970 (прототип).