Подшипниковая опора шпиндельного узла металлорежущих станков

 

ПОДШИПНИКОВАЯ ОПОРА ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА МЕТАЛЛОРЕЖУШИХ СТАНКОВ, содержащая смонтированные на шпинделе подшипники и устройство для регулирования натяга, выпол ненное в виде подпружиненной, взаимодеиствуюш ,ей с подшипниками втулки с окнами, подпятника, установленного на втулке, и инерционных грузиков, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство регулирования натяга снабжено плунжерами, взаимодействующими с инерционными грузами, а в шпинделе напротив окон втулки выполнены радиальные отверстия , в которых размещены указанные инерционные грузики и плунжеры, связанные с подпятником посредством канала, образованного выточкой подпятника и выступом втулки, и заполненного гидропласто.м. (Л о о: 05 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D F 16 С 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3359722/25-27 (22) 18.11.81 (46) 28.02.84. Бюл. № 8 (72) Э. В. Коргичев и Е. П. Волоценко (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (53) 621.822.09 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 763039, кл. F 16 С 25/06, 1978. (54) (57) ПОДШИ ПНИ КОВАЯ ОПОРА

ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА МЕТАЛЛОРЕ«КУШИХ СТАНКОВ, содержащая смонгированные на шпинделе подшипники и устройство для регулирования натяга, выпол„„Я0„„1076654 ненное в виде подпружиненной, взаимодействующей с подшипниками втулки с окнами, подпятника, установленного на втулке, и инерционных грузиков, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство регулирования натяга снабжено плунжерами, взаимодействующими с инерционными грузами, а в шпинделе напротив окон втулки выполнены радиальные отверстия, в которых размещены указанные инерционные грузики и плунжеры, связанные с подпятником посредством канала, образованного выточкой подпятника и выступом втулки, и заполненного гидропластом.

С) 3

1Ь (. В

Сл

>РАЙ

1076654

Изобретение относится к машиноостроению, а именно к подшипниковым опорам шпиндельных узлов металлорежущих станков.

Наиболее близкой к предлагаемой является подшипниковая опора шпиндельного узла металлорежущего станка, содержащая смонтированные на шпинделе подшипники и устройство для регулирования натягd выполненное в виде подпружиненной, взаимодействующей с подшипниками втулки с окнами, подпятника, установленного на втулке, и инерционных грузиков (1).

Указанное устройство сложно в изготовлении.

1(ель изобретения — упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в

: од.:ииппиковой опоре шпиндельного узла мсталлорежущих станков. содержагцей смонги ованпые на шпинделе подшипники и уст;ойство для регулирования натяга, вьшолпкн ое в виде подпружиненной, взаимодействующей с подшипниками втулки с окнами, i.»ñ гяя-."ника, установленного на втулке, » инерционных грузиков, устройство регу. ирования натяга снабжено плунжерами, взаимодействующими с инерционными грузиками, а в шпинделе напротив окон втулки выполнены радиальные отверстия, в котоDhlx размещены указанные инерционные грузики и плунжеры, связанные с подпятником посредством канала, образованного выTi>!кой подпятника н выступом втулки и заполненного I идропластом.

11à фнг. 1 изображена подшипниковая опора с устройством регулирования натяга, продольный разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; ii«фиг. 3 разрез Л-А на фиг. 1. !

1одшип пиковая опора шпиндельного узла металлорежущих станков содержит смонтированные на шпинделе 1 подшипники 2 и устройство для регулирования натяга, выполненное в виде подпружиненной, взаимодействующей с подшипниками 2 втулки 3 с окнами 4, подпятника 5, установленного на втулке 3, инерционных грузиков 6, и илунжеров 7, взаимодействующих с инерi ионными грузиками 6, а в шпинделе 1 напротив окон 4 втулки 3 выполнены радиальные отверстия 8, в которых размещены указанные инерционные грузики 6 и плунжерь, 7, связанные с подпятником 5 посредством канала 9, образованного выточкой по,<нятника 5 и выступом втулки 3, заполненного гидропластом. Инерционные грузики выполнены в виде составного стержня

10 и конического штифта 11.

Подшипниковая опора работает следующим образом.

В каждый момент времени величина нагяга Р„в подшипнике передней опоры формируется двумя усилиями: усилием создания натяга Р„р и усилием снятия натяга Р

Рн пр н .

Усилие создания натяга PÄp вырабатывается упругими тарелками. Требуемая величина его обеспечивается при сборке опоры путем подшлифовки торцов втулки 3.

Усилие снятия натяга вырабатывается в замкнутом канале 9 с гидропластом благодаря тому, что плунжер 7 создает в канале давление, функционально связанное с числами оборотов шпинделя.

При неподвижном шпинделе 1 (фиг. 1) натяг в подшипнике 2 определяется практически величиной усилия P упругих элементов 12, так как давление в канале 9 близко к «0». При этом Р =P!!p- Р„, причем Р„=О.

При малых оборотах шпинделя 1 на его инерционных грузиках 6 (фиг. 2) развиваются центробежные силы Р„„, которые несколько перемещают стержень 10 со штифтом

11 в радиальном направлении, сжимая плунжером 7 гидропласт в замкнутой полости 9 до величины Р, определяемой выражением р Рнн где P — удельное давление гидропласта в замкнутом канале 9; — площадь поперечного сечения плунжера 7.

При этом весь объем гидропласта в канале 9 воздействует на стенки кольца подшипника 5 втулки 3 с усилием снятия натяга д Р„равным

aP„=P F, где F — площадь стенки, образуемой двумя поясками, выполненными на втулке 3 с диаметром d u D

F = р /4 (D -d ) .

В подшипнике 2 передней опоры устанавливается натяг равный

P„=P„„-PF.

Величина PF на малых оборотах сравнительно мала. Величина натяга в опоре близка к монтажному Р„. Предлагаемая опора обладает повышенной жесткостью.

На оборотах шпинделя 1, близких к максимальным для данного ШУ, центробежное усилие перемещает стержень 10 со штифтом 11 в радиальном направлении до упора стержня 10 во втулку 3, сжимая плунжером

7 гидропласт в замкнутом канале 9 до наибольшей расчетной величины P . При этом весь объем гидропласта в канале 9 воздействует на стенки кольца подпятника 5 втулки 3 с наибольшим расчетным усилием снятия натяга ЬР„" ". В подшипнике 2 устанавливается минимальный расчетный натяг равный

Жесткость опоры при этом несколько снижается, однако величина ее достаточна для качественного выполнения чистовых. технологических операций (точения, фрезерования и растачивания) . Дальнейшее повышение оборотов шпинделя 1 также сопровождается увеличением центробежных сил на инерционных грузиках 6, однако стер1076654

ФюЮ

Составитель Г. Кузнецова

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 772 1.одписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Мотыль

Заказ 71! /33

3 жень 11 уже не перемещается, а только лишь с большим усилием прижимается к втулке 3.

Качество регулирования натяга в опоре определяется стабильностью связи между числом оборотов и усилием снятия натяга ь Р„. Изменение температуры работающей опоры стремится нарушить эту связь, поскольку с изменением температура стремится к изменению объема гидропласта в замкнутом канале 9. Нарушения этой связи однако не происходит.

При нагревании опоры гидропласт в канале расширяется, его объем в полости увеличивается. Однако синхронно с увеличением объема гидропласта увеличивается диаметр стального стержня 10 инерционного грузика 6 с конической расточкой. При этом диаметр штифта 11, выполненного из инвара, практически не меняется. В результате штифт 11 несколько смещается относитель4 но стержня 10 и в направлении к оси опоры. Объем замкнутой полости несколько увеличивается, компенсируя температурное расширение гидропласта. Давление в канале 9 сохраняется неизменным. При осты5 ванин опоры происходит обратный процесс.

Извенение температуры, таким образом, не меняет давления в канале 9, а значит не нарушает связь между числами оборотов опоры и усилием снятия натяга ьР„. Качество регулирования натяга в опоре высокое.

Подбоором параметров регулятора натяга (f,F), массы инерционных грузиков, угла полуконуса штифта и т. д. легко обеспечить требуемую характеристику регулирования.

15 Благодаря такому выполнению устройства регулирования натяга упрощается конструкция предлагаемой подшипниковой опоры и снижается трудоемкость ее изготовления.