Высокоскоростной шпиндельный узел

 

ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ, содержащий корпус. внутри которого на упруго податливых опорах установлен вал с приводом вращения, отличающийся тем, что, с целью расширения , технологических возможностей путем увеличения диапазоиа безвибрациоиных рабочих частот вращения, шпиндельный узел снабжен механизмом регулирования жесткости , выполненным в виде жестко связанной с валом шайбы с профилированной внутренней торцовой поверхностью и шаров, размешенных между шайбой и упругой опорой, установленной с возможностью осевого перемещения .

С01ОЭ СОВЕТСКИХ

КСПУЬЛИК

„„SU„„1114533 А з(ду В24В41 4

j 1 $

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3521687/25-08 (22) 16. 12.82 (46) 23.09.84 Бюл. № 35 (72) Б. В. Лесной (7l) Волжский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифовання (53) 621.924.1 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР

¹ 570479, кл. В 24 В 23/02, 1974 (прототип). (54) (57) ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ, содержащий корпус, внутри которого на упруго податливых опорах установлен вал с приводом вращения, отличающийся тем, что, с целью расширения, технологических возможностей путем увеличения диапазона безвибрацнонных рабочих частот вращения, шпиндельный узел снабжен механизмом регулирования жесткости, выполненным в виде жестко связанной с валом шайбы с профнлированной внутренней торцовой поверхностью и шаров, размещенных между шайбой н упругой опорой, установленной с возможностью осевого перемещения.

1114533

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шпиндельных устройствах, работающих на высоких регулируемых частотах вращения.

Известен высокоскоростной шпиндельный узел, в котором одна из опор снабжена радиальными упругими элементами, а другая выполнена в виде сферического подшипника, который снабжен упругими в осевом направлении элементами, причем опора, снабженная радиальными упругими элементами, выполнена с возможностью осевого перемещения вала, связанного с механизмом привода гибкой муфтой 111, Недостатком известного шпиндельного устройства является отсутствие возможности активного регулирования его. жесткости, что приводит к возникновению повышенного уровня вибраций шпинделя при регулировании частоты его вращения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей шпиндельного узла за счет увеличения диапазона безвибрационных частот его вращения.

Поставленная цель достигается тем, что, высокоскоростной шпиндельный узел, содержащий корпус, внутри которого на упруго податливых опорах установлен вал с приводом вращения, снабжен механизмом регулирования жесткости, выполненным в виде жестко связанной с валом шайбы с профилированной внутренней торцовой поверхностью и шаров, размещенных между шайбой и упругой опорой, установленной с возможностью осевого перемещения.

На фиг. l представлена конструкция шпиндельного узла; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — ра эрез Б — Б на фиг. 1.

Высокоскоростной шпиндельный узел содержит вал 1, пневмотурбину 2 с плаваюшими лопатками 3, шайбу 4, жестко установ ленную на валу l и имеющую на внутренней торцовой поверхности изменяющийся в радиальном направлении профиль 5, втулку 6, установленную на валу на шлицах 7 и несущую переднюю подшипниковую опору 8, кольцо наружной обоймы 9 подшипника, установленное в трех симметрично расположенных пластинчатых пружинах 10, . защемленных по краям во втулке ll, которая допускает ее осевое перемещение относительно корпуса 12 на шлицах 13. Шары

14 и пружины 15 и 16 осуществляют упругое замыкание подшипниковой опоры 8 с втулкой 11 между корпусом 12 и шайбой 4.

Задняя опора 17 устанавливается неподвиж45

50 опорами.

Пред чагасмый ш пи ндельный узел обеспечивает безвпбрационную работу в диапазоне рабочих частот вращения до

100000 об/ми н, что позволяет выполнять одним инструментом широкую номенклатуру операций. но в осевом направлении относительно вала 1 и имеет упругую подвеску относительно корпуса на трех пластинчатых пружинах

18 аналогично передней опоры 8.

В результате в рукоятке 19 встроено устройство 20 подвода сжатого воздуха. Со стороны задней опоры шпинделя расположен механизм 21 запирания канала 22 подвода сжатого воздуха при превышении предельного значения частоты вращения, Со стороны передней опоры установлены втулки 23 и 24 для крепления шлифовального круга 25.

Шпиндельный узел работает следующим образом.

При включении устройства 20 сжатый воздух подается через канал 22 к плавающим лопаткам 3 пневмотурбины 2, приводящей во вращение вал 1 с 1плифовальным кругом 25. При вращении вала 1 центробежные силы, действуя на шары 14, пере20 мешают их в радиальном направлении по изменяющемуся профилю 5 шайбы 4 и, воздействуя на втулку 6, вызывают ее осевое перемещение вместе с подшипниковой опорой 8 и втулкой !1 по шлицам 7 и 13, выполненным соответственно на валу 1 и в корпусе 12. В результате осевого перемещения опоры 8, упруго подвешенной на плас тинчатых пружинах 10, жесткость шпиндельного узла увеличивается пропорционально кубу расстояния между передней 8 и задней !7 подшнпниковыми опорами. При этом увеличивается резонансная частота колебания шпиндельного узла, значение которой увеличивается при возрастании частот вращения в зависимости от закона изменения профиля.5 шайбы 4, который выполняется

35 таким (например, по закону кубической параболы!, чтобы обеспечить синхронное изменение резонансной частоты шпиндельного узла с изменением его рабочих частот вращения. Начало включения в работу

4О механизма перемещения упругой опоры регулируется подбором жесткости пружин 16, а положение исходного значения резонансной частоты шпнндельного узда — жесткостями пластинчатых пружин 10 и 18 упругих опор и исходным расстоянием между

Составитель В. Зайцев

Редактор Н. Назаренко Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 6391/9 Тираж 736 Подннсиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб;. д. 4/5

Филиал ППП Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4