Шпиндельный узел шлифовального станка

 

Изобретение относится к станкостроению . Его целью является повышение точности обработки. Шпиндельный узел шлифовального станка содержит шпиндель 1, .установленный в корпусе на опорах в виде подшипников качения, одна (2) из которых выполнена с возможностью осевого перемещения шпинделя, а вторая (3) выполнена в виде встречно установленных радиально-упорных подшипников, наружные кольца которых жестко связаны с корпусом а внутренние кольца смонтированы на шпинделе по посадке без натяга и соединены со шпинделем в осевом направлении посредством симметричных упруг гих элементов в виде тарельчатых пружин с нелинейной характеристикой. 2 ил. (Л /7 ю оо со СП 00 дуив. i

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

„„SU„„1423358 А1 (5у 4 В 24 В 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9ф ф

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4015280/25-08 (22) 03.03.86 (46) 15.09.88. Бюл. У 34 (71) Лубенский станкостроительный завод "Коммунар" (72) А.С. Довгий, IO.Ï. Захарченко, А.Д. Пизенцали, И.И. Синяговский и Н.С. Тараненко (53) 621. 923.5(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

У 570479, кл. В 24 В 23/02, 1974. (54) ШЛИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ШЛИФОВАЛЬНОГО

СТАНКА (57) Изобретение относится к станкостроению. Его целью является повышение точности обработки. Шпиндельный узел шлифовального станка содержит шпиндель 1, установленный в корпусе на опорах в виде подшипников качения, одна (2) из которых выполнена с возможностью осевого перемещения шпинделя, а вторая (3) выполнена в виде встречно установленных радиально-улорных подшипников, наружные кольца которых жестко связаны с корпусом а внутренние кольца смонтированы на шпинделе по посадке без натяга и соединены со шпинделем в осевом направлении посредством симметричных упру» гих элементов в виде тарельчатых пружин с нелинейной характеристикой.

2 ил.

1423358

« :зобретение ОтнОсится K QTRHKQc7 pQ ению и может быть использовано в шли фовальньи станках для обработки колен-ят6:х валов.

Цель.а изобветения является повыше!?не точности обрайотки, 1la фиг,. 1 показана конструкция предложенного шпинде??ьного узла„ на Фиг. 2 — харЯктепистика ЗГО упруГОй системы, Шпищцельный узел состоит из шпинделя 1i, передний конец которого базируется в подшипнике 2 с цилиндричес= кими роликами, а зяд ;;яЛ - в двух 15 встречно ус7 ановленных радиально-упорных подшипниках 3, Наружные кольца подшипников 3 закреплены B корпусе бабки 4 неподвижно„ а внутренние установлены ;-;а шпинделе с посадкой без 20 натяга.

Упругие элементы 5 в виде пакетов тярельчат6?х пружин через ограничиГе?? чые кочь?та б возг йству?от на

B9у грГнчие Ол? ЦЯ Год лип!1??ка 3 а че 25 рез бурт 7 и кольцо 8 вь?полняющее роль бурта, — на шпиндель

1?ежду ограничительным кольцом б и буртом s слева От подшипника 3 и Ог "

*-«1 11 7 PTIBHb?M ?.опьпом б и Кольцом 8 справа от него имеются Осевые зазо6ibI 9 Б вреде??ах х1«оторь!х обесг?ечива ( ется осевая упругая податливость шпи!1-!

I деля, Ня лев з?*. конце шпинделя 1 установлена планшяйбя с торцом ",С,. На кото ?. .6?й ъ стяняв?1ивяется зажимное приспо собление 11, предназначенное для кре"?пения изделия 12. На правом кон-це шпинделя 1 имеется ?.айка 13В

Шпиндельньф узел ря-!от ет следующим Образом, т ; и Q7 С ТСТВИ".,I ВНЕШНЕйi ОСЕВОЙ СИЛ61 усилия упругих элементов Бзаимнс уравно Б ешнвают ся, я о!Пиндель находится в номинальном осевом положении. Ле-.

B6III и правьей у!?р 1гие эдеме н7:ы 5 пр(- ."."" варительно деформ?рова??ь. На величин"„

К (фиг„2) чем достигается большое

- р " У усилие в упругих элементах для нятя50

ra подшипников и выход ня пологую часть ?.— х характеристики„.

На фиг. 2 совмещечы графики характеристик упругих элементов: участок

Л - для лpBQ О . участок Ч вЂ” для праГ5

БОГО.

С гркпожением к деталям, связанным сО шпинделем осеВОи силь! направлен ной„ например, вправо, шпиндель переустанавливает шпиндель в исходное положение. То же происходит и при противоположном направлении внешней силы, Характеристика тарельчатых пружин (упругих элементов) и пределы их дефор??ации подобраны так, что. Не смотря на предварительное напряжение пружин с большим усилием, цля осевого смешения шпинделя достаточна малая внешняя сила, так как используются пологие и к тому же убывающие участки характеристик пружин.

Ограничительные кольца б применяются с целью ограничения деформации упругих элементов, так как при их использовании на убывающих участках характеристики возможно опрокидывание одного упругого элемента дру-.

Гим с вытекающим из этого реверсом осевого усилия упругих элементов.

В связи с этим возможна деформация упругих элементов в пределах +Б

= . (О, 1-0, 125) макс«?мяльного хода

rIpужин.

Г рафик на фиго 2 построен нЯ базе пружины со следующими параметрами:

Няружньй диаметр пружины мм 180

Внутренний диаMeVP ММ 125

Толщина материала пружины, мм 3

Максимальный ход

1P / K H HbI MM

Модуль упругости материала, кгс/см 2„. . 10

Коэфф.относ.удлинения материала 0,3

4.5

Пружииб! I?pедвяритепьно деформиро

Баны на величину З,б мм. Ход пружины при работе узла 0,5 мм (для упругого элемента — пакета из двух пружин — 1 мм). Максимальная противодействующая смещению шпинделя сила упругих элементов равна 4 кгс. местится sa счет смещения в подшипнике 2 и скольжения шейки шпинделя в подшипнике 3. При этом левый упругий элемент оказывается сжатым больше правого (в пределах зазора 9), а правый - ослаблен на ту же величину)..

В связи с тем, что интенсивность убы. вания усилий в этой части диаграммы разная для левого и правого упругого элемента, возникает сила, которая после снятия внешней осевой силы

1423358

Так как кольца подшипников установлены в корпусе и на шпинделе в радиальном направлении жестко и,кроме того шпиндель защемляется усиЭ

5 лием натяга подшипников 3, ось шпинделя занимает постоянное положение.

В случае работы узла в условиях когда осевое смещение шпинделя не допускается, например при шлифовании торца 10 планшайбы, установленной на шпинделе, зазоры 9 убираются гайкой

13, а шпиндельный узел становится жестким и в осевом направлении.

Предложенный шпиндельный узел при высокой радиальной жесткости позволяет эффективно компенсировать внешние осевые силы, приложенные к нему, чем снижается их вредное влияние на обрабатываемое изделия и, как следствие, повышается точность обработки.

Особое значение высокая осевая податливость шпинделя приобретает после некоторого периода эксплуатации станка у потребителя, когда зажимные приспособления (например, самоцентрирующие кулачковые патроны) подверглись частичному износу, при котором в них появились люфты, позволяю- 30 щие зажимным кулачкам, кроме движения зажима, иметь перемещения, создающие осевые напряжения в изделии, Осевая податливость шпинделя компенсирует о эти напряжения и этим сохраняет высокую точность обработки в течение длительного периода эксплуатации станка без замены патронов.

Таким образом, благодаря податливости шпинделя при дост. точно большом натяге радиально-упорных подшипников достигается уменьшение отрицательного влияния осевой силы на работу шпинделя и, как следствие, ïîâûшение точности обработки, Формула изобретения

Шпиндельный узел шлифовального станка, содержащий шпиндель, установленный в корпусе на опорах в виде подшипников качения, одна из которых выполнена с возможностью осевого перемещения шпинделя, а другая расположена между буртами шпинделя и снабжена упругими в осевом направлении элементами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности обработки, вторая опора выполнена в виде двух встречно установленных радиально-упорных подшипников, наружные кольца которых жестко закреплены в корпусе, а внутренние смонтированы на шпинделе с возможностью осевого перемещения последнего, при этом вторая опора снабжена ограничительными кольцами, установленными между внутренними кольцами подшипникон и буртами шпинделя с зазором, а упругие элементы выполнены в виде тарельчатых пружин и расположены между буртами шпинделя и ограничительными кольцами с возможностью осевой деформации на величину зазора между ограничительными кольцами и буртами шпинделя.

1423358

Составитель А. Козлова

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

«%-.

Редактор N. Келемеш

Тираж 678 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„ Раушская наб., д, 4/5

Заказ 4475/18

Производственно-полйграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4