Шпиндельный узел шлифовального станка

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах шлифовальных станков. Цель изобретения - повышение долговечности шпиндельного узла, смонтированного на гидродинамических подшипниках скольжения, путем уменьшения трения покоя в момент запуска шпинделя. Шпиндельный узел шлифовального станка содержит сегментные вкладыши 1, с которыми контактирует вибратор в виде цилиндрического пьезоэлемента 3, состоящего из набора дисков из материала, обладающего пьезоэффектом. Цилиндрический пьезоэлемент 3 установлен в корпусе шпиндельной бабки на пружине 6. Вал 7 снабжен по крайней мере одной дополнительной опорой в виде эксцентричного ролика 10, который укреплен на штоке гидроцилиндра 16, что позволяет ролику 10 перемещаться в направлении, перпендикулярном шпиндельному валу. При подаче масла в гидроцилиндр 16 ролики 10 поднимают вал 7, одновременно вкладыши начинают вибрировать. Включается вращение вала 7, ролики вращаются, поднимая шпиндель на величину эксцентриситета ролика 10, между вкладышем 1 и валом 7 возникает гидродинамический клин. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Щ)5 В 24 В 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4470448/31-08 (22) 13.06.88 (46) 07,08,90. Бюл. У 29 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72).О,О,Смиловенко, Ю.К.Наследышев и.Ю.В.Скорынин (53) 621.923.5(088.8) (56) Детапи и механизмы металлорь-. жущих станков. / Под ред..Д.Н.Решетова, т.2,;M,: Машиностроение, 1972, с, 105. (54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ШЛИФОВЛЛЬНОГО

СТАНКА (5?) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах шлифовальных станков, Цель изобретения - повьппение долговечности шпиндельного -узла, смонтированного на гидродинамич еских подшипниках скольжения, путем уменьшения трения покоя в момент запуска

„„Я13„„1583271 А 1

2 шпинделя. Шпиндельный узел шлифовального станка содержит сегментные вкладьппи 1, с которыми контактирует вибратор в виде цилиндрического пьезоэлемента 3, состоящего иэ набора дисков иэ материала, обладающего пьезоэффектом, Цилиндрический пьезоэлемент 3 установлен в корпусе шпиндельной бабки на пружине 6 ° Вал 7 снабжен по крайней мере одной дополнительной опорой в виде эксцентричного ролика 10, который укреплен на штоке гидроцилиндра 16, что позволяет ролику 10 перемещаться в направлении, перпендикулярном шпиндельному валу 7.

При подаче масла в гидроцилиндр 16 ролики 10 поднимают вал 7, одновременно вкладьпни 1 начинают вибрировать, Включается вращение вала 7 ° ролики вращаются, поднимая шпиндель на величину зксцентриситета ролика 10,, между вкладышем 1 и валом 7 возникает гидродинамический клин ° 3 ил.

1583271

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков, преимущественно шлифовальных станков.

Цель изобретения » повышение долговечности шпиндельного узла путем уменьшения трения покоя в момент запуска шпинделя. 10

На фиг. 1 представлена кинематическая схема шпиндельного узла шлифовального станка; на фиг.2 - схема гидродинамической опоры, вкладыши .которой снабжены устройством для соз- 15 дания вибраций; на фиг,3 - схема устройства с эксцентричными роликами для разгрузки, вала-шпинделя в момент запуска, Вкладыш 1 гидродинамического под- 20 шипника опирается на опорный штырь

2, который расположен в сквозном отверстии, выполненном в вибраторе 3, представляющем собой цилиндрический пьезоэлемент, состоящий из набора 25 дисков 4 с центральным отверстием.

Диски 4 выполнены из материала, обладающего пьезоэффектом, т.е. изменяющего свою длину под действием электрического поля, Цилиндрический 30 пьезоэлемент 3 опирается одним своим основанием на вкладыш 1 через шайбу

5, а другим основанием на тарельчатую пружину 6, Пружина 6 при нерабо.тающем шпинделе находится в сжатом состоянии под действием веса вала 7, Пружина 6 установлена в отверстии 8, которое выполнено в корпусе 9.

t

Под валом 7 расположены два ци" 40 линдрических ролика 10, которые эксцентрично закреплены на своих осях

11 ° Величина эксцентриситета ролика

10 зависит от величины рабочего зазора, который устанавливается в гид- 45 родинамической опоре при вращении и составляет, например, для бесцентрово-шлифовального станка 30-50 мкм, В теле роликов 10 со стороны меньших радиусов выполнены выборки 12 для создания такого положения равновесия, когда части роликов, радиусы которых равны (к + е), находятся внизу (градиус ролика 10, e — - величина эксцентриситета), Оси 11 роликов 10 опи55 раются на подшипники 13, которые установлены в вилке 14, выполненной заодно с плунжером 15, Имеются гидроцилиндры 16, заполненные жидкостью под таким давлением, что суммарное усилие на двух роликах 10 равняется весу вала 7 с закрепленными на нем деталями - шлифовальным кругом и шкивом ременной передачи, На такое же давление настроен и предохранительный клапан 17, Устройство работает следующим образом, Одновременно с включением гидростанции станка для заполнения маслом шпиндельной бабки включается насос

18, и гидроцилиндры 16 заполняются жидкостью под таким давлением, что на роликах 10 создается усилие, раз- гружающее вал 7 от собственного веса.

После заполнения бабки станка маслом, одновременно с началом вращения валашпинделя, создается переменное электрическое поле в цилиндрическом пьезоэлементе 3, За счет периодического изменения своей длины под действием электрического поля пьезоэлемент 3 работает как вибратор, В это время ролики 10 прижаты к валу 7 и при вращении вала обкатываются по его периферийной поверхности, приподнимая вал за счет своего эксцентриситета, Вал 7 отходит от вкладьппа 1 и между ними возникает зазор, в который затекает масло, что способствует образованию гидродинамического клина, Усилие пружины 6 рассчитано так, что при неработающем станке, когда вал

7 лежит, опираясь непосредственно на вкладыши 1, пружина 6 находится в сжатом состоянии, При подъеме вала

7 роликами 10 вкладыш 1, шайба 5, цилиндрический пьезоэлемент 3 и пружина 6 освобождаются от усилия, созданного весом вала 7, и пружина 6 способствует передаче колебаний, возбуждаемых в вибраторе, вкладьппу l.

При вращении вала 7, когда между ва» лом и вкладышем 1 уже имеется устойчивый гидродинамический клин, нагрузка на вкладыш 1, достигающая 10000 Н, воспринимается опорным штырем 2 и корпусом шпиндельного узла, а пьезоэлемент 3 опускается в отверстии 8 за счет сжатия пружины 6 усилием, передаваемым от вкладьппа 1 через шайбу

5 и пьезоэлемент 3, Ролики 10, совершив оборот вокруг своей оси, возвращаются в положение равнове"ия, когда сверху находятся те части роликов, диаметр которых равен (r — е).

5 158

Если за один оборо г вала 7 не установился гидродинамический режим в опоре, то вал 7 опускается снова на ролики 10, и цикл повторяется, Формула изобретения

Шпиндельный узел шлифовального станка, шпиндель которого смонтирован на двух радиальных гидродинамических опорах, включающих по крайней мере по три самоустанавливающихся вкладыша, установленных с возможностью взаимодействия со сферическими торцами. опорных стержней, которые закреплены в корпусе, о т л и ч а ю « шийся тем, что, с целью повы3271 б шения долговечности узла путем уменьшения трения покоя в момент запуска шпинделя, по крайней мере по два

5 вкладыша каждой радиальной опоры установлены с возможностью взаимодействия с введенными в узел пьезоэлементами, размещенными в корпусе соосно опорным стержням и подпружиненными относительно упомянутого корпуса, при этом шпиндельный узел снаб» жен по крайней мере одной дополнительной опорой, размещенной между радиальными опорами и выполненной в

15 виде эксцентричного. ролика, установленного с воэможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси шпинделя, Ю

Фиг.2

1583271

Со с т авит ель С, Лапин

Техред Л. Сердюкова Корректор. М, Самборская

Редактор С,Патрушева

Заказ 2222 Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101