Шпиндельная опора

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: шпиндельная опора содержит соосно размещенные в корпусе шпиндель с подшипниками, неподвижный фланец с цилиндрическим элементом, закрепленный в корпусе и фиксирующий наружнре кольцо одного подшипника. Также устройство предварительного натяга, выполненное в виде подпружиненной Относительно торца цилиндрического элемента втулки, установленной с возможностью осевого перемещения и контактом с наружным кольцом другого подшипника Имеет цилиндрический элемент, жестко соединенный с фланцем и выполненный с наружной кольцевой проточкой, с образованием полости между корпусом и цилиндрическим элементом . В полости размещено с контактом q. торцом подпружиненной втулки подпружиненное относительно цилиндрического элемента фланца кольцо. При этом направленные одна к другой поверхности цилиндрического элемента и подИружиненного кольца выполнены с кольцевыми пазами В пазах размещено пластичное магнитореоло ическоё вещество На внутренней поверхности цилиндрического элемента в зоне кольцевых пазов размещен переключатель, электрически связанный с электромагнитом Вал выполнен с гребнем, размещенным с зазором во фланце с возможностью контакта с переключателем. Опора позволяет обеспечить жесткое восприятие обратных осевых сил 4 ил Ё

5U, 1784766 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Р 16 С 25/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ЙЗОБРЕТЁНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 1 : :: : 2 (2 t) 4859065/27 : .. втулки, устайовленной с возможностью осе(22) 13.08.90 ., - вого перемещенйя и контактом с наружным (46) 30.12.92. Бюл. М 48 ..." кольцом другого подшипнйка. Имеет цилин(75) B,Ï. Прийдак " дрический элемент, жестко соединенный с (56) Авторское свидетельство СССР .: фланцем и выйолненный с наружной кольМ 986614, кл. В 23 В 25/06, 1981, цевой проточкой, с образованием полости

Авторское свидетельство СССР между корпусом и цилиндричеСким"элеменМ 1076654, кл. F 16 С 25/06, 1981.. том. В полости размещено с контактом с, ПатентАнглии %1258294,..... торцом подпружиненной втулки подпрукл. F 16 С 25/06, 1971, . "жиненйое относительно цилиндрического

Орлов П.И, Основы конструирования, элемента фланца кольцо. При этом M. Машиностроение, 1988, т.2, с.435-436, направленные одна к другой поверхности рис. 780(а), цилиндрического элемента и" подйружинен(54) ШПИНДЕЛЬНАЯ ОПОРА .:;.- . ного кольца выполнейы с кольцевыми паза(57)Использование: машиностроение. Сущ- ми; В пазах размещено пластичйое ность изобретения: шпиндельная опорасо- магнитореологйЧеСкое вещество, На внутдержит соосно размещенные в кбопусе:. ренней поверхности цилиндрического элешпиндель с подшипниками, неподвиЖйый мента в зоне кольцевых -пазов размещен фланец. с цилиндрическим элементом, за- переключатель","электрически связанный с крепленный s корпусе и фиксирующий на- электромагнитом, Вал выполнен с гребнем, ружное кольцо-одного подшипника. Также размещенным с зазором- во фланце с возустройство предварительного натяга; вы- можностью контакта с переключателем. полненное в виде подпружиненной Относи- : Опора позволяет обеспечить жесткое восптельно торца цилиндрического элемента: .риятие обратных осевых сил. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шпйй-. дельных узлах металлорежущих станкбв.""

Известна конструкция, содержащая на- гружающее устройство. создающее нагрузку на подшипники пропорциональнб мощности резания посредством магййто - стрикционной втулки.

Недостатком этой конструкции является отсутствие самоустаиовки подшипников, поэтому зазор-натяг зависит от: износа тел качения, температурных деформаций, деформаций от нагрузок йа шпиндель, точности изготовления подшипникового узла, регулйровки делителя напряжения. Неблагопрйятное стечение всех указаннЫх факторов может привести либо к недопустимому зазору, либо к перетяжке подшипников, Известна конструкция, содержащая нагружающее устройство, создающее нагрузку на подшипники посредством пружины и инерционных грузов, Сила пружины равна наибольшей осевой силе, действующей йа шпиндель, Инерционные грузы уменьшают

1784766

3 силу пружины пропорционально частоте магнитореологическое вещество, на внутвращения шпинделя. ш нделя. ренней поверхности цилиндрического элеНедостатком этой конструкции являет- мента в зоне кольцевых пазов размещен ся то, что подшипник нагружается силой, в переключатель, электрически связанный с два р за алые аза большей, чем полезйая нагрузка, 5 электромагнитом, а вал выполнен с грепоэтому конструкция имеет завышенную нем, размещенным с зазором во фланце с массу. Наличие инерционных грузов со мно- возможностью контакта с переключателем, гими точными и трущимися деталями услож- На фиг. 1 показана шпиндельная опора

0 струкцию. =;, . " . в продольном разрезе, наибольшая осевая .Йз естна конструкция, содержащая 10 сила Р действует в "прямом" направлении; г зк на подшипни1Ги пОсредствОм гйдро ном раЗреЗе в сОстОяниЙ йэГружения силой цилиндра и уменьшающее силу нагружения Р в "обратном" направлении в момент вклюпри увеличении числа оборотов;-,: чения переключателя; на фиг; 3 — та же опоНедостатком этой койструкции являет- 15 ра в состоянии нагружения силой Р в ся то, что подшийник нагружается силой, в "прямом" направлении в момент отклю едва раза большей, чем полезная.нагрузка, ния переключателя; на фиг, 4 — диаграмма поэтому конструкция имеет завышенную состояния магнитореологического вещестмассу. Наличие гидроцилиндра со многими ва ("твердое", "пластичное") от направлени точными и трущимися деталями усложняет 20 перемещения шпинделя, конструкцию. онструкцию..., . Шпиндельная опора; содержащая соосИзвестна конструкция, содержащая ус- но размещенные в корпусе 1 шпиндель 2 с тройство предварительного натяга riîäøèï-: подшипниками 3 и 4, неподвижный фланец ников посредством пружины. .:..::: 5 с цилиндрическим. элементом 6, закрепНедостаток конструкции состоитлишь в 25 ленный в корпусе 1 и фиксирующий наружтом, что шпиндель жестко зафиксирован ...": ное кольцо подшипника 3; устройство только в одйом направлении. В противопо- предварительного натяга, выполненное в ложном (обратном) направлении шпиндель . виде подпружийенной относительно торца удерживается пружйной и при осевой на-, - цилиндрического элемента 6 втулки 7.устагрузке, которая больше предварительного 30 новленнойсвоэможностьюосевогопеременатяга, перемещается. :..:,:... щения и контактом с наружным кольцом

Целью изобретенйя является расшире- подшипника 4. ние функциональйых возможностей шпин- Устройство "предварительного натяга дельной опоры с йредвэрительным обеспечиваетоптимальный натяг в подшипйружинным натягом путем жесткого восп- 35 никах, преодолевая силу трения в зазоре 8. риятия обратных осевых сил, Между цилиндрическим Элементом 6 и подЭто достигается тем, что шпиндельная: пружиненной втулкой 7 обеспечивается ЗаоПОра, содержащая соосно размещенные в . эор Б (фиг. 1). превышающий по величине корпусе шпиндель с подшuinééêàìè, не- возможные перемещенйя задней опоры подвижный фланец с цилиндрическим 40 подшипника 4. элементом; закрепленный в корпусе и фик"- Цилиндрический элемент 6 жестко соесирующий наружное кольцо одного под- динен с фланцем 5 и вйполнен с наружной. шипника, устройство предварительного .. кольцевойпроточкой,собразованиемполо.натяга, выполненное в виде подпружинен- сти между корпусом 1 и цилиндрическим ной относительно торца цилиндрического 45 элементом 6, в которой размещено с кон"элемента втулки; установленной с возмож- тактом с торцом =.Одпружиненной втулки 7 ностью осевого перемещения и контактом с подпружиненное относительно цилиндринаружным кольцом другого подшипника. ческого элемента 6 фланца 5 кольцо 9, при имеет цилиндрический элемент, жестко этом направленные одна к другой поверсоединенный с фланцем и выполненный с 50 хности цилиндрического элемента 6 и наружной кольцевой проточкой,собразова- подпружиненного кольца 9 выполнены с ййем полостй "между"кбрпусом и "цилиндри- кольцевыми пазами, в которых размещено ческим элементом, в которой размещено с пластичное магнитореологическое вещестконтактом с торцом подпружиненной втул- во 10, на внутренней поверхности цилинд ки подпружиненное относительно цилинд- 55 рического элемента 6 в зоне кольцевых рического элемента фланца кольцо, при пазов размещен переключатель 12, электэтом направленные одна к другой поверх- рически связанный с электромагнитОм 11, а ности цилиндрического элемента и подпру- вал 2 выполнен с гребнем. размещенным с жийенного кольца выполнены с кольцевыми зазором во фланце 5 с возможностью конпазами, в которых раэмегцено пластичное . такта с переключателем 12.

5 : 1784766 - 6 . Шпиндельная опора работает следую- .": Шпиндельная опора- предложенной щим образом. конструкции имеет более широкие функциПри действии осевой силы Р в "прямом" . ональйые возможности по сравнению с пронаправлении нагрузку воспринимает под- тотипом. Использование предложенной шипник 3, между. гребнем шпинделя и пере- 5 опоры в станках приводит к повышению их ключателем образован максимальный точности и производительности при сниже- зазор АЗ (фиг, 1, фиг. 4), при котором пере- нии затрат на производство и эксплуатаключатель 12 отключен. электромагнит 11 цию. обесточен, вещество 10 находится в

"пластичном" состоянии. Устройство 10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я предварительного натяга обеспечивает са-,: Шпиндельная ойора, содержащая соосмоустановку подшипника 4.: - ..: . но размещенные в корпусе шпиндель с подПри измененйй направления действия шипниками, неподвижный фланец с" . осевой силы Р на "обратное" (фиг. 2) шпин- цйлиндрическим элементом, закрепленный дель 2 переместится s:Hàïðàâëåíwè дейст- 15 в корпусе и фиксйрующий наружное кольцо вия силы на величину Д1 (фиг. 4). Зазор АЗ одного подшипника, устройство предвари. уменьшится: до минимального зазора А1 тельного натяга, выполненное в виде под-: между датчиком и переключающйм элемен- пружиненной относительно торца цилиндтом. При А1 происходитсрабатывание пере- рйческого элемента втулки, установленной ключателя 12 {фиг. 2). Переключатель 12 20 с возможностью осевого перемещения и включает электромагнит 11. При включении контакта с наружным кольцом-другого подзлектромагнита 11 магнитореологическое шипника, -отличающаяся тем, что, с вещество 10 переходит в "твердое" состоя-... целью расширения функциональных возние. Сила Рначинаетвосприниматьсясило- можностей путем обеспечения жесткого вой цепью: подшипник 4, втулка 7, кольцо 9, 25 восприятия обратных осевых сил, цилиндотвердевшее магнитореологическое веще- рический элемент жестко соединен с флан ство 10, цилиндрическйй элемент 6, фланец цем и выполнен с йаружной кольцевой

5, корпус 1, с упругйм сжатием элементов проточкой, с образованием полости между цепи на величину ДЗ (фиг. 4). При изменении корпусом и цилиндрическим элементом; в направления действия силы Р с "обратного" ЗО которой размещено с контактом с торцом на."прямое" шпиндель 2 перемещается на подпружиненной втулки подпружиненное величину ДЗ вЂ” Д5 (фиг. 3, фиг, 4). Между относительно цилиндрического элемента втулкой 7 и кольцом 9 образуется зазор Д5. фланца кольцо, при этом "направленные од-

В этот момент между переключателем 12 и на к другой"поверхности цилиндрического переключающим элементом стайовится 35 элемента и гюдпружиненного кольца выпол- равным А2, переключатель 12 отключает нены с кольцевыми пазами, в которых разэлектромагнит 11, магнитореологическое — мещейо пластичное магнитореологическое . вещество 10 переходит в "пластичное" со-.; вещество, на вйутренней поверхности ци-. стояние. освобождается подпружиненное, линдрического элемента в зоне кольцевых кольцо 9 и перемещается до упора ко втулке 40- пазов размещен переключатель, электриче7. После перемещения шпинделя 2 на вели-. ски связанный с электромагнитом, а вал вычину Д4 (фиг, 4) нагружается подшипник 3, полнен с гребнем, размещенным с зазором шпиндельная опора приходит в первона- во фланце с возможностью контакта с перечальное состояние (фиг.1). ключателем, 1784766 ) Я7 р У

Составитель В.Прийдак

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Юрковецкая

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Ãàãàðèíà, 101

Заказ 4355 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5