Шпиндельный узел станка

 

О Й И С А Н И Е »I75I517

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслуолик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.78 (21) 2613069 25-08 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) Ч. Кл.

В 23В 47/00

Государственный комитет

СССР по делан изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.9.06.229. .2(088.8) (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Автор изобретения

А. Ф. Стрельцов (71) Заявитель (54) ШПИНДЕЛЬНЪ|й УЗЕЛ СТАНКА

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в металлорежущих станках.

Известен шпиндельный узел, в котором гидростатические радиальные подшипники скомбинированы с роликовыми радиальными подшипниками, причем зазор между роликами и поверхностями дорожек, на которых расположены ролики, в роликовом подшипнике меньше зазора в гидростатиче- 10 ском подшипнике (1).

При нагрузках, превышающих несущую способность масляной подушки, роликовый подшипник ограничивает смещение шпинделя в зазоре гидростатического подшипни- 15 ка и предотвращает контакт между поверхностями гидростатического подшипника и шпинделя. При этом радиальную нагрузку воспринимают гидростатический н роликовый подшипники. 20

Недостатком такого шпиндельного узла является то, что ролики радиального роликового подшипника при величине диаметрального зазора 0,02 мм занимают неопределенное положение в зазоре и создают вибрацию шпинделя при его вращении, ускоряя износ подшипника качения н уменьшая тем самым его срок службы.

Известен также шпиндельный узел прецизионного станка, в котором гидростатпческий упорный подшипник скомбинирован с шариковым упорным подшипником, причем наружный торец одного из колец шарикоподшипника является опорной поверхностью для гидростатпческого подшипника (2)

Недостатком этого шпинделbного узла является то, что находящийся на быстровращающемся шпинделе упорный шариковый подшипник создает вибрацию шпинделя в связи с тем, что одно кольцо, являющееся опорной поверхностью для гпдростатического подшипника, а также шарики н сепаратор под действием центробежных сил и сил инерции имеют беспорядочные смещения относительно оси шпинделя, н кроме того при контакте, под действием больших нагрузок, быстровращаюшегося кольца упорного шарикового подшипника с неподвижной поверхностью гидр остатпческого подшипника происходит трение между ними до полного останова кольца, в результате которого нарушаются поверхности гидростатпческого упорного подшипника, снижая надежность и долговечность шпиндельного узла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является шпиндельный узел, содержащий радиальные подшипники скольжения, с подушкой из текучей среды, 751517 в которых установлен шпиндель, и радиальные иодшишшки качения, между внутренними Обоймами которых и шпинделем ооразован зазор (3).

Недостатком указанного шниндельного узла является то, что внутренние обоймы подшипников качения неподвижны и при их контакте с быстровращающпмся шпинделем, при малой площади их контакта, происходит либо заклипивание цапфы шпинделя с внутренней обоймой подшипника качения, либо трение и износ контактирующих поверхностей, увеличивающих величину зазора между цапфой шпинделя и внутренними обоймами подшипников качения, что может привести к заклиниванию шпинделя ь радиальных опорах сколь>кения, при уьеличении зазора между цапфой шпинделя и внутренними обоймами подшипников качения до величины большей, чем зазор между шпинделем и подшипником скольжения, и, кроме того, установленные беззазорные подшипники качения являются источниками усиленного тепловыделения, особенно при высоких скоростях вращения шпинделя, в результате чего надежность и долговечность шпиндельиого узла понижаются.

Целью изобретения является повышение надежности If долговечности шпиндельиого узла.

Цель достигается тем, что шпиндельный узел снабжен поводковыми устройствами, встроенными между шпинделем и внутренними обоймами подшипников качения.

На фиг. 1 изображен шниндельный узел, разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Шпиндель 1 установлен в подшипниках скольжения с подушкой из текучей cpe;I!>i, поддерживающей шпиндель 1, например, в аэростатических радиальных 2 и упорных

3 подшипниках. Кроме радиальных подшипников скольжения 2 установлены также радиальные подшипники качения 4 с гарантированным радиальным зазором»e»cау телами качения и обоймами этого подшипника в пределах от 0,003 до 0,01 мм, обеспечивающим нормальную работу подшипников качения 4 без шума и вибрации при больших числах оборотов.

Между цапфами шпинделя 1 и отверстиями внутренних обойм подшипников качения

4 имеются зазоры а. Между шпинделем 1 и отверстиями подшипников сколь>кения 2 имеются зазоры b. При этом суммарная величина зазора а и радиального зазора подшипника качения 4 меньше величины зазора b.

Поводковые устройства 5, служащие для передачи вращения от шпинделя 1 на внутренние обоймы подшипников качения 4, установлены неподвижно относительно внутренних обойм подшипников качения 4 и образуют зазор с между каждым поводковым устройством 5 и ведущей HoBepmoстью 6 шпинделя, который Обеспечивает

cBoIIo..п!Ое рад! ал!пioe пере ie !ен "e шгииде;! я 1 В р 1 Ili а;!ниь!х нг)дн! II il Hi! на" О IIО. ьжения 2. Величина BBBîpH с бо.!ьше величины зазора 6.

Шпиндельиый узел работает следующим образом.

При радиальных нагрузках, не превыша1О !Ощих несущую способность текучей среды, на! ръ зка BocHp I IH Hì ÿeòcf! ради альп ь! м подшипником скольжения 2. Внутренние 000Нмы подшипников качения 4 вра(цаются вместе со шпинделем 1. Вра!пение от шпин15 деля 1 на внутренние обоймы подшипников качения 4 передается иоводковы»H устройствами 5.

Подшиш!ики качения 4 радиально не нагружены при нали llili зазора а.

20 При увеличении радиальной нагрузки на шпиндель 1 выбирается зазор а, затем выбирается радиальнь!й зазор и радиальном подшипнике качения 4 ме>кду телами качения и обоймами HoglHIIHIII!«a.

25 Поскольку зазор b бо li>IHe суммарной величины зазора а и ради,". II>IIoio зазора подшипника качения 4, I() контакт между шпинделем 1 и новерхнос" ьк) радиальных

i1o;llliiIHll иков сколь>кения 2 Ifcêci!о .!ается.

30 А так как шпиндель 1 и вну peHI!ие обоймы подшипников качения 4 Iii .сют îдииаковые угловые скорости, то исклк>чается возможност!, увеличения ".азора а за счет истирания контактирующих поверхностей цапф

35 шпинделя 1 и отверстий внутре!ип!х обойм подшипников качения 4.

При работе без радиальных перегрузок шни".дельный узел сохраняет ис, достоин. тв;. ш!::.":ел!:*.х у.,:ов, н:.;>горых ьриме40 невы подшиш!ики скольжения с подушкой из текучей среды, поддерживаю!цей шпин;Ie,!ь, при этом подшипники llB ICH IIII раоот;!!от без радиальных нагрузок.

1IpIi ра, !иа.1!! HIIx перегрузках шпиндель

45 Ile BblxolIIT из строя, поскольку возможность заклшшвания шпинделя в радиальных опорах исключается, увеличивая тем самым надежность и долговечность шпиндельного узла.

Формула изобретения

Шпиндельный узел станка, содержащий радиальные подшиHникн сколь>кения с пo55 душкой из текучей среды, в которых установлен шпиндель, и радиальные подшипники качения, между внутрешшми обоймами которых и шпинделем образован зазор, о тл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности шпиндельного узла, oii снабжен поводковыми устройствами, встроенными между шпинделем и внутренними обоймами подшипников качения.

751517

2 B

I иъг./

4 -4

Фиг.Z

Составитель И. Покрасова

Тсхред Л. Куклина

Редактор Г. Улыбина

Корректор Н. Федорова

Заказ !474/10 Изд. ¹ 426 Тираж 1160 Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитега СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2

Исто !ники информ а!1ии, Принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CILIA ¹ 845309, кл. 308 — >5, опубл. 1969.

2. Авторское

¹ 288495, кл. В

3. Авторск,=

¹, ), 32487, кл. В свидетельство

23В 47/00 1965 свидетельство

28В 47/ОО, 1977,