Шпиндельное устройство

 

(72) Авторы изобретения

И. П. Караим и Д. А. Сухая

6.-.-

Минский филиал Всесоюзного научно-исследова е щ;коРЬ": конструкторско-технологического института подшипниковой промышленности (73) Заявитель (54) ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к машиностро ению, преимущественно станкостроению, и может быть использовано в шпиндельных устройствах металлорежуших станков, особенно в высокооборотных внутришлифовальных.

Известно.шпиндельное устройство, содержащее вал, размещенный в корпусе на трех радиЬльно расположенных опорах качения, оси которых равно состоят от оси вращения шпинделя 513 .

Недостатком известного устройства является относительно невысокий срок службы вследствие кромочного контакта опор качения с шейками вала шпин15 деля, а также отсутствие возможности регулирования и выверки положения опор качения относительно контактирующих поверхностей шеек вала шпинделя.

Бель изобретения - повышение точноо- >о ти вращения и долговечности работы устройства за счет обеспечения линейного контакта опор качения с шейками вала шпинделя.

Поставленная цель достигается тем, что шпиндельное устройство снабжено размещенным в корпусе по крайней мере одним блоком, содержащим башмак, в котором попарно расположены опоры, Причем блок установлен с возможностью радиального перемещения.

Шпиндельное устройство может быть снабжено двумя регулируемыми оппозитно размещенными блоками, или тремя блоками, размещенными равномерно относительно шпинделя и установленными с воэможностью самоустановки на шаровых опорах.

При этом установка блоков в опоре осуществляется подпружиненным относительно корпуса кольцом, в котором размещены шаровые опоры.

На фиг. 1 представлено шпиндельное устройство с двумя оппозитно расположенными блоками; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. З - шпиндельное устройство с тремя равномерно расположенными самоустанавливаюшимися

3 9753 башмаками, разрез; на фиг. 4 - разрез

Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - шпиццельное . устройство с одним самоустанавливаюшимся и регулирующим в радиальном направлении башмаком; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - шпиндельное устройство с тремя равномерно расположенными самоустанавливаюшимися башмаками, из которых один подвижен в радиальном направлении; на фиг. 8- 10 разрез Г-Г на фиг. 7.

Шпиндельное устройство имеет вал

1, который своими опорными шейками; выполненными в виде маслопрессовых

1 колец 2 из износоустойчивого матерна- 1s ла, опирается на ойоры 3 качения, выполненные в виде одинарных радиальных шарикоподшипников или сдуплексирован- ных радиально-упорных подшипников 4, которые на осях 5 установлены в баш- щ маках 6. Последние установлены на осях 7 в блоках 8 и застопорены винтами 9. Блоки 8 (фиг. 1 и 2) закреплены на фланцах 10, размещенных на корпусе

11. Осевая фиксация вала 1 достигается р конусным исполнением маслопрессовых опорных колец 2 с углом конуса DL=2-15 при перпендикулярной установке подшипников 3 и 4 к образующей конуса.

В шпиндельном устройстве (фиг. 3 и4) на наружных кольцах подшипников 3 жестко установлены кольца 12, образующая которых выполнена также под углом

Ы . В результате конусного исполнения колец 12 достигается равенство линей;ных скоростей по всей образующей, что исключает проскальзывание по поверхнос- тям контакта колец 12 и маслопрессовых колец 2. Башмаки 6 посрецством шаровой опоры 13 опираются s корпус 11. Шаровая опора 13 обеспечивает самоустановку колец 12 по образующей шейки шпинделя. Осевая фиксация вала 1 обеспечивается подачей масла под давлением в полость 14 или посрец ством пружин 15, которые воздействуют

45 на плунжер 16 и обеспечивают необходимый осевой натяг.

Установкой колец 12 на наружных кольцах подшипников 3 достигается повышение жесткости и точности вращения подшипников. В шпиндельном устройстве (фиг. 5 и 6} осевая фиксация вала 1 достигается исполнением маслопрессовых колец 2 с опорными буртиками. При этом оси 5 подшипников 3 жестко закреплены в корпусе 11. Это упрощает конструкцию, но иавышает требования к точности координат расположения осей 5 в корпусе

62 4

11. Необходимый прижим вала 1 к подшипникам 3 обеспечивается башмаком 6 посредством регулируемой шаровой опоры 17.

В шпиндельном устройстве, представленном на фиг. 7.и 8, подшипники 3 в передней опоре установлены в самоустанавливаюшихся башмаках 6, опирающихся на шаровые опоры 13. В задней опоре подшипники 3 осями 5 жестко закреплены в корпусе 11. Один из башмаков 6 установлен с возможностью радиального смещения. Осевая фиксация вала 1 обеспечивается криволинейной по.верхностью (например, радиусной) дорожки качения на маслопрессовом кольце задней опоры и криволинейной образующей кольца 12, неподвижно закрепленного на наружных кольцах подшипников

3 той же опоры. Кольца 12 окончательно обрабатываются на собранных опорах, чем достигается частичная компенсация неточности вращения подшипников 3. Установка подшипников в башмаках 6 н самих башмаков осуществляется при оптимальных значениях углов р и Э. соот-ветственно. При.этом для достижения оптимального значения угла р возможна смещенная установка подшипников в башмаке (фиг. 8), а для достижения оптимального значения угла у общее количество опорных и прижимных башмаков в опоре увеличивается с двух до трех.

Например, оптимальными значениями углов p и у являются 60-1200 соответственно. При этом погрешности формы (овальность, гранность) опорных маслопрессовых колец и подшипников в наименьшей степени оказывают влияние Н8 точность вращения вала.

В опорах качения подшипники выбираются такими, чтобы наружный диаметр незначительно (с целью исключения кратности) отличался например в большую сторону, от диаметра опорных шеек ва ла. Смазка каждого подшипника обесцечивается масляным туманом.

Предлагаемое шпиндельное устройство обеспечивает высокую точность вращения шпинделя, надежность и стабильность его в работе.

Формула изобретения

1. Шпиндельное устройство, содержащее вал, размещенный в корпусе на радиально расположенных опорах качения, оси вращения которых равно отстоят

5 97 от оси вращения шпинделя, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности вращения за счет обесцечения линейного контакта опор качения с шейками вала шпинделя, устройство снабжено размещенным в корпусе по крайней мере одним блоком, содержащим. башмак, в котором опоры расположейы попарно.

2. Шпиццельное устройство по п.1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что/ блок установлен с возможностью радиального перемещения. 3. Шпиндельное устройство по пп.1 и

2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным олоком, размещенным оппозитно первому.

4. Шпиндельное устройство по пп.l и

2,отличающееся тем,что оно снабжено по крайней мере двумя дополнительными блоками, размещенными

5362 б равномерно относительно шпинцеля и установленными с возможностью самоустановки посредством введенных в устройствошаровых опор.

5. Шпиндельное устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оио снабжено двумя дополнительными блоками, размещенными равномерно относительно шпинделя, причем все блоки ус10 тановлены с возможностью самоустановки посрецством введенных в устройство шаровых опор.

6. Шпиндельное устройство по пп. 1 и и 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что 5 блок снабжен подпружиненным относитель но корпуса кольцом, в котором размещены шаровые опоры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе щ 1. Патент ГДР N 29752, кл. В 24 В 41/04, опублик. 1964.

О7536

Составитель В. Зайцев

Редактор Н. Лазаренко Техред E.)(арятончик Корректор I- .Ot ap .Заказ 8881/21 Тираж 886 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4