СПОСОБ СБОРКИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B23P19/00 

Изобретение относится к сборке и может быть использовано для сборки высокоточных шпиндельных узлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому способу относится способ сборки шпиндельного узла, при котором на вал шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с расположенной между ними распорной втулкой, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами подшипников, вводят вал с установленными на нем элементами в отверстие корпуса с уступом и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик, взаимодействующий с внешним кольцом подшипника [1]
Известно устройство для осуществления способа, содеpжащее блок с цилиндрической полостью для установки и закрепления корпуса шпинделя и каналом для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон [2]
К недостаткам указанного способа и инструмента для его осуществления следует отнести то, что невозможно контролировать величину осевой деформации завальцовываемого буртика корпуса шпиндельного узла, взаимодействующего с внешним кольцом подшипника. В результате радиально-упорные подшипники шпиндельного узла имеют чрезмерную величину осевого натяга. Это приводит к заклиниванию подшипников и снижению долговечности шпиндельного узла.

Цель изобретения повышение долговечности собираемого шпиндельного узла за счет контроля деформации корпуса.

Это достигается тем, что в известном способе сборки шпиндельного узла, при котором на вал шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с расположенной между ними распорной втулкой, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами подшипников, вводят вал с установленными на нем элементами в отверстие корпуса с уступом и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик, взаимодействующий с внешним кольцом подшипника, предварительно формируют кольцевой буртик с образованием осевого зазора между буртиком и внешним кольцом подшипника, смещают вал шпинделя с напрессованными на нем подшипниками и втулкой в направлении кольцевого буртика корпуса и окончательно завальцовывают буртик, непрерывно измеряя осевое перемещение вала, причем усилие завальцовки осуществляют равномерным нагружением буртика корпуса со стороны инструмента и прекращают ее в момент окончания осевого смещения вала.

Это достигается и тем, что для осуществления способа используют устройство для сборки шпиндельного узла, содержащее блок с цилиндрической полостью для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон. Согласно изобретению оно снабжено механизмом определения требуемой величины осевой деформации завальцовываемого корпуса, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры, пружины, регулировочного винта и рычага с измерительным устройством на конце, при этом цилиндрическая опора, пружина и регулировочный винт последовательно установлены за шпиндельным каналом в отверстии блока, соосном с цилиндрической полостью блока и шпиндельным каналом, на опоре выполнена лыска, а плечо рычага введено в полость, образованную плоскостью лыски и поверхностью отверстия блока.

Такое выполнение способа и устройства для его осуществления обеспечивает контроль деформации буртика корпуса шпиндельного узла, взаимодействующего с внешним кольцом подшипника. В результате обеспечивается номинальная величина осевого натяга радиально упорных подшипников шпиндельного узла. Это исключает возможность заклинивания подшипников и повышает долговечность шпиндельного узла.

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит блок 1 с цилиндрической полостью 2 для установки и закрепления корпуса шпинделя, и каналом 3 для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон 4. Устройство снабжено механизмом определения требуемой величины осевой деформации завальцовываемого корпуса, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры 5, пружины 6, регулировочного винта 7 и рычага 8 с измерительным устройством 9 на конце. При этом цилиндрическая опора 5, пружина 6 и регулировочный винт 7 последовательно установлены за каналом 3 в отверстии 10 блока 1, соосном с цилиндрической полостью 2 блока 1 и каналом 3. На опоре 5 выполнена лыска 11, а плечо рычага 8 введено в полость 12, образованную плоскостью лыски 11 и поверхностью отверстия 10 блока 1. Деформирующий пуансон 4 имеет фасонный рабочий участок 13. Для фиксации корпуса шпинделя предусмотрен маховик 14.

Перед обработкой деформирующий пуансон 2 укрепляют в планшайбе пресса (или на одной из губок специальных тисков). Блок 1 устанавливают на столе пресса (или во второй губке специальных тисков). На вал 15 шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с внешним 16, внутренним 17 кольцами и телами 18 качения и расположенную между ними распорную втулку 19, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами 16 подшипников. Вал 15 с установленными на нем элементами вводят в отверстие 20 корпуса 21 с уступом 22 и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик 23, взаимодействующий с внешним кольцом 16 подшипника. Причем кольцевой буртик 23 формируют с образованием осевого зазора δ между буртиком и внешним кольцом 16 подшипника. Корпус 21 устанавливают в цилиндрическую полость 2, вал 15 размещают в канале 3 блока 1. В таком положении корпус 21 фиксируют маховиком 14. Смещают вал 15 шпинделя (с напрессованными на нем подшипниками и распорной втулки 19) в направлении кольцевого буртика 23 корпуса 21 и окончательно завальцовывают буртик 23, непрерывно измеряя осевое перемещение вала 15 измерительным устройством 9. Причем усилие завальцовки осуществляют равномерным нагружением буртика 23 корпуса 21 со стороны деформирующего пуансона 4 и прекращают его в момент окончания осевого смещения вала 15. В связи с этим радиально-упорные подшипники имеют номинальную величину осевого нагружения, что исключает их заклинивание и повышает долговечность шпинделя.

После окончательной завальцовки буртика 23 деформирующий пуансон отводят в исходное положение, поворотом маховика 14 раскрепляют корпус 21 шпинделя и выводят его из цилиндрической полости 2 блока 1.

П р и м е р. Сборка крутильно-вытяжных машин ТFТ-620 по производству синтетических нитей, закупаемых по импорту. Частота вращения шпинделя 5000 об/мин Внешний диаметр кольца радиально-упор- ного подшипника 25 мм Диаметр вала шпин- деля 8 мм Толщина буртика кор- пуса 3 мм Радиус профиля закаты- ваемого буртика 3,5 мм Твердость материала буртика НВ 280 Осевое усилие нагру- жения буртика 0-3000 Н
В качестве измерительного устройства используют индикатор часового типа с ценой деления 0,001 мм.

Изобретение (по отношению к прототипу) позволяет повысить долговечность собираемых шпинделей в 3,5-4,5 раза.

Использование: реставрация неразборных шпинделей вне устройств эксплуатации. Сущность изобретения: компенсируют радиальный зазор вала шпинделя закрепляют неподвижно в приспособлении станка, измеряют величину осевого зазора вала шпинделя и в соответствии с величиной измерения выполняют дополнительную закатку буртика корпуса, нагружающего внешнее кольцо радиально-упорного подшипника, причем закатку буртика осуществляют равномерным нагружением его осевым усилием со стороны инструмента, при этом до начала процесса закатки вал шпинделя относительно корпуса смещают в осевом направлении в сторону расположения буртика корпуса на величину имеющегося зазора, а в процессе закатки непрерывно измеряют осевое перемещение вала относительно корпуса, при этом приложение осевого усилия закатки прекращают в момент окончания осевого перемещения вала шпинделя. Устройство для осуществления способа содержит матрицу с цилиндрической полостью для установки корпуса и каналом для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон и измерительное устройство в виде поворотного рычага с ножкой индикатора, при этом оно снабжено устройством предварительного выбора осевого зазора вала шпинделя, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры, пружины и регулировочного винта, при этом цилиндрическая опора установлена в отверстии матрицы соосно с цилиндрической полостью с возможностью осевого перемещения и на ней выполнена лыска с выходом в канал матрицы, а ножка поворотного рычага введена в полость, образованную плоскостью лыски и поверхностью отверстия. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сборки шпиндельного узла, при котором на вал шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с расположенной между ними рессорной втулкой, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами подшипников, вводят вал с установленными на нем элементами в отверстие корпуса с уступом и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик, взаимодействующий с внешним кольцом подшипника, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности собираемого шпиндельного узла путем контроля деформации корпуса, предварительно формируют кольцевой буртик с образованием осевого зазора между буртиком и внешним кольцом подшипника, смещают вал шпинделя с непрессованными на нем подшипникам и втулкой в направлении кольцевого буртика корпуса и окончательно завальцовывают буртик, непрерывно измеряя осевое перемещение вала, причем усилие завальцовки осуществляют равномерным нагружением буртика корпуса со стороны инструмента и прекращают ее в момент окончания осевого смещения вала. 2. Устройство для сборки шпиндельного узла, содержащее блок с цилиндрической полостью для установки и закрепления корпуса шпинделя и каналом для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом определения требуемой величины осевой деформации завальцовываемого корпуса, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры, пружины, регулировочного винта и рычага с измерительным устройством на конце, при этом цилиндрическая опора, пружина и регулировочный винт последовательно установлены за шпиндельными каналом в отверстии блока, соосном с цилиндрической полостью блока и шпиндельным каналом, на опоре выполнена лыска, а плечо рычага введено в полость, образованную плоскостью лыски и поверхностью отверстия блока.