Подшипниковая опора шпиндельного узла металлорежущих станков Советский патент 1984 года по МПК F16C25/06 

Изобретение относится к машиноостроению, а именно к подшипниковым опорам илшидельных узлов металлорежущих станков.

Наиболее близкой к предлагаемой является подшипниковая опора шпиндельiioro узла металлорежущего станка, содержащая смонтированные на шпинделе подшипники и устройство для регулирования натяга, выполненное в виде подпружиненной, взаимодействующей с подшипниками втулки с окнами, подпятника, установленного на втулке, и инерционных грузиков 1.

Указанное устройство сложно в изготовлении.

1|сль изобретения - упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в ;1Оди1И И1иковой опоре шпиндельного узла металлорежущих стапков, содержащей смонги;)ованпые на шпинделе подшипники и уст:()йсгва для регулирования натяга, выполненное в виде подпружиненной, взаимодействуюи.1,ей с подшипника.ми втулки с окнами, | ;диятника, установленного на втулке, и инерционных грузиков, устройство регулирования натяга снабжено плунжерами, взаимодействующими с инерционными грузиками, а в шпинделе напротив окон втулки выполнены радиальные отверстия, в которых размещены указанные инерционные |-рузики и плунжеры, связанные с подпятником посредством канала, образованного выточкой подпятника и выступом втулки и заио.чпеипого гидронласто.м.

Ма фиг. 1 изображена подшипниковая 0110)а с устройством регулирования натяга, продо .ьный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Г1од1ииппиковая опора шпиндельного узла металлорежущих станков содержит смопгироваиные на щпинделе 1 подшипники 2 и устройство для регулирования натяга, выполненное в виде подпружиненной, взаимодействующей с подшипниками 2 втулки 3 с окнами 4, подпятника 5, установленного на втулке 3, инерционных грузиков 6, и плунжеров 7, взаимодействующих с инерционными грузиками 6, а в шпинделе 1 напротив окон 4 втулки 3 выполнены радиальные отверстия 8, в которых размещены указанные инерционные грузики 6 и плунжеры 7, связанные с подпятником 5 посредством капала 9, образованного выточкой подпятника 5 и выступом втулки 3, заполпенного гидропластом. Инерционные грузики выполнены в виде составного стержня 10 и конического щтифта 11.

Подщинниковая опора работает следуюН1ИМ образом.

В каждый момент времени величина натяга РН в подшипнике передней опоры формируется двумя усилиями: усилием создания натяга Рцр и усилием снятия натяга

РН

Р,Рпр-йР,.

Усилие создания натяга Р„р вырабатывается упругими тарелками. Требуемая величина его обеспечивается при сборке опоры путем подшлифовки торцов втулки 3. Усилие снятия натяга вырабатывается в замкнутом канале 9 с гидропластом благодаря тому, что плунжер 7 создает в канале давление, функционально связанное с числами оборотов шпинделя.

При неподвижном шпинделе 1 (фиг. 1)

патяг в подшипнике 2 определяется практически величиной усилия Р„р , упругих элементов 12, так как давление в канале 9 близко к «О. При этом 1 Рпр- РН, причем .

При малых оборотах шпинделя 1 на его

инерционных грузиках 6 (фиг. 2) развиваются центробежные силы РНН , которые несколько перемещают стержень 10 со штифтом 11 в радиальном направлении, сжимая плунжером 7 гидропласт в замкнутой полости 9

f) до величины Р, определяемой выражением

р Рин

где Р - удельное давление гидропласта

в замкнутом канале 9; f - площадь поперечного сечения плунжера 7. 5

При этом весь объем гидропласта в канале 9 воздействует на стенки кольца подшипника 5 втулки 3 с усилием снятия натяга дРн равным

,

,

где г - площадь стенки-, образуемой двумя поясками, выполненными на втулке 3 с диаметром d и D

F 5r/4(D2-d2).

В подшипнике 2 передней опоры устанавливается натяг равный 5Р р .рр

н Mip

Величина PF на малых оборотах сравнительно мала. Величина натяга в опоре близка к монтажному Рпр. Предлагаемая опора обладает повышенной жесткостью.

0 На оборотах шпинделя 1, близких к максимальным для данного ШУ, центробежное усилие перемещает стержень 10 со штифтом 11 в радиальном направлении до упора стержня 10 во втулку 3, сжимая плунжером 7 гидропласт в замкнутом канале 9 до наи5 большей расчетной величины Р. При этом весь объем гидропласта в канале 9 воздействует на стенки кольца подпятника 5 втулки 3 с наибольшим расчетным усилием снятия натяга ДР. В подшипнике 2 устанавливается

минимальный расчетный натяг равный FЖесткость опоры при этом несколько снижается, однако величина ее достаточна для качественного выполнения чистовых технологических операций (точения, фрезерования и растачивания). Дальнейшее повыщение оборотов шпинделя 1 также сопровождается увеличением центробежных сил на инерционных грузиках 6, однако стер

ПОДШИПНИКОВАЯ ОПОРА ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА МЕТАЛЛОРЕЖУШИХ СТАНКОВ, содержащая смонтированные на шпинделе подшипники и устройство для регулирования натяга, выпол ненное в виде подпружиненной, взаимодеиствуюш,ей с подшипниками втулки с окнами, подпятника, установленного на втулке, и инерционных грузиков, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство регулирования натяга снабжено плунжерами, взаимодействующими с инерционными грузами, а в шпинделе напротив окон втулки выполнены радиальные отверстия, в которых размещены указанные инерционные грузики и плунжеры, связанные с подпятником посредством канала, образованного выточкой подпятника и выступом втулки, и заполненного гидропласто.м. (Л о о: 05 СП