Шпиндельный узел Советский патент 1988 года по МПК B24B41/04 

1 3 п го го // т 2 12

1 1

10

15

20

11380921

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано преимущественно в конструкциях станков с высокоскоростными шпинделями.

Целью изобретения является повышение несущей способности шпиндельного узла за счет снижения потерь на трение при высоких скоростях вращения шпинделя и увеличения предельных динамических нагрузок при работе его на низких скоростях вращения.

На чертеже изображен предложенньш узел.

Шпиндельный узел содержит корпус 1, в котором установлены с возможно стью осевого перемещения вкладьппи 2 подшипников 3 скольжения с закрепленными в них кольцами 4 подшипников 5 качения. Внутренние кольца 6 последних жестко закреплены на шпинделе 7, Подшипники 5 качения выполнены с разборными внутренними кольцами 6 с центрированными по наруж- НЫ1- кольцам 4 сепараторами 8 с возможностью удержания шариков 9, Усилие осевого предварительного натяга подшипников качения создается пружинами 10, расположенными в направляющих втулках 11, взаимодействующих с вкла- 30 дьш1ами 2, Усилие осевого предварительного натяга соответствует осево- Nry предварительному натягу для подшипников качения данного типоразмера Регулирование зазора при изменении ре;кима работы шпиндельного узла и выключение подшипников качения при работе в верхнем частотном диапазоне вращения шпинделя осуществляется механизмом переключения подшипников, образованным вкладышами 2 и гайками 12, путем подачи воздуха под определенным давлением в кольцевые щели 13. Для подачи рабочей среды во внутреннюю полость подшипника скольжения во вкладьшах 2 вьшолнены отверстия 14с, Величина хода вкладышей 2 с закрепленными в них наружными кольцами 4 подшипников 5 качения ограничивается величиной зазора 15 между корпусом

25

35

40

45

Шпиндельный узел работает следующим образом.

Подачей воздуха под определенным давлением в кольцевые щели 13 устанавливается необходимое усилие осево го натяга подшипников 5 качения. Шпиндель 7 приводится во вращение от внешнего привода, и в HJracneM,диапазоне частот вращения шпинд,еляе т,е, частот вращения, меньпгих предельной частоты вращения подшипников качения нагрузку воспринимают только подшипники качения.

При частоте вращенияj равной предельной частоте вращения подш тпников качения, в отверстия 14 вкладьш1ей 2 подается рабочая среда (например, воздух), и начинают работать подпшп- ники 3 скольжения. Одновременно с этим, плавно увеличивая давление воз духа в кольцевых щеках 3, перемещают в осевом направлении вкладыши 2 с закрепленныгет в них нарзокным кольцами 4 подшипников 5 качения в напра влении уменьшения осевого натяга под шипника качения вплоть до образовани гарантированного зазора между шарика ми 9 и внутренними кольцами 6 подшип ников качения 5, т.е, выключения под шипников качения, В процессе переклю чения подшипники качения и скольжени работают одновременно, При дальнейшем увеличении частоты вращения шпин деля 7 работают только подшипники 3 скольжения о Благодаря тому, что по мере роста скорости шпинделя возможно переключение подшипников, достигается повьштение несущей способности шпиндельного узла.

Формула изобретения

Шпиндельный узел, содержащий корпус, в котором расположены вкладьппи подшипников скольжения, шарикоподшипники с осевым регулированием зазора и механизм переключения подщип- ников, отличающийся тем.

1 и направляющей втулкой 11. Для что, с целью повьщ1ения несущей спо0

5

0

0

5

5

0

5

Шпиндельный узел работает следующим образом.

Подачей воздуха под определенным давлением в кольцевые щели 13 устанавливается необходимое усилие осевого натяга подшипников 5 качения. Шпиндель 7 приводится во вращение от внешнего привода, и в HJracneM,диапазоне частот вращения шпинд,еляе т,е, частот вращения, меньпгих предельной частоты вращения подшипников качения, нагрузку воспринимают только подшипники качения.

При частоте вращенияj равной предельной частоте вращения подш тпников качения, в отверстия 14 вкладьш1ей 2 подается рабочая среда (например, воздух), и начинают работать подпшп- ники 3 скольжения. Одновременно с этим, плавно увеличивая давление воздуха в кольцевых щеках 3, перемещают в осевом направлении вкладыши 2 с закрепленныгет в них нарзокным кольцами 4 подшипников 5 качения в направлении уменьшения осевого натяга подшипника качения вплоть до образования гарантированного зазора между шариками 9 и внутренними кольцами 6 подшипников качения 5, т.е, выключения подшипников качения, В процессе переключения подшипники качения и скольжения работают одновременно, При дальнейшем увеличении частоты вращения шпинделя 7 работают только подшипники 3 скольжения о Благодаря тому, что по мере роста скорости шпинделя возможно переключение подшипников, достигается повьштение несущей способности шпиндельного узла.

Формула изобретения

Шпиндельный узел, содержащий корпус, в котором расположены вкладьппи подшипников скольжения, шарикоподшипники с осевым регулированием зазора и механизм переключения подщип- ников, отличающийся тем.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано преиьтущественно в конструкциях станков с высокоскоростными шпинделями. Цель изобретения - повьшение несущей способности шпиндельного узла о Подшипники качения 5 и скольжения 3 работают раздельно. Вкладыши 2 подшипников скольжения 3 с закрепленны м в них нар кными кольцами 4 подшипников -качения 5 установлены в корпусе 1 шпиндельного узла с возможностью принудительного перемещения в осевом направлении. Внутренние кольца 6 подшипников качения 5 связаны со пшинде- лем 7. 1 ил. С Q сл с