Опора вала высокоскоростного агрегата Советский патент 1992 года по МПК B23B19/02 

со

с

Использование: изобретение относится к машиностроению, преимущественно к обработке металлических деталей резанием. Сущность изобретения: опора вала высокоскоростного агрегата включает корпус 1, размещенные в нем подшипники 2, в которых установлен вращающийся вал 3, и упругие блоки в виде расположенной на наружном кольце каждого подшипника обоймы 4 и гибких стержней 5, связанных с одной стороны с обоймой, а с другой с корпусом. Стержни связаны с корпусом и обоймой посредством конического соединения из условия направления вершин конусов в противоположные стороны, при этом в месте соединения корпуса со стержнями установлена тарельчатая пружина 7. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к обработке металлических деталей резанием.

Известен шпиндельный узел, содержащий корпус и шпиндель, установленный в корпусе посредством опор качения, имеющих внутренние кольца, установленные неподвижно, одна из которых состоит из нескольких подшипников, а другая содержит упругий блок, расположенный между корпусом и наружным кольцом подшипника данной опоры со стороны действия осевого усилия. Опора, содержащая несколько подшипников, снабжена упругими блоками, расположенными между наружными кольцами подшипников данной опоры и корпусом с противоположной действию осевого усилия стороны, при этом между одним из упругих блоков и корпусом имеется осевой зазор.

Недостатком шпиндельного узла является то, что увеличение частоты вращения шпинделя при осевом упругом элементе невозможно, так как большая жесткость шпинделя в радиальном направлении приводит к весьма большим амплитудам поперечных колебаний при переходе через первую критическую скорость и вследствие этого шпиндель не может работать в зоне, расположенной выше критической скорости.

Известна гибкая опора подшипника, содержащая корпус и упруго подвешенный ра- диально упорный подшипник, а также связанные с корпусом элементы его установки относительно вала, в которой элементы установки подшипника выполнены в виде нескольких наклонных гибких связей, оси которых направлены по образующим корпуса, имеющего вершину на оси подVI

О

.

00 CJ

го

шипника, причем натяжение гибких связей осуществляется приложенной к подшипнику осевой силой от нагрузочного устройства или вала, при этом нагрузочное устройство выполнено в виде пружин, опирающихся на корпус.

Недостатком опоры является то, что гибкие связи, оси которых направлены по образующей корпуса, имеющего вершину на оси подшипника, испытывают растягива- ющую или сжимающую нагрузку как от нагрузочного устройства, так и от возможного перемещения подшипника (растяжение или сжатие и изгиб), что не может не сказаться на их прочности и надежности. В этой кон- струкции не обеспечена точность в осевом направлении, необходимая при обработке металлов на станках. Гибкие связи совместно с нагрузочным устройством создают постоянное упругое поле, что дает значительное увеличение амплитуды при проходе резонансных зон. Кроме того, гибкие связи, установленные под углом к оси, создают при радиальном смещении обязательное осевое смещение, что отрицатель- но влияет на чистоту обработки в металлорежущих станках.

Цель изобретения - повышение чистоты обработки на фрезерных станках, в шпиндельном узле которых использована опора, за счет создания условий для осевого центрирования подшипника,

Поставленная цель достигается тем, что в опоре вала высокоскоростного агрегата, включающей корпус, размещенные в нем подшипники, в которых установлен вращающий вал, и упругие блоки в виде расположенной на наружном кольце каждого подшипника обоймы и гибких стержней, связанных с одной стороны с обоймой, а с другой - с корпусом стержни связаны с кор - пусом и обоймой посредством конического соединения из условия направления вершин конусов в противоположные стороны, при этом в месте соединения корпуса со стержнем установлена введенная в устройство тарельчатая пружина.

На чертеже показана предлагаемая опора.

Опора вала высокоскоростного агрега- та содержит корпус 1, размещенные в нем подшипники 2, в которых установлен вращающийся вал 3, и упругие блоки в виде расположенной на наружном кольце каждого подшипника 2 обоймы 4 и гибких стерж-

ней 5, связанных с одной стороны с обоймой 4, а с другой с корпусом 1. Стержни 5 связаны с корпусом 1 и обоймой 4 посредством конического соединения 6 из условия направления вершин конусов в противоположные стороны, при этом в месте соединения корпуса 1 со стержнем 5 установлена тарельчатая пружина 7,

Опора работает следующим образом.

При увеличении частоты вращения вала 3 он проходит с весьма малыми амплитудами через первую и вторую критические скорости благодаря малой жесткости в радиальном направлении упругих блоков, выполненных в виде расположенной на наружном кольце каждого подшипника 2 обоймы 4 и гибких стержней 5, связанный с одной стороны с обоймой 4, а с другой с корпусом 1, за счет раскрытия стыков конических соединений 6 При дальнейшем увеличении частоты вращения вал 3 входит в зону самоцентрирования В этой зоне амплитуды вала 3 становятся минимальными, стыки конических соединений 6 под действием усилий тарельчатых пружин 7 закрываются, тем самым происходит осевое центрирование подшипников 2 вала 3, при этом улучшается чистота обрабатываемой поверхности.

В то же время гибкие стержни 5 благодаря эффекту самоцентрирования позволяютснизитьостаточнуюнеуравновешенность вращающегося вала 3 и тем самым снизить виброактивность агрегата и повысить чистоту обрабатываемой поверхности.

Формула изобретения

Опора вала высокоскоростного агрегата, включающая корпус, размещенные в нем подшипники, в которых установлен вращающийся вал, и упругие блоки в виде расположенной на наружном кольце каждого подшипника обоймы и гибких стержней, связанных с одной стороны с обоймой, а с другой с корпусом, отличающаяся тем, что, с целью повышения чистоты обработки изделий на фрезерных станках, в шпиндельных узлах которых использована опора, за счет осевого центрирования подшипника, стержни связаны с корпусом коническим соединением из условия направления вершин конусов в противоположные стороны, при этом в месте соединения корпуса со стержнями установлена введенная в устройство тарельчатая пружина