ШПИНДЕЛЬ СТАНКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ НА ПРОЧНОСТЬ Советский патент 1973 года по МПК B24B45/00 B24B41/04 

1

Известен шпиндель станка для испытания абразивных кругов на прочность путем вращения, содержащий привод вращения шпинделя, выполненного разъемным по длине. Одна часть гниинделя установлена подвижно в осевом направлении, а другая часть, соединяемая с первой на время испытаний, кинематически связана с приводом. При этом испытываемый круг располагается между опорами, что позволяет повысить критическую скорость вращения шпинделя и уменьшить нагрузки на его оиоры.

Однако известный шпиндель не позволяет снизить динамические нагрузки на оиоры вала, что ведет к уменьшению долговечности подшипниковых опор, повышает потери в опорах, вызывает вибрации и шум при испытаниях.

Целью изобретения является динамических нагрузок на опоры шпинделя от дисбаланса круга.

Для этого предложенный шпиидель снабжен установленной с зазором относительно вала оправкой для крепления испытываемого круга, упругими элементами нелинейной жесткости, соединяющими вал с оправкой, жестким упором, ограничивающим радиальное смещение оправкн, устройством для передачи крутяиего момента от вала к оправке, допускающим их отиосительное радиальное смещсние, жесткость вала выбра1 а из условия существенного превышеиия его критической скоростью скорости вращения щпинделя, а жесткость упругих элементов выбрана из условия обеспечеиия критической скорости оправки с кругом существенно скорости враи1ения щпинделя. При этом оправка выполнена в виде стакана и установлена относительно вала с зазором, равным максимально доп} скаемому смещению оправки с крутом относительно вала, а )пругие элементы выполнены в виде круглых стержней.

На чертеже показан консольный варнант предложенного шпинделя с двойным универсальным щарнпром в качестве устройства для передачи крутящего момента от вала к оправке.

При враш.еиии вала / двойной универсальный щарнир 2, связанный с валом штифтом 3, передает крутящий момент на оправку 4 через винты 5, что исключает участие упругих элементов 6, выполненных в виде стержней, в передаче крутящего момента и закручивание оправки, т. е. оправка жестко связаиа с валом по углу поворота.

Испытываемый круг 7, вращающийся вместе с оправкой на упругих элементах, можно рассматривать как диск, вращающийся на податливом валу, или короткий ротор, вращающийся на оиооах со скооостью, с тцественно превышающей критическую, так как упругие элементы выполнеиы такой жесткости, что критическая скорость вращения оправки с кругом на упругих элементах лежит значительно ниже скорости вращения шпинделя при испытании кругов.

В этом случае круг самоцентрируется, т. е. центр его тяжести стремится занять положение на оси, совпадающей с осью вращения. При этом ось оправки, несовпадающая вследствие дисбаланса с центром тяжести круга на оправке, смещается относительно оси вала, а упругие элементы изгибаются. При этом каждая пара стержней 6, расположенная вдоль направления смещения оси, образует механизм упругого параллелограмма. Вследствие этого ось оправки при ее смещении остается параллельной самой себе. При смещениях оправки относительно вала, обеспечивающих самоцентрирование кругов с реальными величинами дисбаланса, стержни не касаются стенок отверстий 8, и жесткость стержневых упругих элементов остается наименьшей и постоянной.

При отрыве части круга оправка смещается относительно своего установившегося положения под действием центробежной силы от оставшейся на оправке части круга. При смещениях, превыщающих пределы, предусмотренные для самоцентрирования круга, стержни начинают касаться стенок отверстий 8, имеющих такую форму, что по мере увеличения смещения оправки точка касания стержней с отверстием приближается к их резьбовым концам 9, закрепленным в оправке.

При этом рабочая длина стержней, определяемая длиной стержня между точкой касания его со стенкой отверстия и заделкой в оправку, уменьщается, а жесткость упругих элементов при этом возрастает по кубической параболе. К моменту выбора зазора точка касания стержня с отверстием вплотную приближается к резьбовому концу 9 стержня 6. При этом рабочая длина стержня становится минимальной, а жесткость - наибольщей и соизмеримой с жесткостью конца вала /, служащего упором. Происходит сравнительно плавное соударение оправки 4 с валом.

В дальнейщем центробежное усилие от оставшейся части круга вплоть до ее окончательного отделения от оправки полностью воспринимается валом.

Полость между валом и оправкой герметизируется от попадания частиц абразива резиновой прокладкой 10.

Стержневые упругие элементы закреплены в отверстиях 8 переменного поперечного сечения с помощью штифтов 11.

При работе шпинделя усилия, действующие на опоры, невелики за счет явления самоцентрирования круга с оправкой.

Ввиду низкой критической скорости вращения круга и оправки на упругих элементах не возникает значительных динамических нагрузок и при разгоне щпинделя.

Предмет изобретения

1.Шпиндель станка для испытания абразивных кругов на прочность путем вращения, содержащий вал на жестких подщипниковых опорах, отличающийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок, действующих на опоры вала, он снабжен установленной с зазором относительно вала оправкой для крепления испытываемого круга, упругими элементами нелинейной жесткости, соединяющими вал с оправкой, жестким упором, ограничивающим радиальное смещение оправки, устройством для передачи крутящего момента от вала к оправке, допускающим их относительное радиальное смещение, жесткость вала выбрана из условия существенного превращения его критической скоростью скорости вращения щпинделя, а жесткость упругих элементов выбрана из условия обеспечения критической скорости оправки с кругом существенно ниже скорости вращения шпинделя.

2.111пиндель по п. 1, отличающийся тем, что оправка выполнена в виде стакана и установлена относительно вала с зазором, равным

максимально допускаемому смещению оправки с кругом относительно вала.

3.Шпиндель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде круглых стержней.