Шпиндельный узел Советский патент 1982 года по МПК B24B41/04 

(54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

1

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих станков, в частности круглошлифовальных.

Известен шпиндельный узел с гидростатическими подшипниками, вьшолненными на конической поверхности в неподвижной гильзе Щ.

Известен также шпиндельный узел консольного типа,, содержащий полую ось, консольно закрепленную на корпусе ишифовальной бабки, на которой в гидростатических подшипниках с зазором установлен шпиндель-гильза. На полой оси выполнена кольцевая канавка, соединенная с источником давления. С каждой стороны этой канавки равномерно по окружности расположено по четыре приемных камеры и по четыре несущих кармана, образукадих два радиальных гидростатических подшипника с взаимообратным дросселированием. Причем каждая приемная камера каждо-. го подшипника соединена каналом с диаметрально противоположным ей несущим карманом своего подшипника. Соединение приемных камер с несущими карманами осуществлено при помощи сверлений, выполненных в оси, и синтовых канавок, выполненных во втулке, запрессованной в полую ось 2.

Известное устройство имеет низкую с угловую жесткость, что не позволяет . использовать эту конструкцию на торцекруглошлифовальных и круглошлифовальных станках.

Цель изобретения - повышение угAQ ловой жесткости шпинделя шлифовального круга, установленного на гидростатических подшипниках.

Поставленная цель достигается тем, что каждая приемная камера гидростатического подшипника каналом соединена с диаметрально противоположным ей несущим карманом другого гидростатического подшипника.Такое исполнение шпиндельного узла значительно повышает угловую жесткость шпинделя за счет того, что возникающие при обработке опрокидывающие силы, стремящиеся извернуть ютиндель-гильзу с шлифовальным кругом, компенсируются силгиии давления, образующимися в диаметрально прот1$воположных несущих карманах.

На чертеже показан шпиндельный узел, разрез.

Шпиндельный узел содержит полую ось 1, консольно закрепленную к корпусу 2 шлифовальной бабки, на конической рабочей поверхности полой оси 1 выполнена кольцевая канавка 3, сое диненная с источником давления Р смазки. С каждой стороны от канавки, равномерно по окружности, расположено по четыре приемных камеры 4-7 и по четыре несуцих кармана 811, образующие два радиальных гидростатических подшипника с взаимообраз ным дросселированием, на которых установлен с зазором шпиндель-гильза 12 с закрепленной на нем планшайбой 13, несущей закрепленный на ней с по мощью диска 14 шлифовальный круг 15, взаимодействующий с обрабатываемой деталью 16. На торЦе шпинделя-гильзы закреплена крышка 17, которая образует с валом 18 зубчатую муфту. Второй конец вала 18-соединен с приводом вращения, например с валом электродвигателя. Зазоры в гидростатических подшипниках обеспечиваются с помощью компенсатора 19 при сборке Приемные камеры 4 и 5 одного гидростатического радиального подшипник посредством сверления 20 и канавок 21 соединены с диаметрально противоположными несущими карманами 10 и 11 другого радиального гидростатического подш11пника, а приемные камеры 6 и 7 - с несущими карманами 8 и 9. Соединительные канавки; 21 выполнены на наружной поверхности гильзы 22. Через щели 23 и 24 карманы 8 и 9 соединены с дренажной кольцевой канавкой 25, и карманы 10 и 11 через щели 26 и 27 - с кольцевой камерой 28 упорного гидростатического подшипника. В осевом направлении шпиндель-гильза 12 удерживается от смеще ния подпятником 29. На фланце.полой оси 1 закреплены щитки 30 бес.контакт ного уплотнения, дренажна полость, 31 которого соединена со сливом свер лением 32. Дренажная полость 33 соединена со сливом сверлением 34 и ограничена; резиноармированным уплотнением 35 и крышкой 36. При включении давления Рц смазка поступает в кольцевую канавку 3, на которой через зазор между шпинделемгильзой и полой осью 1 дросселируется в приемные камеры 4-7, а затем по сверлениям 20 и канавкам 21 поступает в несущие карманы 8-11 радиальных гидростатических подшипников Давление смазки в несущих карманах радиальных гидростатических подшипни ков жестко центрирует, шпиндель-гиль зу относительно фланца полой оси 1 в радиальном направлении. Из несущи карманов 10 и 11 смазка дросселируе ся в кольцевую камеру 28, Осевую составляющую радиальных гидростатических подшипников компенсирует под пятник 29, а давление в кольцевой камере 28 центрирует шпиндель-гильз в осевом направлении. Из кольцевой камеры смазка сливается через зазор между торцем шпинделя-гильзы 12 и подпятником 29, гильзой 22 и валом 18 в дренажную полость 33. Из несущих карманов 8 и 9,смазка дросселируется в кольцевую дренажную канавку 25, а из нее в дренажную полость 33. Закрытая дренажная полость обеспечивает хорошую санитарию смазки. Незначительные утечки из дренажной канавки 25 попадают в дренажную полость 31, а из нее по отверстию 32 на слив. При включении привода вращения шлифовального круга вал 18 передает вращение через зубчатую муфту и крышку 17 шпинделю-гильзе. В процессе шлифования, детали на шлифовальный круг действуют силы резания, которые стремятся извернуть шпиндельгильзу относительно оси вращения. В результате действия этих сил происходит увеличение Сопротивления щелей 23 и 27, а сопротивление щелей 24 и 26 уменьшается. Вследствие этого давление в несущих карманах 11 и 8 увеличивается, а в карманах 9 и 10 уменьшается, в результате ч-его происходит изменение сил, восстанавливакицих шпиндельгильзу; в исходное положение. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в значительном повышении угловой жесткости шпинделя-гильвы. шлифовального круга, установленного на радаиальных гидростатических подшипниках, и обеспечении возможности применения его на кругло-и торцешлифовальных станках. Формула изобретения Шпиндельный узел, содержащий консольно закрепленную на корпусе шлифовальной бабки полую ось, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая канавка, соединенная с источником давления, с каждой сторошл канавки равномерно по окружности расположенЕД приемные .и несущие карманы, образующие два радиальных гидростатических подшипника с вэаимнообратным дросселированием, на которых с зазором установлен шпиндель-гильза со шлифовальным кругом, соединенный при помощи муфты с приводным валом, размещенным в полой Оси, отличающийся тем, что, с целью повышения угловой жесткости шпинделя, каждая приетлная камера одного гидростатического подшипника соединена каналом с диаметрально противоположным ей несущим карманом другого гидростатического подшипника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2738400, кл. В 23-В 19/02, 1979.

2. Шиманович М.А. и др. Шпиндель На гидростатических опорах,- Станки и инструмент. 1980, i б, с. 12-13.

15 4 5 5 5 7 Ю ГЗ