Способ регулировки натяга в радиально-упорных подшипниках шпиндельного узла

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ НАТЯГА В РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКАХ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА, заключающийся в том, что наружную обойму одного из подшипников перемещают в осевом направлении на расчетную величину, о тл ича ющи и с я тем, что, с целью повышения долговечности шпиндельного узла путем исключения деформации обоймы при ее осевом перемещении , перед осевым перемещением обоймы одного из подшипников к шпинделю прикладывают осевое усилие для разгружения этого подшипника, а после осевого перемещения обоймы осевое усилие, приложенное к шпинделю, снимают .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19} (11) g 1} В 23 В 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° а\а \ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3509074/25-08 (22) 12.11.82 (46) 23.06.84. Бюл. Ф 23 (72) Э.В.Коргичев. (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (53) 621.941.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11} 415097, кл. В 23 В 19/02, 1970 (прототип). (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ НАТЯГА

В РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКАХ

ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА, заключающийся в том, что наружную обойму одного из подшипников перемещают в осевом направлении на расчетную величину, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности шпиндельного узла путем исключения деформации обоймы при ее осевом перемещении, перед осевым перемещением обоймы одного из подшипников к шпинделю прикладывают осевое усилие для разгружения этого подшипника, а после осевого перемещения обоймы осевое усилие, приложенное к шпинделю, снимают.

1 10

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многооперационных станках, высокоточные шпиндельные узлы которых выполняются с дистанционно регулируемым натягом в подшипниках.

Известна шпиндельная головка с гидродуплексацией радиально-упорных подшипников, которая реализует способ регулировки натяга, заключающийся в том, что наружную обойму одного из подшипников перемещают в осевом направлении на расчетную величину(11.

Недостатком известного способа является пониженная долговечность шпиндельного узла, вызванная интенсивным износом соединения корпус шпиндельного узла — перемещаемая обойма подшипника. Интенсивный износ происходит при осевом перемещении обоймы на расчетную величину, соответствующую большим значениям натяга, поскольку обойма при этом деформируется под действием возрастающих сил взаимодействия с шариками и увеличивается в диаметре. От этого установленный при сборке монтажный зазор между обоймой и корпусом высокоточного шпиндельного узла (2-6 мкм) уменьшается до отрицательного значения, значительно увеличивая силы трения, препятствующие осевому перемещению обоймы.

Цель изобретения — повышение долговечности шпиндельного узла путем исключения деформации обоймы при ее осевом перемещении.

Указанная цель достигается тем, ., ь что согласно способу регулировки натяга в радиально-упорных подшипниках шпиндельного узла, заключающемуся в том, что наружную обойму одного из подшипников перемещают в осевом направлении на расчетную величину, перед осевым перемещением обоймы одного из .подшипников к шпинделю прикладывают осевое усилие для разгружения этого подшипника, а после осевого перемещения обоймы осевое усилие, приложенное к шпинделю, снимают.

На чертеже изображен шпиндельный узел, предназначенный для реализации способа регулировки натяга в радиально-упорных подшипниках.

Шпиндельный узел состоит из корпуса 1, шпинделя 2, радиально-упорных подшипников передней 3 и задней

4 опор. Подшипники смонтированы на

98671 2 шпинделе и вставлены в корпус. В корпусе также смонтировано исполнительное устройство, которое в простейшем случае может быть выполнено, 5 например, в виде самотормозящего клинового механизма, содержащего контактирующую пару колец 5 и 6, взаимодействующих на подвижную обойму 7 задней опоры 4, причем контактирующие поверхности колец 5 и 6 выполнены плоскими под углом к оси, о отличным от 90, а кольцо 5, взаимодействующее с механизмом смещения, установлено с возможностью перемещения в радиальном направлении. Механизм смещения выполнен в виде гидроцилиндра 8 с упором 9. В расточке шпинделя 2 размещен штревель 10.

Способ регулирования натяга в

20 радиально-упорных подшипниках шпиндельного узла осуществляется следующим образом.

При наименьшем значении отрегулированного натяга в опорах 3 и 4, равного 100 кгс, кольцо 5 со скосом находится в позиции, зафиксированной на чертеже ° Шпиндельный узел (ШУ) при таком значении регулируемого натяга налажен на работу с повышенными оборотами (4000-5000 об/мин) для проведения чистовых операций.

Зазор между наружной обоймой 7 опоры 4 и корпусом 1 равен монтажному значению (3 мкм) .

При переналадке ШУ на работу с пониженными числами оборотов (10002000 об/мин) для проведения черновых технологических операций в опорах 3 и 4 дистанционно устанавливается наибольший натяг 400 кгс.

4О Для этого к штревелю 10 шпинделя

2 прикладывают осевое усилие смены инструмента Р с= 800 кгс. Усилие это прикладывается специальным механизмом (не показан), который струк 45 турно входит в многооперационные станки.

Под действием усилия Ро = 800 кгс нагружается подшипник опоры 3 и разгружается подшипник опоры 4. В подшипнике опоры 4 устанавливается зазор порядка 20 мкм. Диаметр наружной обоймы 7 подшипника 4 при этом несколько уменьшается.

Далее специальным исполнительным

И устройством в виде колец 5 и 6 наружную обойму 7 подшипника опоры 4 принудительно смещают в сторону подшипника опоры 3 на расчетную величиСоставитель Г.Никогосова

Техред С.Иигунова . Корректор И.Эрдейи

Редактор С.Пекарь

Заказ 4306/7 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIHI "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 10986 ну 25 мкм, соответствующую наибольшему значению регулируемого натяга, равного 400 кгс. Для этого в полоеть гидроцилиндра 8 подается от системы управления (не показана) под давлением масло. Поршень гидроцилиндра смещается в сторону от корпуса 1 до упора 9. Кольцо 5 смещаясь своим скосом, перемещает кольцо 6 с наружной обоймой 7 в сторону подшипников 1О опоры 3.

Наружная обойма 7 свободно перемещается не деформируясь, а значит, не меняя своего диаметра.

К этому времени технологически заканчивается смена инструмента в шпинделе 2 и усилие Р = 800 кгс снимают, отчего шпиндель 2 под действием упруго сдеформированного подшипника передней опоры 3 смещается на подшипник опоры 4, наружная обойма 7 которой стоит в позиции, соответствующей наибольшему значению регулируемого натяга, равного 400 кгс.

Смещение шпинделя 2 на опору 4 сопровождается увеличением в последней натяга до расчетной величины, равной 400 кгс, и увеличением диаметра наружной обоймы 7 до величины, при которой зазор между обоймой 7 и корпусом 1 устанавливается равным

1-3 мкм. Больше диаметр обоймы практически не увеличивается из-за большой жесткости стыка обойма 7 — корпус 1.

71 4

При таком способе регулировки натяга в процессе перемещения обоймы на расчетную величину, соответствующую большим значениям натяга, зазор между перемещаемой обоймой и корпусом ШУ сохраняется неизменным, поскольку диаметр обоймы не увеличивается. Диаметр обоймы не увеличивается из-sa того, что до перемещения обоймы подшипника последний разгружают приложением осевого усилия к шпинделю. Натяг в подшипнике с перемещаемой обоймой отсутствует. Отсутствуют, значит, и силы взаимодействия шариков с обоймой, изменение которых при перемещении обоймы по существующему способу. приводит к изменению диаметра обоймы.

Диаметр обоймы увеличивается только лишь после ее перемещения и остановки в результате снятия осевого усилия на шпинделе, поскольку при этом в подшипниках появляется натяг, а значит, и силы взаимодействия шариков с обоймой, увеличивающие ее диаметр на величину, превышающую монтажный зазор.

Поскольку в .процессе перемещения обоймы она не деформируется, постольку зазор между ней и корпусом не меняется и остается равным монтажному.

От этого дополнительные силы трения не появляются и в соединении обойма — корпус их практически нет.