Устройство для смазки выдвижного шпинделя горизонтально- расточного станка

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЗКИ надвижного ШПИНДЕЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНО- . РАСТОЧНОГО СТАНКА, содержащее установленный в передней и задней направляющих втулках полого шпинделя выдвижной рабочий шпиндель и встроенный нагнетатель масла, соединенный с ситемой смазки станка, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности путем стабильного образования масляной пленки по всей длине обеих втулок встроенный нагнетатель масла расположен внутри полого шпинделя за задней втулкой и выполнен в ви-. де нагнетательной кольцевой камеры, охватывающей выдвижной рабочий цпиндель и взаимодействующий через маслоприемную кольцевую щель с установленным неподвижно струйным питателем масла, соединенным с системой смазки станка, причём в задней и передней направляющих втулках выполнены внутренние сквозные винтовые смазочные канавки, соединенные с нагнетательной кольцевой камерой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) F 16 N 1 00 В 23 ll 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М И

1Ó

У

Я гх т ба ч ф, 4

Ф, Я . 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3478597/25-08 (22) 16. 03. 82 (46) 15.10.83 Бюл. 9 38 (72) В.С.Малышев (71) Ленинградское производственное станкостроительное объединение им. Я.М.Свердлова (53) 621-941(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 181452 кл, F 16 N 1/00, 2. Авторское свидетельство СССР

9 509401, кл. В 23 g 11/02.(прототиП), (54)(57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЗКИ

ВЫДВИЖНОГО ШПИНДЕЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНО-

РАСТОЧНОГО СТАНКА, содержащее установленный в передней и задней направляющих втулках полого шпинделя выдвижной рабочий шпиндель и встроенный нагнетатель масла, соединенный с си„„Su„„ 1048234 А темой смазки станка, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упроще1 ния конструкции и повышения надежности путем стабильного образования масляной пленки по всей длине обеих втулок, встроенный нагнетатель масла расположен внутри полого шпинделя за задней втулкой и выполнен в ви-. де нагнетательной кольцевой камеры, охватывающей выдвижной рабочий ипиндель и взаимодействующий через маслоприемную кольцевую щель с установленным неподвижно струйным питателем масла, соединенным с системой смазки станка, причем в задней и передней направляющих втулках выполнены внутренние сквозные винтовые смазочные канавки, соединенные с нагнетательной кольцевой камерой.

1048234

2. Устройство по п.1, о т;л ич а ю щ е е. с я тем, что внутренний диаметр нагнетательной кольцевой камеры и маслоприемной кольцевой щели образован наружной поверхностью выдвижного рабочего шпинделя, а струйный пигатель выполнен в виде трубки с приплюснутым выходным концом, соответствующим величине масло1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к станкостроению, и может найти применение в горизон- тально-расточных станках для смазки образующих выдвижного рабочего 5 шпинделя, который беэ смазки подвергается фреттинг-коррозии.

Известно устройство для смазки возвратно-поступательного штока,ус.тановленного в направляющей втулке, эапресованной в невращающуюся корпусную деталь, в которой выполнены каналы и камеры для подвода и отвода смазки, связанные с насосной станцией. Йа торцах втулок выполнены

15 внутренние фаски для образования пленочного течения масла между штоком и внутренней поверхностью втулки по всей длине11).

Недостатками известного устройства являются невозможность надежного образования смазочной пленки по всей длине для длинных втулок (длина которых достигает нескольких, до

3-х диаметров штока, так как имеется только один заход для образования пленки), сложность каналов подвода смазки, затрудняющая их выполнение во вращающемся полом шпинделе станка.

Наиболее близким к предлагаемо- ЗО му является устройство для смазки шпинделя прокатного стана, содержащее встроенный внутри шпинделя нагнетатель масла под давлением (газогидравлический аккумулятор), соеди- 35 ненный гидролиниями через регулирующие механизмы (клапаны и центробежный регулятор) со смазываемыми поверхностями. Центробежный регулятор и клапаны в этом устройстве прекраща- 4() ют подачу масла на смаэываемые.поверхности при остановке шпинделя, предотвращая непроизводительный расход масла иэ аккумуляторами,2).

Недостатками данного усгройства являются необходимость периодической зарядки газогидравлического аккумулятора маслом для смазки трущихся поверхностей, практическая невозможность встройки гаэогидравлического 50 приемной щели и расположенным ей on позитно.

3. Устройство по п.1, о т л ч а ю щ е е с я тем, что винтовые канавки в обеих втулках выполнены многозаходными, причем они направлены соответственно к переднему концу выдвижного шпинделя и против его вращения.

2 аккумулятора и регулирующих механизмов в выдвижной рабочий или полый цилиндр, так как значительно увеличатся их диаметральные габариты и маховые моменты, сложность и ненадежность работы укаэанного устройства.

Цель изобретения — упрощение коиструкции и повышение надежности пу- тем стабильного образования смазочной пленки по всей длине для обеих направляющих втулок.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для смазки выдвижного шпинделя горизонтально-расточного станка, содержащем установленный в передней и задней направляющих втулках полого шпинделя выдвижной рабочий шпиндель и встроенный нагнетатель масла, соединенный с системой смазки станка, встроенный нагнетатель масла расположен .внутри полого шпинделя эа задней втулкой и выполнен в виде нагнетательной кольцевой камеры, охватывающей выдвижной рабочий шпиндель и взаимодействующий через маслоприемную кольцевую щель с установленным неподвижно струйным питателем масла, соединенным с системой смазки сганка, причем в задней и передней направляющих втулках выполнены внутренние сквозные винтовые смазочные канавки, соединенные с нагнетательной кольцевой камерой.

Внутренний диаметр нагнетательной кольцевой камеры и маслоприем ной кольцевой щели образован наружной поверхностью выдвижного рабочего шпинделя, а струйный питатель выполнен в виде трубки с приплюснутым выходным концом, соответствующим величине маслоприемной цели и расположенным ей оппоэитно.

Винтовые канавки в обеих втулках выполнены многоэаходными, причем они направлены соответственно к переднему концу выдвижного шпинделя и против его вращения.

На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства.

1048234

Выдвижной рабочий шпиндель 1 горизонтально-расточного станка установлен в передней 2 и задней 3 направляющих втулках скольжения. Выдвижной рабочий шпиндель 1 и втулки 2 и

3 закалены. Внутри последних нареза-. ны винтовые канавки для подвода мас. ла, которые направлены к переднему концу шпинделя и против его вращения, т.е. против часовой стрелки (влево). Общепринятым направлением 10 вращения рабочего шпинделя является вращение по часовой стрелке (правое), при котором производятся почти все рабочие операции. Направляющие втулки 2 и 3 эапрессованы в соответствующие расточки в полом шпинделе 4, который смонтирован в корпусе шпиндельной бабки 5 на радиально-упорных подшипниках 6 и 7, натяг в которых осуществлен затяжкой гайки 8.

Передний подшипник 6 прикрыт крышкой 9 IIo внутреннему диаметру маслоотражательных канавок. Для восприятия крутящего момента на полом шпинделе 4 установлено зубчатое колесо

l0. Передача момента осуществляется через шпонку 11. Зубчатое колесо 10 сцеплено с выходным зубчатым коле- сом 12 главного привода (не показан).

В полом шпинделе 4 вырезаны два противоположно расположенных паза, в которых закреплены шпонки 13, сопрягающиеся по ходовой посадке со шпоночными пазами выдвижного шпинделя, Шпонки 13 служат для передачи крутящего момента шпинделя 4 на выдвиж- 35 ной шпиндель 1 при любой величине

его вылета. Внутри полого шпинделя имеется средняя кольцевая камера 14, которая ограничена внутренней поверхностью полого шпинделя 4, наружной 4р поверхностью выдвижного шпинделя 1 и торцовыми поверхностями направляющих втулок 2 и 3.

В задней части полого шпинделя расположена нагнетательная кольцевая камера 15, образованная поверх" ностью расточки под заднюю втулку 3 и ее торцом, а также наружной поверхностью выдвижного шпинделя 1 и торцовой поверхностью задней крышки 16, Внутренний диаметр задней крышки 16 пре () вышает диаметр выдвижного шпинделя и между ними образована маслоприемная ° кольцевая щель 17,при помощи которой нагнетательная кольцевая камера 15 сообщается с внутренней полостью 55 корпуса шпиндельной бабки 5. Таким образом, край внутреннего диаметра крышки 16 расположен ближе к оси вращения полого 4 и выдвижного 1 шпинделей. Напротив маслоприемной Ц) щели 17 расположен струйный питатель масла, который выполнен в виде трубки 18, соединенной с системой смазки станка. Диаметр трубки

18 больше величины маслоприемной щели 17 в 2-3 раза и ее выходной конец приплюснут соответственно величине маслоприемной щели 17. Трубка

18 с помощью ушка 19 прикреплена винтом 20 к корпусу шпиндельной бабки 5. Задняя крышка 16 зафиксирована пружинным кольцом 21. В передней части полого шпинделя 1 выполнена расточка, в которой последовательно расположены упорное кольцо

22, манжена 23 и наружное кольцо 24.

Последнее зафиксировано в расточке при помощи пружинного кольца 25 и удерживает манжету 23. Упорное кольцо 22 имеет в средней части кольцевой выступ, который прорезан шлицами в нескольких. местах. Этим выступом оно обращено к переднему торцу направляющей втулки 2. По внутреннему и наружному краям кольцевого выступа упорной втулки 22 и между торцом расточки образованы две сообщающиеся между собой через шлицы камеры, которые по наружному краю кольцевого выступа упорной втулки 22 через отверстие 26 сообщается с внутренней полостью корпуса 5 шпиндельной бабки.

Работает устройство для смазки выдвижного шпинделя следующим образом.

Масло по трубке 18 непрерывно подается насосной станцией системы смазки станка. Оно вытекает из приплюснутого конца трубки 18 тонкой струей и, пройдя сквозь щель 17, попадает в нагнетательную кольцевую камеру 15. Попаданию масла иэ трубки 18 в кольцевую камеру 15 способствуют также шпоночные пазы выдвижного шпинделя 1. В дальнейшем работа зависит от состояния полого 4 и выдвижного 1 шпинделей, которые можно разделить на 4 вида: состояние покоя, т.е. шпиндели не вращаются; разгон обоих шпинделей в начале вращения; вращение обоих шпинделей с . постоянной угловой скоростью; торможение в конце вращения. При не вращающихся шпинделях масло собирается в нижней части нагнетательной камеры 15 и самотеком заполняет часть винтовых канавок задней направляющей втулки 3. Излишек масла через нижний край щели 17 изливается в полость корпуса шпиндельной бабки 5. При разгоне выдвижного 1 и полого 4 шпинделей (мы рассматриваем вращение шпинделей по часовой стрелке, как общепринятое в станкостроении) находящееся в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3 масло подвержено силе инерции Р, которое направлено против окружного ускорения Ер (на чертеже внутри передней направляющей втулки 2 показаны схемы сил и ускорений, действующих на точки масла М, находящиеся в невидимой винтовой канавке эа.:

1048234

Составитель Н.филатов

Редактор Т.Митейко Техред И.Гайду корректор Л.тяско

Заказ 7903/42 Тираж 626

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 телом выдвижного шпинделя 1) . Уска рение Ер и сила.Р .направлены ка-. сательно цилиндрической поверхности по внутреннему диаметру направляющих втУлок.2 и 3. .Сила P.разлагает ся на силу Р,перпендикулярную стен5 ке канавки, а на Рц:, направленную вдоль канавки и двигающую масло в ней, т.е. оказывающую насосное действие Под действием силы P„ находящееся в винтовых канавками направляющих 10 втулок 2 и 3 масло прокачивается по ним в направлении к переднему концу полого шпинделя 4. При вращении выдвижного 1 и полого 4 шпинделей с постоянной угловой скоростью мас- 15 ло, находящееся в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3, в средней кольцевой камере 14 и в нагнетательной кольцевой камере 15 подвергается центробежной силе, под действием ко- 20 торой оно образует слой, прижатый к периферической поверхности канавок и внутренним поверхностям полого шпинделя, ограничивающим наибольшие диаметры средней камеры 14 и 25 нагнетательной кольцевой камеры 15 (в средней 14 и нагнетательной 15 камерах закручивание масла с образованием центробежной силы происходит благодаря хорошей прилипаемости масла к металлу и его вязкости).

Относительно оси вращения толщина слоя устанавливается по диаметру d т,е. внутреннему диаметру задней ,крышки 16, который расположен ближе к оси вращения, чем вершины винтовых канавок в направляющих втулках

2 и 3. Благодаря такому перепаду (который аналогичен перепаду высот при течении жидкости по земле) создается устойчивое течение масла из нагнета- 40 тельной кольцевой камеры 15 по винтовым канавкам направляющей втулки 3 в среднюю камеру 14, а из нее по винтовым канавкам направляющей втулки 2 к переднему концу полого 45 шпинделя 2. Затем через шлицы в упорном кольце22 и отверстие 26 масло направляется в полость корпуса шпин.дельной бабки 5, а оттуда в бак системы смазки станка. При торможении выдвижного 1 и полого 4 шпинделей находящееся в винтовых канавках на- правляющих втулок 2 и 3 масло прокачивается по ним в направлении к заднему концу полого шпинделя 4, т.ь, в направлении обратном разгону.

Однако в горизонтально-расточных станках ускорение разгона Е> почти в 5 — 6 раз больше ускорения торможения Е и, в итоге, количество т масла, прокаченного в направлении переднего конца полого шпинделя 4, во столько же раз больше. Из рассмотренных режимов вращения (разгон, вращение с постоянной угловой ско» ростью;,.торможение) выдвижного 1 и полого 4 шпинделей, оказывающих влияние на течение масла в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3, вращение с постоянной угловой оказывает наибольшее влияние, так как оно по длительности самое большое, Надежному смазыванию наружной поверхности выдвижного шпинделя 1 способствует выполнение винтовых канавок в направляющих втулках 2 и 3 по трехзаходной резьбе, так как при перемещении выдвижного шпинделя 1 вдоль оси одновременно и равномерно смазывается внутренняя поверхность направляющей втулки не менее чем в трех местах. Так как на практике направляющие втулки 2 и 3 по длине почти в 2 раза превышают шаг трехэаходной резьбы, то число одновременно смазываемых участков достигает шести, а это несомненно исключает разрушение (прерывистость) мас" ляной пленки.

Предлагаемое устройство для смазки выдвижного шпинделя горизонтально-расточного станка характеризуется простотой, так как может быть освоено на любом заводе почти беэ затрат, в том числе и на заводах,эксплуатирующих горизонтально-расточные станки, надежностью работы и стабильностью при смазке поверхности выдвижного шпинделя, так как в нем отсутствуют взаимно подвижные детали.