Высокоскоростной шпиндельный узел

 

Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках для шлифования и алмазной расточки глубоких отверстий. Сущность изобретения: шпиндель 8 установлен в корпусе 1 на сдвоенных радиально-упорных подшипниках 2,3 и через соединительную муфту 15 связан с приводным валом 16, размещенным также в корпусе 1 на сдвоенных радиально-упорных подшипниках 17,18. В опорах шпинделя 8 определенным образом размещены шарикоподшипники, а именно, оси контакта их тел качения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

СО

Ф

43

4 бЪгХ (21) 4909990/08 (22) 11,02.91 (46) 15.05.93. Бюл, М 18, (71) Московский институт приборостроения (72) В.А.Лизогуб, А,П.Кушнир, С,Е.Бондарь, Б.О.Дубовецкий, Н,В.Бутраева, Ю.А.Владзиевский, Е.А.Фискин, О.Д,Шанаев, А,П.Абрамов и А.M.Ëåâèí (56) Авторское свидетельство СССР

ht 631320, кл. В 24 В 41/04, 1967, I (54) ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

„„SU„„1814971 А1 (si)s В 23 В 19/02, В 24 В 41/04

2 (57) Использование; изобретение относится к машиностроейию и может быть использовано в станках для шлифования и алмазной расточки глубоких отверстий. Сущность изобретения: шпиндель 8 установлен в корпусе

1 на сдвоенных радиально-упорных подшипниках 2,3 и через соединительную муфту 15 связан с приводным валом 16, размещенным также в корпусе 1 на сдвоенных радиально-упорных подшипниках

17,18. В опорах шпинделя 8 определенным образом размещены шарикоподшипники, а именно, оси контакта их тел качения. 2 ил.

1814971

Изобретение относится к машиностроению. в частности к станкостроению, может быть использовано для шлифования и алмазной расточки глубоких отверстий.

Цель изобретения — повышение виброустойчивости и долговечности шпичдельного узла за счет компенсации веса шпинделя и сохранения работоспособности при установке его с наклоном относительно вертикальной оси.

На фиг,1 изображен общий вид высокоскоростного шпиндельного узла, расположенного передним концом вниз; на фиг,2— то же, передним концом вверх. Высокоскоростной шпиндельный узел содержит корпус 1, в котором на сдвоенных радиально упорных подшипниках 2 и 3 передней опоры

4, а также на подшипниках 5 задней плавающей опоры 6, связанной с упругим элементом 7, установлен шпиндель 8, на передний конец 9 которого устанавливается обрабатывающий инструмент. Внутренние кольца радиально-упорных подшипников 2 и 3 передней опоры 4 зафиксированы на шпинделе 8, а наружные — e корпусе 1. При этом е перед:чей опоре 4 оси контакта тел качения первой пары радиально-упорных подшипников 2 направлены в сторону переднего конца шпинделя 9, а оси контакта тел качения второй пары радиально-упорных подшипников 3 — e сторону задней опоры 6, Упругий элемент 7 расположен между передней 4 и задней плавающей опорами 6 с упором нижним торцом в кольце 10, Верхний торец упругого элемента 7 связан с наружными кольцами радиально-упорных подшипников 5 задней плавающей опоры 6, оси которых направлены в сторону верхней части шпинделя. Между первой 2 и второй 3 парами радиально-упорных подшипников передней опоры 4 установлены проставочные кольца 11,12. При расположении шпинделя 8 передним концом 9 вниз передняя опора 4 снабжается дополнительным упругим элементом 13 и сдвоенными радиальноупорными подшипниками 14, оси контакта тел качения которых направлены в сторону соединительной муфты 15 приводного вала

16, установленного в корпусе 1 на сдвоенных радиально-упорных подшипниках 17 и

18, На заднем конце приводного вала 16 установлен шкив 19, Аналогичную конструкцию имеет устройство при расположении передним концом шпинделя вверх.

Высокоскоростной шпиндельный узел работает следующим образом, Вращение шпинделю 8 передается от шкива 19 через приводной вал 16 и соединительную муфту 15. Компенсация веса и сохранение работоспособности устройства при установке его с наклоном относительно вертикальной оси и, соответственно, высокая долговечность и виброустойчивость шпиндельного узла обеспечивается за счет выбранного расположения осей контакта ,тел качения радиально-упорных подшипников передней 4 и задней плавающей 6 опор шпинделя, величин монтажных предвари"0 тельных натягов и количества подшипников, жесткости пружины, Условием работоспособности при различных углах наклона устройства является сохранение величины требуемого (оптимального) предварительного натяга, ко15 торое может быть записано в виде системы уравнений

Аоп An G С03%пэх

+ < Аopt

Aopt ЛА < 1 Aopt +ЬА

Апр Кз Алр где а -угол наклона оси шпинделя относи25 тельно вертикали;

G — вес шпинделя;

Anр — сила пружины, связанной с задней плавающей опорой;

Nn — количество подшипников в первой паре передней опоры;

Nna — количество подшипников ео второй паре передней опоры; йз — количество подшипников в задней

35 плавающей опоре;

Аоп — сила предварительного монтажного натяга подшипников в передней опоре;

Appt — требуемая величина предвари° тельного натяга;

ЛА — допускаемое отклонение предварительного натяга от требуемой (оптимальной) величины.

При этом знак "плюс" е первом уравнении соответствует условиям работы подшипников первой пары при расположении шпинделя передним концом вниз и второй парой при расположении шпинделя передним концом вверх, Знак "минус" соответствует условиям работы подшипников первой пары при расположении шпинделя передним концом вверх и второй пары при расположении шпинделя передним концом вниз, Формула изобретения

1. Высокоскоростной шпиндельный узел, содержащий шпиндель, установленный в корпусе на подшипниках качения в передней опоре, выполненной в виде по меньшей мере двух пар радиально-упорных

1814971 л» подшипников, внутренние кольца которых зафиксированы на шпинделе, а наружные зафиксированы относительно корпуса, и задней плавающей опоре, связанной с упругим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения виброустойчивости и долговечности шпиндельного узла за счет компенсации веса и сохранения работоспособности при установке его с наклоном относительно вертикальной оси, шпиндельный узел снабжен приводным валом, установленным в корпусе на двух опорах качения, выполненных в виде сдвоенных радиально-упорных подшипников с упругим элементом, расположенным между опорами, а также соединительной муфтой, установленной между передним концом приводного вала и задним концом шпинделя, при этом в передней опоре шпинделя оси контакта тел качения первой пары подшипников направлены в сторону

5 переднего шпинделя, а оси контакта тел качения второй пары — в сторону задней опоры, выполненной в виде сдвоенных радиально-упорных подшипников, оси контакта тел качения которых направлены в

10 сторону верхней части шпинделя, ° 2, Шпиндельный узел по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что при расположении шпинделя передним концом вниз за передней . опорой установлены с возможностью осево15 го смещения введенные дополнительные упругий элемент и сдвоенные радиальноупорные подшипники, оси контакта тел качения которых направлены в сторону заднего конца шпинделя. п