Шпиндельный узел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистических

Реслублик (ii)91 7928 ф" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 310180 (21) 2877026/25-08

131) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет

В 23 В 19/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

t$3) УДК 621,941. . 2 (088 ° 8) Опубликовано 0704.82. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 070482

Г

Э.В.Коргичев, Е.П.Волоценко и О.T.Oñíà÷. ( (, 4

Украинский научно-исследовательский" институт станков и инструментов УкрЖИИСИП (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ШПИНДЕЛЬНЫИ УЗЕЛ

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для создания станков с управляемым натягом в опорах шпинделей.

Известен шпиндельный узел, содержащий корпус, шпиндель, ynpyro поджатые опоры, устройство для изменения натяга в опорах, включающее крышку задней опоры с отверстиями и 1О нажимное кольцо, и систему дистанционного управления натягом .(1).

Недостатками шпиндельного узла являются сложность конструкции и низкая надежность работы вследствие износа .трущихся частей.

Белью изобретения является Упрощение конструкции и повышение надежности работы шпиндельного узла.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый шпиндельный узел снабжен фланцем с отверстиями, закрепленным на крышке задней опоры, диафрагмой, расположенной между крышкой и фланцем, и нажимными элементами, установленными в отверстиях крышки между диафрагмой и нажимным кольцом. По обеим сторонам диафрагмы в торцах крышки и фланца на участках, примыкающих к нажимным элементам. выполнены две группы полостей для подачи рабочей жилкости под давлением, св я з ан ных к ан ал ами между собой и с системой дистанционного управления натягом., С целью повышения технологичности полости образованы отверстиями в уплотнительных прокладках, установленных между диафрагмой и торцами фланца и крышки.

На фиг. 1 показан шпиндельный узел в разрезе; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3 — сечение A-A на фиг. 2;. на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг.2 °

Шпиндельный узел содержит шпиндель

1, смонтированный на двух опорах в корпусе 2, устройство изменения натяг га в опорах и систему дистанционного управления устройством изменения натяга»

Передняя опора состоит иэ трех радиально-упорных шариковых подшипни- . ков 3, задняя — из двух радиально-; упорных шариковых подшипников 4, наружные кольца 5 которых свободно посажены в корпусе 2, и подпружиненной упругими элементами 6 втулки 7, взаимодействующей с кольцами 5 подшипников 4, создающими в обоих опорах м1онтажный натяг.

917928

Устройство изменения натяга в опорах состоит из крышки 8 задней опоры (см.фиг.2), прикрепленной к корпусу 2, фланца 9, прикрепленного к крышке 8, диафрагмы 10, размещенной между крышкой 8 и фланцем 9, нажимных элементов, выполненных в виде роликов 11, расположенных в отверстиях 12 крышки 8 и кольца 13, установленного между рсликами 11 и подшипниками 4 задней опоры. 10

По одну сторону диафрагмы 10 на участках, расположенных по окружности и примыкающих к роликам 11, выполнены рабочие полости 14 — 19.По другую !5 сторону диафрагмы выполнены шесть идентичных полостей 20.

Одним из вариантов выполнения рабочих полостей является йспользование уплотнительных прокладок 21 и

22 с отверстиями, размещенных между диафрагмой lo и крышкой 8 и фланцем

9. Каждое из отверстий уплотнительных прокладок 21 и 22 вместе с соответствующими поверхностями диафрагмы

10 и крышки 8 или фланца 9 формируют одну рабочую полость.

Полости 14,15,18 и 19 соединены со штуцерами 23 подвода (см.фиг.2) посредством сверлений 24 и 25 во фланце 9.Штуцеры 23 полостей 14 и

15 (см.фиг.3) соединены между собой трубопроводом ?б, а штуцеры 23 полостей 18 и 19 — трубопроводом 27.

Полости 18 и 19 соединены с полостями 17 и 16 каналами 28, выполненными в уплотнительной прокладке 21 °

Полости 14 — 19 заполнены рабочей средой, например маслом.

Система дистанционного управления натягом выполнена в виде нагнетатель-40 ной линии 29, в которой системой гидроаппаратов (на схеме не показана) поддерживается постоянное давление ,гидрораспределителя 30 с электрическими обмотками 31 и 32 и отводов 45

33 и 34, соединяющих полости 35 и 36 гидрораспределителя 30 с трубопроводами 26 и 27 устройства изменения натяга.

Полости 20 (см.фиг.4) образованные прокладкой 22, не герметизированы.

Работает шпиндельный узел следующим образом.

Возможна установка трех значений регулируемого натяга: наибольщего— при включении на низкие обороты, среднего — при включении на средние обороты и наименьшего — при включении на высокие обороты..

Требуемая величина натяга устанавливается го сигналу, поступающему либо от оператора, либо от задающего устройства системы программного управления. 65

При включении узла на низкие обороты подается сигнал, выключающий обе электрические обмотки 31 и 32 гидрораспределителя 30 (см.фиг.3). В результате нагнетательная линия 29 запирается, а отводы 33 и 34 соединяются с баком, заполненным маслом (на схеме не показан). Давление в полостях 14 и 15, соединенных с отводом

33 трубопроводом 26, а также в полостях 16 - 19, соединенных с отводом

34 трубопроводом 27, устанавливается равным нулю. Нулевое давление в полостях 14 — 19, соединенных гидрораспределителем 30 с баком, и в негерметизированных рабочих полостях 20 приводит к тому, что диафрагма 10 не деформируется и на наружные кольца 5 подшипников 4 действует осевое усилие только со стороны втулки 7, поджатой упругим элементом б с усилием Р „, равным величине мОНтажного натяга в опорах.

При включении на средние обороты подается сигнал, включающий .электрическую обмотку 31 гидрораспределителя 30. В результате нагнетательная линия 29 соединяется с отводом 33, а отвод 34 соединяется с баком. От этого давление в полостях 16 -19 устанавливается равным нулю, а давление в полостях 14 и 15 равным давлению.q в нагнетательной линии 29.

Давления q в полостях 14 и 15 и .нулевое давление в полостях 16

19, .соединенных с баком, и в негерметизированных полостях 37 вызывают давление диафрагмы 10 на кольцо 5 подшипников 4 через ролики ll и нажимное кольцо 13 с усилением Р где F„- рабочая площадь полостей 14 и 15.

Это давление уменьшает усилие, с которым втулка 7, поджатая упругими элементами 6, действует на подшипники 4. В результате натяг в опорах уменьшается и устанавливается равным

P = Р— P чу

Жесткость шпиндельного узла при этом несколько снижается, но температура не повышается из-за уменьшенного натяга. Высокая производительность обработки сохраняется за счет увеличения оборотов. шпинделя.

При включении на высокие. обороты для выполнения чистовых операций подается сигнал, включающий электрическую обмотку 32 гидрораспредлителя

30. В результате нагнетательная линия 29 соединяется с отводом 34, а отвод 33 - с баком. От этого давление в полостях 16 — 19, соединенных с отводом 34, устанавливается равным.917928 а давление в полостях 14 и 15, соединенных с отводом 33, — равным нулю. Давление q в полостях 16 — 19 и нулевое давление в полостях 14 и 15 соединенных с баком, и в негерметизированных полостях 20 вызывают дав ление диафрагмы 10 на кольцо 5 подшипников 4 через ролики 11 и нажимное кольцо 13 с усилием Р„

Р 1 = q . 2 Г., где 2 F — рабочая площадь полостей 16 — 19.

Это давление уменьшает усилие, с которым втулка 7, поджатая упругим элементом 6, действует на подшипники 4. 8 результате натяг в опорах устанавливается равным Рм он

Таким образом, предложенный шпиндельный узел имеет более высокую . надежность и более простую конструкцию.

Формула изобретения

1. Шпиндельный узел, содержащий корпус, шпиндель, упруго поджатые опоры шпинделя, устройство для иэменения натяга в опорах, чключающее крышку задней опоры с отверстиями и нажимное кольцо, и систему дистанционного управления натягом, о. т— ,л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьпаения надежности оаботы, узел снабжен фланцем с отверстиями, закрепленным на крышке задней опоры, диафрагмой, расположенной между крышкой и флакl0 цем, и нажимными элементами, уста-. новленными в отверстиях крышки задней опоры между диафрагмой и нажимным кольцом, при этом по обеим сторонам диафрагмы в торцах крышки и

)5 фланца на участках, примыкающих к нажимным элементам, выполнены две группы полостей для подачи рабочей жидкости под давлением, связанных каналами между собой и с системой дистанционного управления натягом.

2. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем,что, с целью снижения трудоемкости изготовления, полости для подачи рабочей жидкости под давлением образованы отверстиями в уплотнительных прокладках, установленных по обеим сторонам диафрагмы.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 39 4380 3, кл. 82-2, опублик.1970 (прототип).

917928

А-А к1 =

Ю-6

ВНИИПИ Заказ 1974/11 Тирах 1151 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная; 4