Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 25
Текст из файла (страница 25)
3.21, г — е)', м) Рис. 3.21. Конструкции шпиндельных подшипников качения: Юь В2, И, В1, Въ а, р-размеры подшипников; Е и 2 — условные опоры 3.9. Типовые схемы конструкций шпиндельных узлов с опорами качения щ Б мм Область применения Схема Средние и тяжелые токарные и фрезерные станки при крупносерийном произ- водстве 2,0 — 2,5 60— 200 бУ7 000 2,5 — 3,0 Легкие и средние токарные„фрезерные и шлифовальные станки при крупносерийном производстве б2000 упорно-радиальных шарикоподшипников с углом контакта 60' (рис. 3.12,д), радиально-упорных шарикоподшипников (рис. 3.21,ж — и), в том числе типа «триплекс» (рис.
3.21,л) и <скварто» (рис. 3.21,м), а также так называемых шпиндельных шарикоподшипников сделало . возможным унификацию конструкций ШУ. Подавляющее большинство ШУ станков создается на базе типовых конструктивных схем, приведенных в табл. 3.9. Типовые схемы сверхскоростных ШУ с опорами качения приведены в нижней части таблицы и в работе 12~. Продолжение табл.
3.9 О, мм Схема Область применения 60— 200 Средние и тяжелые токарные, фрезерные фрезернорасточные, шлифов аль ные станки 37В2000 Высокоскоростные легкие и средние токарные, фрезерные, фрезерно-расточные, отделочно-расточные станки $6000 КУ 30— 120 6эО 60— 140 4,0 — 6,0 Тяжелые шлифовальные станки ФбйЮЯ'У 20— 100 20— 80 З,Π— 12 20— 80 10 — 18 Шлифовальные отделочнорасточные станки для работы на сверхвысоких ско- ростях д лажда юаней жидкости щей жидкасти дтбод охлаждаюшт охлаждающей жидкооп и Рис. 3.22.,Конструкции шпиндельных узлов с опорами качения: а — для многоцелевого горизонтального сверлнльно Фрезерно-раоточного станка Фирмы Ю1Х1 (Швейцария), и, ак "=2500 мин ', б — длй многоцелевого вертикального сверлильно-Фрезерно-расточного станка Фирмы Мог1 Бе1)г1 Со., 1 Ы.
(Япония), вша„3500 мин '; в — для токарного станка с высокоскоростными коническими роликовыми подшипниками с управляемым натягом фирмы Т1пйеп (США), пш „10 000 мин '; г — для токарного полуавтомата с ЧПУ Фирмы Оеогие Р1всЬег, А6 (Швейцария), и „,а„3200 мин '; О' — для| многоцелевого вертикального свер.
лильно-Фрезерно-расточного станка фирмы 011те$11 (Италия), я, „3500 мин ', е — для токарного автомата с ЧПУ фирмы Моп1огМ ОшЬН .Д Со (Германий), вша =6000 мин ', ис для многоцелевого горизонтальною сверлильно-фрезерно-расточного станка фирмы Ггйв %егпег (Германия), вша„=4500 мин 1; в, и — злектрошпиндели фирмы оагцйог (Италия), вша„ 150000 мин 1.
вша„90000 мин 1 соответственно Различные компоновочные схемы современных ШУ некоторых ведущих станкостроительных фирм представлены на рис. 3.22. Анализ современных конструкций ШУ показывает, что применение радиально-упорных шарикоподшипников в ШУ станков возрастает и что все чаще применяют радиально-упорный шарикоподшипник типа триплекс. Конструкции ШУ с новыми подшипниками качения показаны на рис.
3.23. В передней опоре высокоскоростного ШУ (рис. 3.23, а) уста- новлены радиально-упорные подшипники серии АСН с шариками из высокопрочной керамики. Конструкция подшипников разработана совместно фирмами Коуо Зейо Со., ЕЫ и ТозЫЬа (Япония). Задняя опора — двухрядный цилиндрический роликовый подшипник. Увеличение температуры подшипников с керамическими шариками при использовании пластичного смазочного материала (кривая 1, рис. 3.23,6) на 50% ниже, чем у обычных подшипников в аналогичных условиях, а при смазывании масляным туманом (кривая 2) — на 70%.
При использовании пластичного смазочного материала Оп~~1,6.106 мм мин-', при смазывании масляным туманом Вп(1,5 10' мм мин-'. ШУ с коническими роликоподшипниками серии НА, разработанный фирмой Коуо 8ейо Со. 1.Ы (Япония), показан на рис. 3.23,8. 1~ И® Я 10 ~~нм/иин Х/ 1000 Р000 .7000 %000 5000 цмии ' Ф Ф 8 10 1Я Я Ф З ' 10 ~~ нк~ии~ 8~ Рис. 3.23. Применение новых конструкций подшипников качения в высокоскорост- ных ШУ: а ШУ с шаРикоподшипниками серии АСН с шариками из высокопрочной керамики; б — зависимость нагрева наружных колец подшипников от частоты вращения шпинделя; для стандартных подшипников; кривая 1 — пластичный смазочный материал; кривая 2 — смазывание масляным туманом; для подшипника АСНО16С с керамическими шариками: кривая 8 — пластичный смазочный материал; кривая 4 — смазывание масляным туманом; в — ШУ о коническими Роликоподшипниками серии АН с наружным кольцевым буртиком; г — зависимость нагрева подшипника АН32018 от частоты вращения шпинделя при применении пластичного смазочного ма.
териала:. кривая 1 — естественное охлаждение; кривая 2-принудительное охлаждение 123 Радиальные подшипники (рис. 3.26,а — в) выполняют с равномерно расположенными по окружности карманами, в каждый из которых от источника питания через дросселирующее устройство подается смазочная жидкость под давлением, за счет чего образуется подъемная сила и вал всплывает. Под действием внешней нагрузки Р вал занимает эксцентричное (е — эксцентриситет) положение относительно втулки (рис. 3.26,а, б).
Образуется разность рабочих зазоров, через которые Рис. 3.26. Распределение давлений в гидростатических подшипниках: а — без дренажных канавок; б — с дренажными канавками; в — в продольном сечении; г — с центральным подводом смазочной жидкости; д — с подводом смазочной жидкости в кольцевой карман вытекает смазочный материал из противоположных карманов, а следовательно, изменяются и гидравлические сопротивления на выходе карманов. Зто приводит при наличии гидравлических сопротивлений дросселей на входе в карманы к изменению давлений в каждом кармане: результирующая давлений воспринимает внешнюю нагрузку и возвращает вал в исходное центральное положение. Гарантированный слой смазочной жидкости имеет место не только в установившемся режиме, но и во время пуска и останова, что является существенным достоинством гидростатического способа смазывания.
Принцип действия упорных подшипников (рис. 3.26-, г, д) аналогичен. Существуют гидростатические подшипники без дросселирующих устройств на входе в карманы, когда смазочная жидкость в каждый карман приводится от собственного источника питания.
Такую систему называют «насос —,карман» и применяют в крупногабаритных подшипниках ~4~. Для гидростатической разгрузки валов применяют незамкнутые гидростатические подшипники, в которых втулка с несущими карманами схватывает вал только с одной стороны ~7~. 130 Вращение шпинделя в гидростатических опорах — весьма сложный процесс, сопровождающийся появлением статической подъемной силы, силы демпфирования, гидродинамического эффекта, вихревого (планетарного) движения шпинделя, а также нагревом смазочной жидкости и ее сжимаемостью из-за наличия в ней нерастворенного воздуха. Поскольку в гидростатической опоре имеют место все явления, наблюдаемые порознь в других типах опор скольжения при процессах различной скорости, то она представляет собой наиболее общий случай шпиндельных опор скольжения, а ее математическая модель — наиболее общая и универсальная и из нее путем трансформации или упрощения могут быть получены модели расчета гидродинамической и газо- статической опор.
Радиальные подшипники применяют двух основных типов. Подшипники первого типа цилиндрические с дросселирующими устройствами на входе в каждый карман. Они могут быть выполнены без дренажных (маслоотводящих) канавок между карманами (рис. 3.27, а) или с дренажными канавками (рис. 3.27„б). Предпочтение отдается первым, как имеющим меньший расход смазочной жидкости. Подшипники второго типа с внутренним дросселированием; дроссели образуются щелями между поверхностями вала и втулки, противоположными поверхностям, образующим сопротивления на выходе из кармана (рис.
3.27,в). Сопротивление внутренних дросселей автоматически регулируется благодаря обратной связи по перемещению вала и обратной связи по давлению смазочной жидкости в кармане. Жесткость такого подшипника выше, чем обычного подшипника с независимыми от нагрузки входными дроселями. Упорные подшипники выполняют с одной кольцевой камерой или многокамерными. Подпятники с кольцевой камерой бывают с подводом смазочного материала в кольцевой карман (рис.
3.27, г) и с центральным подводом смазочного материала (рис. 3.27, д). Первые характеризуются большим расходом смазочного материала и несколько большей нагрузочной способностью. Вторые чаще применяют в комбинированных подшипниках. Многокарманные подпятники применяют в тяжелонагруженных узлах. Их отличает больший расход смазочной жидкости, более сложная технология изготовления, а также возможность независимого регулирования давлений в каждом кармане, что иногда является преимуществом. Эти подпятники выполняют с дренажом между карманами (рис. 3.27,ж) и без него (рис. 3.27,е). Радиально-упорные подшипники могут быть комбинированными или коническими.
Они воспринимают осевую нагрузку как в одном направлении (односторонние), так и в обоих (двусторонние). Комбинированные подшипники выполняют с дренажом между упорной и радиальной частями (рис. 3.27, з) или без дренажа (рис. 3.27, и — А). Первые могут иметь или не иметь дренаж между карманами. Вторые имеют несколько разновидностей. Радиальная и упорная части могут иметь самостоятельные подводы смазочного материала (рис. 3.27,и), или же упорный подшипник может питаться через радиальный (рис. 3.27,к, А) (эти подшипники чаще выполняют двусторонними).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
