pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Исходные данные: суммарный вес стола с приспособлением и заготовкой т=4000 Н; коэффициент трения' 1" = 0,22; К„= 0,5 м. М„= = 0,22 ° 4000 ° 9,81 ° 0,5 4300 Н ° м. Нижняя граница требуемой мощности на валу электродвигателя приводов подач линейно перемещающихся узлов может быть определена по формуле Р,. „~ Я „п /(60000т1,), где ч„— КПД привода подачй; при оценочных расчетах т1„= 0,7...0,9. Для рассчитываемого привода перемещения стола в режиме максимальной рабочей подачи (Ч =0,7) $0.5.
Типовые схемы шпиндельных узлов Параметр быстроходности дл ° 10 5, мм - мин Конструктивная схема Х762700+8700 ~еР!сН 1о1 Жзй Ф 1о1 6УИОО+7У000 ~ЛЮ7'700) Низкоскоростные 1,5 — 1,8 2,0 — 2,5 .2 2,5 — 3,0 Среднескоростные 2,5 — 3,5 4 2,5 — 3,5 ИВ2100+ 778000'~-46000КУ ЩФ~ . Е 3$Д4$~' ф МООРУ, жОООКУ а3%1о 15' . ИР6 3,0 — 4,5 о11о о1оИе 1о 5600ОКУ, МОРОКУ о1 о~Го 4,0 — 5,0 о1Го о1 о11о о11о Х6ОООКУ, ИОООКУ 5,0 — 6,0 Высокоскоростные оИо оно оИо 36ОООКУр ЬбОООКУ Го о1 6,0 — 8,0 З6000КУ, ИОООКУ 6,0 — 8,0 10 М4о 1о фви1о 1о 7,0 — 11,0 36000К, МбРООК о1 П р и меч а н и я: 1. Обозначения: д — диаметр шейки шпинделя под передней опорой, мм, п — частота вращения шпинделя, мин 2.
Первое число диапазона изменения параметра дп означает предельную быстроходность с пластичной смазкой, второе — с жидкой или смазкой масляным туманом. Рис. 10.4. Эскиз шпиндельного узла справочникам (банкам данных), содержащим необходимую информацию: типовые схемы шпиндельных узлов, каталоги подшипниковых опор, стандарты на передние концы шпинделей и т. д.
Шпиндельные узлы металлорежущих станков обычно выполняются двухопорными. Низкоскоростные схемы 1 — 3 рекомендуется применять для средних и тяжелых токарных, фрезерных и сверлильных станков при выпуске крупными сериями. Среднескоростные схемы 4 — ? рекомендуется применять в средних и тяжелых токарных, фрезерных, фрезерно-сверлильно-расточных станках. Высокоскоростные схемы 8 — 11 рекомендуется применять в легких и средних шлифовальных станках, отделочно-расточных с особо высокими скоростями.
Отличительной особенностью данных схем является то, что осевая нагрузка воспринимается передней опорой; при этом задняя опора — плавающая. Этим повышается ради-. альная жесткость шпиндельного узла и уменьшаются тепловые деформации переднего конца в осевом направлении. Основные размеры шпинделя, определяемые конструктором на стадии эскизного проекта, следующие: диаметр шейки шпинделя под передней опорой д; вылет шпинделя а; расстояние между опорами 1; диаметры участков шпинделя ~1п.к, ~:1мв сиз.
Ориентировочно минимально необходимый для передачи мощности Р диаметр шейки шпинделя под передней опорой д составляет (рис. 10.4): для токарных, фрезерных, расточных и многоцелевых станков сК .,„=Р/(0,15...0,35); для электрошпинделей И = Р/(0,70...0,85) . Вылет шпинделя а (рис. 10.4) зависит от параметров переднего конца для крепления инструмента или приспособления, размеров'уплотнений под подшипники, а также ширины первого подшипника. Окончательное значение вылета определяют в результате прочерчивания узла в целом.
При этом с точки зрения статических и динамических характеристик вылет шпинделя необходимо выполнять как можно меньшим. Расстояние между опорами предварительно принимают (по критерию радиального биения переднего торца шпинделя) равным 1 = 3а, которое затем корректируется в результате прочерчивания всех элементов шпиндельной группы и последующего расчета. Диаметр переднего конца (см.
рис. 10.4) принимается И„.„=(1,0...1,2)д с учетом заданных в техническом задании типа и номера конусного отверстии в шпинделе и согласуют затем по соответствующим стандартам для данного типа станка. Фланцевые передние концы исполнений 1 и 11, а также под поворотную шайбу выполняют соответственно по ГОСТ 12595— 85, ГОСТ 2324 — 77, ГОСТ 12593 — 72 и применяют в токарных, револьверных и шлифовальных станках; резьбовые передние концы конструируют согласно ГОСТ 16868 — 71 и применяют в токарных, токарно-револьверных и токарно-винторезных станках; концы шпинделей с конусностью 7:24 сверл ильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ и автоматической сменой инструментов, а также многоцелевых станков выполняют по ОСТ 2 У26-1 — 82, конус — по ГОСТ 15945 — 82.
Диаметр шпинделя между опорами д необходимо выполнять возможно большего размера: обычно И =(0,9...1,0)И, а для внутришлифовальных головок д„=1,4д. Диаметр шпинделя , в задней опоре принимается И,=(0,8...0,9)д. Диаметр сквозного отверстия И, (рис. 10.4) определяют с учетом размеров механизма зажима инструмента или диаметра прутка. При выборе типа приводной передачи шпинделя (зубчатой или ременной) руководствуются заданной точностью станка, частотой вращения шпинделя и величиной передаваемых нагрузок. Для особовысокоточных станков наиболее целесообразно, чтобы вращение шпинделю передавалось ременной передачей на шкив, установленный через промежуточные опоры на задний конец шпинделя. В станках классов точности В и П желательно, чтобы крутящий момент передавался с помощью муфт, установленных соосно со шпинделем, а также от зубчатой или ременной передачи.
В станках нормальной точности при нагрузках до 1000 даН и частотах Рис. 10.5. Схема к расчету жесткости шпиндельного узла 10.6. Радиальные зазоры-натяги (мкм) для двухрядных роликоподшипников 18) Класс точности подшипников по ГОСТ 520 — 89 дл ° 10 ~, мм ° мин До 1 До 1,6 До 2 До 2,5 — 2...0 +1...+3 +3-"+5 +4...+6 — 4...— 2 — 1...+1 О...+2 +2...+4 — 6...— 4 — 2...0 — 1...+1 +1...+3 10.7.
Значения предварительного натяга (даН) радиальио-упорных подшипников [14) Подшипники 36100К, 36100КУ 46100У 46200 У 36200К, 36200КУ Диаметр отверстия подшипника д, мм сред- ний сред- ний тяже- лый тяже- лый лег- кий тяже- лый лег- кий тяже- лый лег- кий сред- ний сред- ний лег- кий 78 90 96 123 19 21 29 36 48 54 60 78 11,5 13 18 23 114 126 1?4 216 30 35 40 50 8 9 10 13 35 39 54 69 39 45 48 63 24 27 30 39 70 78 108 138 57 63 87 108 13 15 16 21 51 61 74 102 127 18 24 ЗО 36 41 108 144 180 216 246 32 38 46 62 79 192 229 276 372 474 93 107 147 174 195 186 214 294 348 390 306 366 444 612 762 60 70 80 90 100 54 72 90 108 123 96 114 138 186 237 31 39 49 58 65 153 183 222 306 381 110 120 140 150 318 330 432 486 86 90 110 120 516 540 660 720 53 55 72 81 258 270 ЗЗО 360 258 267 345 396 516 534 690 ?92 141 145 180 190 86 89 115 132 159 165 216 243 423 435 540 570 846 870 1080 1140 вращения до 2000 мин ' наиболее рационально использовать зубчатые передачи.
='Тлавным критерием при выборе значения предварительного натяга подшипниковых опор качения являются условие нераскрытия стыка при низких скоростях и отсутствие проскальзывания тел качения по дорожкам качения при высоких скоростях, Шпиндельные роликоподшипники типа 3182100 монтируют, как правило, с радиальным зазором, который в результате нагрева часто переходит в натяг. Рекомендуемые радиальные зазоры-натяги двухрядных роликоподшипников приведены в табл.
10.6 Опоры шпиндельных узлов с радиально- упорными шарикоподшипниками (см. табл. 10.5, компоновочные схемы (5 — 11) могут собираться с предварительными натягами: легкий (обозначается цифрой 1), средний (обозначается цифрой 2), тяжелый (обозначается цифрой 3). Для большинства шпиндельных узлов прецизионных станков, работающих с низкими нагрузками, выбирают легкий натяг, для силовых шпиндельных узлов — средний. При тяжелом натяге достигается небольшой выигрыш в жесткости (15 — 20 %), но значительно ухудшаются остальные характеристики (уменьшается долговечность, увеличивается интенсивность тепловыделения в опорах). Поэтому он рекомендуется только при больших осевых или радиальных нагрузках. Значения предварительного натяга радиально-упорных подшипников, рекомендуемые ЭНИМС 1141„приведены в табл.
10.7. Пружинный натяг в задней опоре (см. табл. 10.5, схемы 9 — 11) позволяет, в отличие от жесткого, автоматически регулировать натяг в подшипниковой опоре в процессе работы станка и тем самым повысить ресурс подшипников, но вызывает снижение жесткости и частоты собственных колебаний узла. Выбор класса точности шпиндельных подшипников качения на стадии эскизного проекта для шпинделей на двух опорах осуществляют в соответствии с табл.
10,8, для шпинделей на трех или четырех опорах — в соответствии с табл. 10.9. Выбор серии подшипников в значительной степени обусловлен заданной частотой вращения. При равных внутренних диаметрах е 10', "и'" 10717 .Уб217б 2 10~ 210б РН е.10, и икм 4б202 Чб705 Ч620б, Мб207 МПВ,М20Я 100 00 б0 И Ф Уб7У Фб21б М77б 10~ .ЕН е®0~и 10.8. Выбор класса точности подшипников качения для шпинделей на двух опорах $О.Я, Выбор класса точности подшипников качения для шпинделей на трех или четырех опорах быстроходность подшипников легкой серии выше, а жесткость, нагрузочная способность ниже соответствующих показателей подшипников более тяжелых серий. Переход на более легкие серии при том же наружном диаметре приводит к снижению быстроходности и нагрузочной способности подшипников, но обеспечивает повышение жесткости и существенное улучшение динамических характеристик в основном благодаря увеличению диаметра шпинделя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
