Материал: Металлорежущие станки Краткий курс

Под их действием шпиндель прогнется дополнительно, и стре­ лы прогиба у каждой массы составят у1(), у2о, у30,...у8д.

Определение последних представляет известные трудности. Поэтому, если исходить из предпосылок, что упругие линии прогиба шпинделя от его веса и от центробежных сил геометри­ чески подобны, т. е. принять yi0 = Сui, где С — постоянная ве-

личина, то критическую угловую скорость шпинделя можно опре­ делить по формуле

Угловая скорость (о0 определяется подбором до тех пор, пока С == const или отличается от нее на величину ± 5 % .

Допустимая угловая скорость вращения шпинделя

Поэтому для расчета на виброустойчивость необходимо дваж­ ды строить упругую линию шпинделя: от действия веса деталей и от действия центробежных сил, определяемых по уравнению (59).

ОПОРЫ ШПИНДЕЛЕЙ И ВАЛОВ

Общие сведения. Опоры шпинделей и валов должны обеспе­ чивать в течение длительного времени эксплуатации станка не­ обходимую точность вращения и безвибрационное восприятие дей­ ствующих нагрузок. Отсюда вытекают требования к опорам шпин­ делей и ответственных валов станков. Это прежде всего высокая точность радиального и осевого направления, жесткость, вибро­ устойчивость, бесшумность работы, особенно на высоких числах оборотов. Опоры должны быть технологичны.

Для шпиндельных опор станков нормальной и высокой точ­ ности широко используют подшипники качения. В опорах точ­ ных и особо точных станков получили распространение подшип­ ники скольжения.

§ 1. ОПОРЫ КАЧЕНИЯ

Способность к длительной работе при переменных скоростях и нагрузках без регулирования, высокая точность, малые потери на трение, меньшие требования к уходу и обслуживанию, воз­ можность получения подшипников со стороны и удобство замены при ремонте (так как они стандартны), простота монтажа подшип­ ников, а также уплотнения и смазки обеспечили подшипникам ка­ чения наибольшее распространение.

Наряду со стандартными подшипниками качения в качестве опор шпинделей и валов применяют специальные — станкострои­ тельные подшипники, представляющие самостоятельную область в подшипниковом производстве. Для промежуточных валов ко­ робок подач и других механизмов, атаже для шпинделей станков, служащих для грубой и предварительной обработки, используют рядовые подшипники качения нормальной точности (класс Н). Это главным образом радиальные и радиально-упорные шарико­

Кроме того, для опор шпинделей точных станков, валов дели­ тельных цепей создан ряд специальных подшипников. Ниже при­ водится краткое описание некоторых из них. На рис. а пока­ зан шпиндельный однорядный шарикоподшипник (тип 36000, 46000, ГОСТ 831—62). У этих подшипников беговая дорожка на­ ружного кольца имеет форму, показанную на рисунке. Это позво­ ляет при сборке подшипника разместить между кольцами больше шариков, чем у обычных подшипников (на 30—40%), в резуль­ тате чего повышается грузоподъемность подшипника, его жест­ кость, долговечность и точность вращения. Воспринимать осе­ вые нагрузки такие подшипники могут только в одном направле­ нии, вследствие чего монтируются парами: широкими торцами наружных колец друг к другу либо узкими торцами.

Рис. Ю0. Подшипники качения опор шпинделей точных станков

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники (рис. 100,6) предназначены для установки в передней опоре шпинделей. Наличие буртика у наружного кольца допускает более технологич­ ное отверстие в корпусе, поскольку оно может быть сквозным, без уступа. Этим же свойством обладают конические роликопод­ шипники (тин 7000, ГОСТ 333—59) (рис. 100, в).

Помимо нормальных подшипников, в опорах шпинделей приме­ няют однорядные радиальные (рис. 100, г) и двухрядные (рис. 100, д) роликоподшипники. Их обычно устанавливают на коническую шейку вала с конусностью 1 12, что дает возможность регули­ ровать радиальный зазор за счет упругих деформаций внутреннего кольца. Данные подшипники обладают высокой жесткостью, гру­ зоподъемностью и точностью, имеют минимальный износ и малые габариты. Применяют их в опорах шпинделей высокоскорост­ ных металлорежущих станков.

На выбор варианта подшипникового узла влияет большое коли­ чество факторов, поэтому при проектировании опор шпинделей и валов следует придерживаться определенной последовательности, которая рассматривается в курсе «Детали машин».

При проектировании опор шпинделей выбор количества под­ шипников и их размеры часто диктуются требованиями жест­ кости и точности. Шпиндельные радиальные шарикоподшипники

и конические роликовые вообще монтируются парами. При мон­ таже шпинделей на опорах качения может быть много различных вариантов. При одинаковой жесткости в отношении технологии и эксплуатации надо выбирать тот вариант, у которого опоры со­

т. е. способным получать осевое перемещение. Если вал нагре­ вается, то он может безпрепятственно удлиняться, так как правый подшипник может при этом перемещаться в расточке кор­ пуса.

Компоновка шарикоподшипников с натягом применяется в опорах шпинделей точных и прецизионных металлорежущих станков. Сущность натяга заключается в том, что относительным осевым перемещением колец умень­ шают зазоры между шариками и беговыми дорожками.

Натяг подшипников достигается различными методами:

1) Метод предварительного на­ тяга, осуществляемый обычно на подшипниковом заводе, заклю­ чается в том, что внутреннее кольцо осевой силой А0(рис. 102, а) смещается относительно наруж­ ного, вследствие чего выбирается зазор. После этого сошлифовывается левый торец внутреннего

кольца заподлицо с торцом наружного. Затем аналогичную опе­ рацию производят, смещая внутреннее кольцо вправо (рис. 102, б). В результате внутреннее кольцо будет уже наружного. Если

то внутренние кольца окажутся смещенными относительно наруж­ ных, т. е. будет иметь место натяг.