Материал: Металлорежущие станки Краткий курс

2) О б р а т н а я к о м п о н о в к а (рис. 106) отличается от предыдущей тем, что правый подшипник воспринимает осевые силы, действующие влево, левый подшипник, наоборот, — вираво. Подшипники регулируют осевым перемещением внутрен­

них колец.

При проектировании опор шпинделей прибегают часто к установке двух конических ро­ ликоподшипников в одной опо­ ре. В этих случаях подшипники монтируются по методу обрат­ ной компоновки, с регулирова­ нием при помощи осевого сме­ щения внутренних колец.

Расположение подшипников в опорах шпинделей. Условия, в которых работают передняя и задняя опоры шпинделей, раз­ личны прежде всего по силам, которые они воспринимают, и за­ тем по своей значимости в отношении точности. Эти обстоятельства и определяют конструктивные формы опор. Как правило, передняя опора воспринимает в несколько раз большие силы, чем задняя. Поэтому количество подшипни­ ков или их размеры всегда больше в передней опоре.

В практике существует боль­ шое количество схем компо­ новки подшипников в опорах шпинделей. Некоторые харак­ терные схемы компоновки по­ казаны на рис. 107.

Выбор класса точности под­ шипников. В отечественной про­ мышленности принято пять ос­ новных и три промежуточных класса точности подшипников. По классу Н выпускаются все подшипники качения, по осталь­ ным только некоторые типы. Классы точности подшипников характеризуются точностью ра­ диального биения внутреннего кольца (ГОСТ 520—55).

Требования, предъявляемые к точности радиального и осевого направления в опорах промежуточных валов коробок скоростей подач и других механизмов, кроме делительных, позволяют при­ менять подшипники нормального класса II. Что касается опор шпинделей, то выбор класса точности зависит от требований,

йредъявЛяем1А к точности станка и некоторых геометрических Параметров.

Допускаемая величина радиального биения внутреннего коль­ ца подшипника вычисляется:

для ПодшМИника передней опоры по формуле

Здесь 6 — допускаемое радиальное биение шейки переднего кон­ ца шпинделя или оправки на расстоянии I от перед­ ней опоры;

/— поправочный коэффициент, зависящий от числа под­ шипников (одинаковых по типу) в опоре;

т = ^ , где L — расстояние между серединами опор.

Допускаемое радиальное биение шпинделей определяется по Нормам точности металлорежущих станков.

Вычисленные по формулам (63) и (64) допустимые радиальные биения внутренних колец подшипников передней и задней опор служат основанием для подбора класса точности подшипников.

Высокая точность подшипников еще недостаточна для того, чтобы обеспечить требуемую точность вращения шпинделя, на­ ряду с этим необходимы соосность посадочных поверхностей под все подшипники данного вала, правильная геометрическая форма вала и гнезд; поэтому изготовление вала и особенно растачива­ ние отверстий в корпусе должны быть выполнены очень тща­ тельно.

§2. ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ И ТРЕБОВАНИЯ

КТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

При выборе посадок для подшипников нормальной точности класса Н (если такие подшипники применяются в опорах шпин­ делей и промежуточных валов коробок скоростей, подачи и дру­ гих механизмов, кроме делительных) можно пользоваться мето­ дикой выбора посадок, изложенной в справочной литературе.

Для подшипников шпинделей, имеющих более высокий класс точности, выбор посадок производится по нормам ЭНИМСа. Преи­

шпинделе и те же посадки в системе вала для установки наружных

на диаметр). Суммарное отклонение по конусности и овальности 6С^ 0,56.

Шероховатость обработки посадочных мест должна быть: для валов не ниже 8-го класса чистоты — для подшипников клас­ са Н, П и 9-го класса чистоты — для подшипников класса В, А и С; для отверстий корпусов — не ниже 6-го класса чистоты. До­ пустимая температура подшипников при жидкой смазке 120° С, а в отдельных случаях до 150° С и выше.

§ 3. УПЛОТНЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Основным назначением уплотняющих устройств является за­ щита подшипников от попадания в них пыли, грязи, влаги, метал­ лических и абразивных частиц. Уплотнение должно предотвра­ щать вытекание смазки из места установки подшипников.

Рис. 108. Уплотняющие устройства:

а, б, в, г, б — контактные; в, ж, з — щелевые и лабиринтные; и — центробеж­ ные; к — комбинированные

По принципу действия уплотняющие устройства (рис. 108) раз­ деляются на:

а) контактные (манжетные, войлочные, с металлическими коль­ цами), применяемые при низких и средних скоростях, обесиечи-

вающие защиту за счет плотного контакта деталей в уплотнениях

(рис. 108, а, б, в, г, д)\ б) щелевые и лабиринтные, применяемые в неограниченном

диапазоне скоростей, осуществляющие защиту за счет сопротивле­ ния протеканию жидкости через узкие щели (рис. 108, е, ж, з);

в) центробежные, применяемые при средних и высоких ско­ ростях и основанные на отбрасывании центробежными силами смаз­ ки, а также загрязняющих веществ, попадающих на вращающиеся защитные диски (рис. 108, и);

г) комбинированные, сочетающие уплотнения, основанные на двух или более из указанных выше принципов (рис. 108, к).

§ 4. ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ

Подшипники скольжения обеспечивают большую точность вращения шпинделей, сохранение ее в течение длительного вре­ мени; обладают высокой жесткостью, вибростойкостью, высокими демпфирующими свойствами.

Подшипники в виде цилиндрических втулок просты по кон­ струкции, технологичны, обладают высокой несущей способ­ ностью. Но их недостатки (не допускают регулирования, чувстви­ тельны к повышению температуры, кромочным давлениям) огра­ ничивают их применение. Поэтому для шпиндельных опор совре­ менных точных и особо точных станков применяют подшипники с несколькими несущими масляными клиньями.

Такие подшипники обладают высокой жесткостью несущего масляного клина, позволяют регулировать зазор без искажения формы рабочих поверхностей. Несущие масляные клинья созда­ ются различными способами: упругим деформированием втулок, фасонным растачиванием рабочих поверхностей втулок, примене­ нием отдельных вкладышей.

Конструкция подшипника первого типа (Макензена) показана на рис. 109, а. Тонкостенный неразъемный вкладыш имеет не­ сколько выступов, опирающихся на коническую поверхность от­ верстия в корпусе. При затягивании гайки 1 вкладыш упруго де­ формируется, в результате чего в местах сужения зазора образу­ ются масляные клинья. Минимальный зазор составляет 2—3 мкм. Недостатком данного подшипника является сложность обра­ ботки конического отверстия в корпусе.

На рис. 109, б показаны вкладыши, у которых образование несущих масляных клиньев достигается фасонным растачиванием, которое придает рабочей поверхности специальную форму.

На рис. 109,з приведена конструкция многовкладышного шпин­ дельного подшипника, разработанная в ЭНИМСе. Три вкладыша 1 опираются на сферические опоры регулировочных винтов 2. Вслед­ ствие этого в процессе работы вкладыши самоустанавливаются,

образуют масляный клин благоприятной формы и исключают по­ явление кромочного давления. Данные подшипники обеспечива­ ют зазоры в пределах 1—2 мкм, обладают высокой нагрузочной способностью и жесткостью масляного клина.

В некоторых конструкциях многовкладышных подшипников два вкладыша установлены неподвижно, а третий прижимается пружиной или давлением подводимого масла.

Рис. 109. Конструкция подшипников скольжения:

а — с наружными выступами; б — с фасонной расточкой; в — многоикладышный подшипник

В качестве опор малонагруженных быстроходных шпинделей применяют подшипники скольжения с воздушной смазкой. В ЭНИМСе разработана гамма электрошпинделей на указанных опорах, что обеспечивает скорости вращения в пределах 13—400 об/сек. Подшипник с воздушной смазкой (рис. 110) имеет обойму 1 с запрессованным вкладышем 2 из углеграфита. Внутренняя по­ верхность вкладыша имеет одну продольную канавку 5 и две кру­ говые канавки 3. К последним через отверстия 4 подводится сжа­ тый воздух давлением (0,5 1,0) •105 н1м2. Такие подшипники