6. Проверочный расчет шпинделей на жесткость

Шпиндели рассчитывают на жесткость для определения диметра шейки шпинделя под передней опорой и расстояния между опорами, а для тяжело нагруженных станков производят проверочный расчет на прочность.

Величину вылета «а» определяют по стандартным размерам и виду уплотнения.

На точность обработки влияет прогиб шпинделя «y».опоры шпинделя различного типа обеспечивают различные условия для его поворота при изгибе. При расчете на жесткость шпинделя рассматриваем, как балка на двух опорах, с силой F, приложенной на его консольной части, причем тип опоры выбирают в зависимости от типа подшипника.

1) при опоре на 2-х подшипниках качения . расчетная схема принимается в виде балки.

2) передняя опора имеет два шариковых подшипника или один роликовый, следовательно шпиндель в этом сечении не поворачивается.

3) если передняя опора на подшипнике скольжения, то он создает определенный реактивный момент Mр=(0,3…0,35)Мизг

4) при опоре на двух подшипниках скольжения. Вначале определяется прогиб y1 при деформации шпинделя в переделах радиального зазора подшипника, если нагрузка на шпиндель вызывает большую деформацию, то следует подсчитать прогиб y2 конца шпинделя под действием силы, которая деформирует его как консольную балку с заделкой в опоре.

y_∑=y_оп+y_шп+y_сд

где у_оп – податливость опор

у_шп – перемещение, вызванное изгибом тела шпинделя

у_сд – сдвиг от поперечных сил

При определении прогиба шпинделя приближенно допустимо выбирать средний момент инерции по основному участку шпинделя или по расчетному среднему диаметру.

где di, li – диаметр и длина отдельных участков шпинделя.

L – общая длина шпинделя

Расчеты шпинделя станков основываются на методах сопротивления материалов и теории упругости.

Для шпинделей с резким переходом сечения при уточненных расчетах следует строить упругую линию как ступенчатого вала со своим моментом инерции сечения на каждом его участке и применить метод начальных параметров (расчет вести в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной(.

7. Опоры шпинделей и требования к ним

Подшипники качения бывают следующего типа:

- шариково-радиальные

- радиально-упорные

- упорные

- роликовые с цилиндрическим и коническим телом вращения

- специальной конструкции (двухрядные с цилиндрическими роликами, расположенные в шахматном порядке и тд.)

Требования: 1. Точность вращения

2. высокая грузоподъемность

3. повышенная жесткость

4. минимальное выделение тепла

Опоры в первую очередь определяют точностные характеристики и долговечность ШУ. Достигаемая точность вращения шпинделя с различными типами опор следующая:

Представленные характеристики являются сравнительной характеристикой, имеющихся на настоящее время типов опор.

8. Точность подшипников шпинделя

О пределяется точностью вращения шпинделя и регламентируется радиальным и осевым биением.

По величинам выбирают подшипник соответствующего класса точности.

Класс точности	Класс точности		Класс точности упорных подшипников
	передний	задний
Н	5	5	5
П	4	5	5
В	2	4	4
А	2	2	4
С	2	2	2