Жесткость и тепловыделения в подшипниках
Жёсткость подшипников определяется упругими сближениями тел качения с кольцами и контактными деформациями колец с сопряжёнными деталями. Она зависит от типа подшипника и его диаметра. Для повышения жесткости подшипников и ликвидации зазоров применяют преднатяг, прикладывают постоянную осевую предварительную нагрузку. Преднатяг в радиальных подшипниках достигается путём смещения наружного кольца в осевом направлении, что обеспечивает выборку между телами колец качения и создаёт упругие напряжения, что повышает ресурс работы опоры. Натяг дБ таким, чтобы под воздействием эксплуатационных нагрузок его величина не снижалась до min или 0-го значения.
Теплота ведёт к перегреву стенок корпуса передней бабки и самого подшипника. Неравномерность нагрева наружных и внутренних колец подшипника приводит к изменению предварительного натяга, поэтому регулировку подшипников необходимо производить при установившейся рабочей температуре.
Потери
на трение в подшипниках качения
оцениваются по моменту трения либо
тепловым потоком, выделяемых в них.
Где F – нагрузка в подшипнике;
d – диаметр подшипника;
f – коэффициент трения (f=0,003 для цилиндрических роликов и шариковых подшипников)
10.Расчет биения
шпинделяРадиальное биение подлежит измерению в двух сечениях: переднего конца шпинделя и на некоторой длине lк контрольной оправки, вставленной в отверстие с центрирующим конусом (для токарного станка lк = 200 мм).
Формула для расчета биений зависит от распределения радиальных биений подшипников в передней и задней опорах. В вычислениях предполагают самый неблагоприятный - радиальные биения находятся в одной плоскости и направлены в разные стороны - вариант, ко-гда радиальное биение конца шпинделя достигает максимальных значений. При этом его величину определяют по формуле (5.2) [10]
=
3/2
где
а1
= а + lк;
Dп,
Dз
и zп,
zз
- соответственно радиальные биения
подшипников и их количество в передней
и задней опорах; [Dr]
- допуск на радиальное биение в месте
контроля (для токарных станков класса
точности П в сечении переднего конца
шпинделя (lк
= 0) допуск равен 5 мкм; в регламентированном
месте контроля (lк
= 200 мм) - 10 мкм).
11.Гидродинамические шпиндельные опоры
Чаще всего применяются в шлифовальных станках, где высокие постоянные скорости и мало изменяющиеся нагрузки. ГДП - клиновые или многоклиновые. В станках с многоклиновым ГДП клиновые зазоры создаются обычно с помощью башмаков, создаются в зависимости от нагрузки и положения шпинделя. При э том масло нагнетается в клиновые зазорыпри вращении шпинделя и создает результирующую гидродинамическую силу Fд, которая воспрепятствует смещению шпинделя под действием силы резания. Конструкция ГДП с самоустонавливающимися башмаками состоит из Корпуса подшипника, шпинделя, сферической опоры для башмаков, канала для подачи масла. Конструкторские параметры ГДП опр-ся из диаметра шейки шпинделя.
Важным параметром является диаметральный зазор, который выбирается с учтом зазора
В=0,5D L=0,75D ∆=3D
В качестве раб жидкости принимается минеральное масло – Велосит. ГДП при расчете определяется нагрузочная способность и жесткость.
Недостатки:
- Низкая жесткость
- Изменение положения оси шпинделя при изменении частоты вращения;
- Изнашивание башмаков в период пуска и остановки;
- Технологические сложности при изгот. Опор и установки на них шпинделя