6.7. Уплотнения шпиндельных узлов

Уплотнения защищают подшипники от загрязнений и смазочно-охлаждающей жидкости, препятствуют вытеканию смазочного материала из опор. Уп­лотнение опоры конструируют с учетом положения шпинделя (горизонталь­ное или вертикальное), окружной скорости поверхности его шеек, степени загрязнения пространства у опоры В уплотнительном устройстве предусматри­вают конструктивные элементы разного назначения: пылеотбойные; предо­храняющие опору от попадания смазочно-охлаждающей жидкости; обеспечи­вающие внутреннюю герметичность (не пропускают смазочный материал из полости опоры во внешнюю среду); обеспечивающие внешнюю герметич­ность (препятствуют проникновению в опору смазочно-охлаждающей жид­кости и пыли, а также масла, загрязненного продуктами износа деталей короб­ки скоростей); дренажные отверстия для отвода из опоры утечек смазочного материала и смазочно-охлаждающей жидкости.

Уплотнения, предназначенные для создания внутренней и внешней герме­тичности, можно разделить на бесконтактные и контактные. Бесконтактные бывают статическими и динамическими. Статические уплотнения выполняют в виде щели или лабиринта, в которых происходит дросселирование смазочного материала. Аксиальное щелевое уплотнение образуется цилиндрическими по­верхностями (В на рис. 6.5, а), радиальное — параллельными плоскостями. Аксиальное лабиринтное уплотнение статического типа образуется двумя ци­линдрическими поверхностями: гладкой и имеющей кольцевые канавки полу­круглого профиля (Г и Д на рис. 6.5, а) или канавки треугольного профиля (4 на рис. 6.5, а). Такие уплотнения наиболее пригодны при использовании пластичных смазочных материалов.

Опоры шпинделей с динамическими уплотнениями имеют лучшую герме­тичность. Зигзагообразные лабиринтные уплотнения радиального типа (рис. 6.5, б, табл. 6.20) применяют в опорах как с пластичным, так и с жидким смазочным материалом. Эти уплотнения выполняют свои функции тем лучше, чем выше частота вращения шпинделя.

Для улучшения герметичности на вход уплотнения иногда подают хорошо очищенный воздух из цеховой сети. Уплотнение, состоящее из колец 1 а 2( рис. 6.5, в), имеет фасонную щель Ж с переменным радиусом, пригодно при смазывании подшипников пластичным или жидким материалом, а также мас­ляным туманом. Конструкции комбинированных динамических уплотнений разнообразны. Одна из них включает плавающее кольцо 4 (рис. 6.5, г), взаи­модействующее с торцовой поверхностью фланца 5 и втулкой 3

.

Контактные уплотнения с резиновой армированной манжетой 6 и пружи­ной 7 (рис. 6.5, д) применяются при сравнительно малой окружной скорости поверхности шейки шпинделя. При отсутствии воздействия абразивной пыли, хорошем смазывании подшипников и уплотнения жидким материалом рези­новые манжеты используются при скорости до 8...10 м/с.

Жидкий смазочный материал образует на поверхности шпинделя масля­ную пленку, которая способна перемещаться вдоль его оси и проходить через уплотнения. Для сброса ее в полость шпиндельной бабки служат маслосбрасывающие уплотнения (рис. 6.5, е), имеющие острые кромки, с которых масло срывается под действием центробежных сил. Эти уплотнения работают более эффективно, когда находятся в кольцевой камере С, соединенной дренажным каналом Т с полостью шпиндельной бабки.

Уплотнительное устройство компонуют из элементов разного функцио­нального назначения. Например, задняя опора, смазываемая пластичным мате­риалом (рис. 6.5, а) с помощью щелевого уплотнения В, лабиринтного Г и дренажного отверстия Б, защищена от проникновения в нее жидкого материа­ла, загрязненного продуктами износа деталей шпиндельной бабки. Внутренняя герметичность этой опоры обеспечена уплотнениями А и Д. Для создания внут­ренней герметичности в передней опоре, смазываемой жидким материалом (рис. 6.5, в), предусмотрены уплотнения Е и Ж с дренажными каналами Н и М, а также лабиринтное уплотнение Л. Проникновению в опору смазочно-охлаждающей жидкости препятствуют щелевое уплотнение 3 и уплотнение И в сово­купности с дренажным отверстием К. В уплотнительном устройстве, изобра­женном на рис. 6.5, г, предусмотрены уплотнение П для сбрасывания жидкого смазочного материала и уплотнение Р, служащее для сбрасывания смазочно-охлаждающей жидкости.