Особенности расчёта опор качения шпинделя

Расчёт ведётся по формулам деталей машин.

Приведённая нагрузка определяется с учётом коэффициента динамичности , который равен: - токарные, сверлильные, шлифовальные станки.

- фрезерные станки.

26. Опоры скольжения шпинделей

«+» «n» «-» обратные опорам качения.

Применяются когда опоры качения не обеспечивают требуемой точности и долговечности.

Основные типы:

1. Гидродинамические

2. Гидростатические

3. Аэро- или газостатические

4. ЭМ.

Гидродинамические опоры

Применяются в основном в станках со значительными и малоизменяющимися частотами вращения и при относительно небольшой нагрузки. Действие основано на возникновении гидродинамической силы , действующей на тело, частично погружённое в жидкость и движущейся с определённой скоростью .

В опорах вал, действуя как насос, затягивает масло в зазор между шпинделем и подшипником. В результате образуется масляный клин с повышенным давлением масла, что компенсирует внешней нагрузкой.

Основные разновидности:

1. Подшипник скольжения выполнен в виде обычной цилиндрической втулки с образованием одного масляного клина.

Нагрузка минимальная при

«-»

• Невысокая нагрузочная способность ввиду только одного клина;

• Невозможность регулирования зазора между шпинделем и подшипником (коническая поверхность для регулирования). Регулирования зазора возможно за счёт выполнения конического отверстия во втулке и её смещения относительно вала.

• Склонность к кромочным давлениям

• Возможность смешанного и даже сухого трения при пуске (останове, реверсе и низких частотах вращения шпинделя большой нагрузки).

2. Подшипники скольжения в виде втулки с фасонным отверстием, обеспечивающим получения некоторых, обычно трёх масляных клиньев.

«+» увеличенная нагрузочная способность, более стабильное положение оси шпинделя.

«-» те же кроме первого + сложность изготовления.

3. Гидродинамические многовкладышные подшипники конструкции ЭНИМС. Они имеют 3, реже 4, вкладыша устанавливаемых обычно на сферических опорах, с возможностью перемещения в радиальном направлении для регулирования зазора, что позволяет вкладышам самоустанавливаться в окружном и осевом направлениях. В результате исключаются кромочные давления и устанавливается форма клина, близкая к оптимальной. Размеры вкладыша унифицированы:

L_вк = 0,75 D_шп

В _вк = 0,5 D_шп

Критерии расчёта:

1. на нагрузочную способность;

2. на жёсткость слоя смазки;

Общие недостатки гидродинамических подшипников:

1. Изменение положения оси шпинделя при изменении частоты его вращения и прилагаемой к нему нагрузки;

2. Ограниченная жёсткость и как следствие грузоподъёмность;

3. Необходимость периодически подкачивать масло в опору;

4. Изнашиваемость в режиме пуска и реверса.

27.Гидростатические опоры скольжения

В этих подшипниках масло постоянно поступает под давлением в зазор между шпинделем и подшипником.

ДОСТОИНСТВА:

• Обеспечение стабильного жидкостного трения в режиме пуска, останова, реверс;

• Практически неограниченная долговечность;

• Высокая нагруженная способность;

• Высокая точность вращения и демпфирующая способность.

НЕДОСТАТКИ:

• Необходимость наличия специальной системы для подачи масла под давлением;

• Большой расход масла;

• Высокое температурное выделение при большой частоте вращения и нагрузках.

Такие опоры могут быть радиальными и упорными.

В радиальных подшипниках равномерно по окружности выполнено несколько полостей, которые называются карманами, в каждый из которых под давлением подается масло. Отвод масла осуществляется через торцы подшипника или через дренажные канавки, которые выполнены на перемычках между карманами.

L_вк = D_шп

В _вк = 0,1 D_шп

Критерии расчета:

• На нагруженную способность;

• На жесткость слоя смазки;

• На расход масла;

• Потери на трение и накачку масла.