26.Требования, предъявляемые к шпиндельным узлам

Шпиндель, являющийся конечным звеном привода главного движения и предназначенный для крепления инструмента или заготовки, оказывает существенное, часто лимитирующее, влияние на точность, производительность и надежность всего станка. Шпиндельные узлы станков в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями должны обеспечить следующее:

1. Передачу на заготовку или инструмент расчетных режимов для заданных технологических операций.

2. Точность вращения, оцениваемую радиальным и осевым бие­нием переднего конца шпинделя.

3. Жесткость (радиальная и осевая), определяемая по деформации шпинделя под нагрузкой.

Деформация шпиндельных узлов в общем балансе упругих перемещений станков доходит до 50 %,а в некоторых типах до 85 %. Единых норм для назначения жесткости шпиндельных узлов не существует. Исходя из нормальной работы подшипников, жесткость на участке между опорами ограничивают величиной 250—500 Н/мкм (большие значения — для станков повышенной точности), что лимитирует диаметр шпинделя.

4. Высокие динамические качества (виброустойчивость), которые определяются амплитудой колебаний переднего конца шпинделя и частотой собственных колебаний. Вибрации, возникающие в шпиндельном узле, отрицательно сказываются на точности и чистоте об­работки, стойкости инструмента и производительности станка. Же­лательно, чтобы собственная частота шпинделя была не ниже 500—600 Гц.

5. Минимальные тепловыделения и температурные деформации шпипиндельного узла, так как они влияют как на точность обработки, и как и на работоспособность опор. Тепловыделения регламентируются

6. Долговечность шпиндельных узлов, которая зависит от долговечности опор шпинделя, которая в свою очередь во многом зависит от эффективности системы смазывания, уплотнений, частоты вращения, величины предварительного натяга в подшипниках качения и т. д. Долговечность шпиндельных узлов не регламентирована, ее определяют по усталости, износу деталей подшипника или потере смазочных свойств масла. Диаметр шейки шпинделя выбирают по критерию жесткости, что обычно обеспечивает долговечность подшип­ников до L_h = (12ч-20)-10³ ч. При применении бесконтактных опор (гидростатических, гидродинамических и аэростатических) долго­вечность теоретически считают неограниченной.

7. Быстрое и точное закрепление инструмента или обрабатываемой детали в шпинделе станка; в современных станках требуется автоматизация этой операции.

8. Минимальные затраты на изготовление, сборку и эксплуатацию шпиндельного узла при удовлетворении всех остальных требований.

27 Методы смазки приводов станков.Системы и устройства для смазывания. Системы для смазывания- совокупность устройств, обеспечивающих подачу смазочного материала к поверхностям трения, а также возврат его в смазочный бак. Система должна обеспечить также хранение и очистку смазочного материала, контроль его поступления, предотвращение аварии обору­дования при прекращении подачи смазочного материала, управление режимом смазывания. Для подачи смазочного материала к трущимся поверхностям используют: -силу тяжести (самотеком из баков, капельное смазывание и т.д.), -капиллярные силы (с помощью фитилей, войлочных подушек, по­ристых втулок и т. п.), -силу вязкостного трения между смазочным материалом и пере­мещающейся поверхностью (с помощью фрикционных насосов, погру­жения вращающихся деталей в масляную ванну и т. п.), -давление на свободную поверхность смазочного материала, за­ключенного в емкость (с помощью масленок и т. п.); -центробежную силу и скоростной напор жидкости (с помощью винтовых устройств, устройств с конусными насадками и т. п.); -перепад давления, создаваемый смазываемым механизмом (са­мозасасывание); -перепад давления, создаваемый насосами; -силу инерции частиц смазочного материала (разбрызгиванием, распылением). Основным классификационным признаком для систем являются конструкция и принцип действия распределительных устройств. По указанному признаку системы для смазывания разделяют на системы с насосным распределением, дроссельного дозирования, двухмагистральные, последовательные, импульсные, аэрозольные и комбиниро­ванные. Системы с насосным и дроссельньным распределением применяют преимущественно при непрерывной подаче смазочного материала к поверхностям контакта. В системах с насосным распределением многоотводный насос соединяют трубопроводами непосредственно со смазываемыми точками. Системы для смазывания, предназначенные для циклической подачи смазочного материала позволяют оптимальным образом дозировать подачу смазочного материала к узлам трения, обеспечивая более высокую ,чем у систем с непрерывной подачей, надежность, рациональный расход ит.п. Последовательные системы для смазывания являются одномагистральными системами, в которых масло подается к поверхностям трения через питатели, работающие последовательно. От насоса смазочный материал поступает к центральному питателю и далее к питателям второго каскада, от которых может поступать к питателям третьего каскада и т.д. От отводов питателей любого каскада масло может поступать прямо к поверхностям контакта. Благодаря принципу действия питателей поступления смазочного материала в точки смазывания осуществляется последовательно, т.е. повторное поступление смазочного материала в данную точку возможно только после завершения подачи ко всем остальным точкам. После отработки питателями заданного числа циклов в прибор управления поступает сигнал от датчика циклов, насос отключается и начинается отсчет длительности паузы до следующего включения. При наличии неисправности в любой точке блокируются золотники всех питателей и сигнал от датчиков циклов не поступает. Таким образом, один датчик циклов контролирует всей системы, что делает ее особенно удобной для уникального оборудования с большим числом точек смазывания. Недостатки последовательных систем следующие: отсутствие регулирования дозируемого объема по каждому из отводов; сложность перераспределения при необходимости изменения дозы смазочного материала в одном из отводов; трудность разводки трубопроводов, выходящих от одного блока питателей. Импульсные системы. Смазочный материал подается ко всем точкам одновременно (параллельно) при попеременной (импульсной) связи магистрали подвода с нагнетанием и со сливом. Импульсные системы характеризуются простотой конструкции питателя, удобством монтажа, малым расходом смазочного материала. Их недостаток—отсутствие надежного контроля за поступлением масла в точки подвода. Для всех рассмотренных смазочных систем в станках наиболее часто в качестве привода нагнетателя используют электрические приводы.