Шпиндельні вузли, муфти для постійного та періодичного з’єднання валів Шпиндельні вузли

Призначені для передачі обертального руху і кружного моменту від коробок швидкостей до оброблюваної деталі або інструменту.

В конструкцію шпиндельного вузла входять: опорні підшипники, шпиндель, зубчаті колеса, вали. Деталі шпиндельного вузла, що монтуються на валу, кріпляться за допомогою шпонки.

Вимоги до шпинделів верстатів:

1. Точність обертання, що визначається радіальним, осевим, і торцевим биттям переднього кінця шпинделя. Норми точності по ГОСТ 18097.

2. Жорсткість, що характеризується величиною пружних деформацій шпинделя під дією сил які виникають при обробці.

3. Вібростійкість.

4. Зносостійкість опорних поверхонь, що труться при опорах ковзання і при повздовжньому переміщенні шпинделя.

Шпинделі виготовляють у вигляді пустотілих або цільних валів; на кінцях шпинделів кріпляться затискні пристрої, оправки або інструмент. Шпинделі виготовляють з:

• вуглецевої сталі 45 (закалка з високим відпуском до твердості НRC=2430);

• сталі 40Х (закалка шийок до твердості НRC=4860);

• легованих сталей 40ХЮ, 35ХМЮА з азотуванням;

• марганцевистої сталі 50Г2 з закалкою і відпуском до НRC=2535;

• сталі 20Х з наступною цементацією на глибину 0,1-1 мм, закалкою і відпуском до НRC=5662.

Рис. 2

Муфти для постійного та періодичного з’єднання валів

Призначені для постійного або періодичного з’єднання двох співвісних або не співвісних валів.

Постійні муфти (Рис. 2) використовують для з’єднання валів, які в процесі роботи не роз’єднуються. Вони представляють собою:

• суцільні втулки з шпонковою канавкою (а);

• фланці, стянуті болтами, що кріпляться на кінцях валів які з’єднуються на шпонках (б);

• хрестові (плаваючі) муфти (в) складаються з трьох частин – двох крайніх фланців 1 і 3 з діаметральними пазами на торці і проміжної з’єднувальної хрестовини 2, що має діаметральні виступи на обох торцях, розміщених під кутом 90°;

• муфти у вигляді двох фланців з еластичним з’єднанням (г) за допомогою пальців 1 з резиновими кільцями 2;

• запобіжні муфти (д): з зрізаним штифтом 1, зубчаті, плунжерні, пружинно-кулькові.

Для з’єднання не співвісних валів використовують муфти з шарнірами Гука і телескопічними валиками (е).

Сцепні муфти (Рис. 3) використовують для періодичного з’єднання валів. Такі муфти поділяють на кулачкові, фрикційні і зубчаті.

Кулачкові (а) складаються з двох дисків, що з’єднані за допомогою торцевих кулачків. Для покращення умов щеплення використовують зубчаті муфти (б). Фрикційні муфти бувають конусні та дискові (Рис. 4). Ці муфти можуть вільно вмикатись на ходу і проковзувати при перевантаженнях для запобігання поломки механізму.

Рис. 3

Рис. 4

Гідростатична передача гвинт-гайка (Рис. 5)

Рис. 5

П

Рис. 3

рацює в умовах рідинного тертя. Знос гвинта і гайки при цьому практично відсутній. Передача фактично беззазорна, забезпечує підвищену точність. ККД = 0,99. Але в порівнянні з гвинт-гайкою тертя кочення має меншу жорсткість.

Змащувальне масло від насоса 1 через фільтр 3, дроселі 4 і 5 постійного тиску, що визначається наладкою переливного гідроклапана 2, отворів а і г, потрапляє в кармани б і в; зливається масло через зазори в різьбі і отвір д. Різниця тиску в карманах б і в забезпечує сприйняття осевого навантаження шарами масла. Гайка 6, гвинт 7.