Вопрос 2: Методика расчета и проектирования шпиндельных опор качения.

Для установки на шпиндели применяют подшипники:

2. Роликовые. Чем меньше диаметр ролика, тем выше жесткость подшипника.

- Радиальные двухрядные с короткими цилин-ми роликами типа 3182100, их конусность 1:12. Регулировка рационального зазора производится за счет осевой подвижки внутреннего кольца.

- Конические типа ГАМЕ (Англия и Франция), изготавливаются в 5-и исполнениях, в т.ч. двухрядный конический с буртом на наружном кольце и однорядный конический с широким наружным кольцом и внутренними проушинами для предварительного натяга. В этих подшипниках полые ролики (лучше смазываются).

2. Упорно-радиальные: двухрядные шарикоподшипники типа 234000 с углом контакта 60 градусов (шведские), применяются совместно с подшипниками типа 3182100.

Назначение: принятие осевой нагрузки. Позволяют вести работу на более высоких ск-х по сравнению с обычным.

Опоры качения. Работа шпинделя зависит от типа его опор. Жесткость шпиндельного узла, его виброустойчивость, точность вращения связаны с конструкцией опор. В качестве опор шпинделей применяют подшипники качения и скольжения с жидкостным трением.

Требования к опорам:

1. Высокая точность вращения шпинделя, поскольку биение его оси непосредственно отражается на точности обработки. Поэтому подшипники шпинделей должны удовлетворять более высоким требованиям по сравнению с подшипниками обычных валов.

2. Долговечность опор (до 5000 часов).

3. Виброустойчивость опор. Особенно важно для работы высокоскоростных шпинделей. Современные позиционные подшипники качения отвечают этому требованию.

4. Надежность работы подшипников опор универсальных станков во всем диапазоне применяемых скоростей и нагрузок в этом отношении преимущество имеют подшипники качения.

При определении нагрузок, во-первых, следует учитывать условия работы шпинделя станка, поскольку работа происходит при различных частотах вращения и нагрузках. Во-вторых, следует учитывать, что шпиндель, несущий инструмент или заготовку, подвергается дополнительным нагрузкам,¹ возникающим в процессе резания, особенно при обработке многолезвенным инструментом (фрезерование, протягивание). Это учитывается коэффициентом динамичности Кд, который может быть

принят 1 ,5 для токарных, сверлильных и шлифовальных станков; 2 - для фрезерных. Сила предварительного натяга подшипников Ад увеличивает осевую нагрузку А, которая становится равной сумме А+Ап, При малых значениях предварительного натяга жесткость шпиндельных опор в большей степени зависит от величины натяга. Минимальное значение предварительного натяга должно определятся из условия, чтобы после приложения к шпинделю полезной нагрузки в подшипнике нe образовывался зазор А_п > 1,58Rtgß,± 0,5 А ,где R - внешняя радиальная нагрузка, Н; А – внеш. осевая нагрузка, Н (знак плюс берется, если она ослабляет натяг, знак минус — если она его увеличивает); ß- угол контакта тел качения с кольцом.

При увелич-ии натяга резко увел-ся тепловыделение в подшип-ках. Натяг регулируют в спец. приспоб-ии на собранном узле или на ст-ке. Прим-ют дистанционные кольца-ограничивают силу предв. натяга.