- •1. Несущие системы станков
- •1.1. Конструкции. Общие сведения
- •1.2.Станины и основания
- •1.2.1. Горизонтальные станины
- •1.2.2.Стойки (вертикальные станины)
- •1.3. Конструирование и расчет базовых деталей металлорежущих станков
- •1.3.1. Компоновка станка
- •1.3.2. Расчет станин на жесткость
- •1.3.3. Подвижные корпусные детали и узлы
- •1.4. Неметаллические станины металлорежущих станков
- •1.4.1. Железобетонные станины
- •1.4.2. Производство деталей несущей системы мрс из полимербетона
- •Изготовление деталей несущей системы
- •Техника соединения бетонных и стальных деталей
- •2. Проектирование направляющих
- •2.1. Направляющие скольжения для прямолинейного движения
- •2) Охватывающие
- •2.2. Направляющие скольжения для кругового движения
- •2.3. Накладные направляющие
- •2.3.1. Накладные направляющие на станинах (стойках)
- •2.4. Расчет направляющих скольжения смешанного трения
- •2.5. Направляющие с гидроразгрузкой
- •2.6. Гидродинамические направляющие
- •2.7. Гидростатические направляющие
- •2.9. Направляющие качения
- •2.10. Проектные параметры направляющих
- •2.10.1 Расчет на статическую прочность
- •2.10.2. Расчет на жесткость
- •Расчет направляющих на долговечность
- •Расчет потерь на трение
- •2.11. Конструкция направляющих токарных станков
- •2.12. Направляющие тяжелых токарных станков
- •3. Шпиндельные узлы (шу) станков
- •3.1. Проектные параметры и критерии шу
- •3.2. Выбор проектных критериев
- •3.3. Жёсткость шу
- •3.4. Материалы шпинделей
- •3.5. Конструкции шу
- •3.6. Опоры шпиндельных узлов
- •3.7. Расчет шпиндельных узлов (определение проектных параметров и значений проектных критериев). Расчет радиальной жесткости шу
- •Расчет осевой жесткости шу
- •Механизмы подач металлорежущих станков
- •Передача ходовой винт-гайки скольжения жидкостного трения (гидростатическая)
- •Заключение
- •Оглавление
- •Механизмы подач металлорежущих станков 156
- •Заключение 171
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.5. Конструкции шу
В качестве примера конструктивного оформления ШУ на рис.(3.6) показан шпиндель пруткового автомата на подшипниках качения с приводом от зубчатых колёс, на рис. (3.7) узел передней бабки круглошлифовального станка со шпинделем в подшипниках скольжения и с клиноременным приводом.
В первом случае (рис.36) шпиндель 1 несет внутри и на своем конце механизмы зажима и подачи прутка. Опоры шпинделя, особенно на его переднем конце воспринимают значительные осевые и радиальные нагрузки при высокой точности вращения. Шпиндель шлифовального станка (рис.3.7) должен обеспечивать высокую виброустойчивость, поэтому здесь применены подшипники скольжения и ременный привод. Шпиндель выполнен сплошным, он воспринимает в основном только радиальные нагрузки. На рис. 3.8 приведён шпиндельный узел многоцелевого фрезерно-сверлильно-расточного станка с ЧПУ, входящего в ГПС, на рис. 3.8, а показан шпиндель многооперационного станка.
Из этих примеров видно, что шпиндельные узлы достаточно разнообразны по конструкции и к ним предъявляются требования, специфичные для данного вида станка.
Весьма важным при конструктивном оформлении узла является выбор передач на шпиндель. Он зависит в первую очередь от частоты вращения и передаваемой силы. Зубчатая передача более проста и компактна и передает значительные крутящие моменты, однако из-за ошибок шага она не всегда обеспечивает низкую шероховатость обработанной поверхности и, как правило, не применяется на шлифовальных, координатно-расточных отделочно-токарных и других станках. В станках с переменными силами резания (например, во фрезерных) с зубчатыми передачами уменьшается плавность вращения шпинделя и возрастают динамические нагрузки в деталях коробки скоростей.
Поэтому зубчатая передача применяется для частот вращения 35 об/с.
Для привода шпинделя применяют как плоскоременные, так и клиноремённые передачи. При расчете привода характер нагрузки на шпиндель учитывается коэффициентом , на который умножается значение окружной силы: при спокойной работе (токарные, сверлильные, шлифовальные станки), при значительных колебаниях нагрузки (фрезерные, зубофрезерные станки) и при ударной нагрузке (долбежные, зубодолбежные, строгальные станки).
Ременная передача может обеспечивать частоту вращения шпинделя 100 об/с и выше, когда скорости ремня достигают 60—100 м /с. Однако, для привода более скоростных шпинделей (например, внутришлифовальных станков) ременная передача уже не может обеспечить передачу требуемых нагрузок, так как под ремнем создается «воздушный мешок» и возможна его неустойчивая работа. В этом случае привод шпинделя может осуществляться пневматической турбиной до частоты вращения 1667 об/с или электрошпинделем, который применяется при частотах вращения 2500 об/с и выше. Высокочастотные электрошпиндели, которые представляют собой асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором на 200—800 Гц, несущие шлифовальный круг, наиболее полно удовлетворяют требованиям передачи для быстроходных шпинделей.
ШУ много целевого фрезерно-сверлильно-расточного станка с ЧПУ, входящего в ГПС приведена на рис.3.8