Конструкции и свойства подшипников качения для опор шпинделей.
В ШУ чаще всего используются подшипники качения. Несущая способность подшипников качения характеризуется статической и динамической грузоподъёмностью.
Статическая грузоподъёмность – постоянная нагрузка, в результате действия которой возникают общие остаточные деформации тела качения и колец в наиболее нагруженной зоне контакта, величина которой составляет 0,0001 диаметра тела качения.
Динамическая грузоподъёмность – постоянная радиальная нагрузка, которую каждый из группы идентичных подшипников может воспринимать при долговечности, составляющей 1 млн оборотов.
Быстроходность подшипников качения характеризуется предельной частотой вращения и параметрами быстроходности.
Превышение предельной частоты вращения приводит к существенному проявлению сил инерции тел качения и сепаратора, возрастанию влияния погрешности формы тел и дорожек качения на точность. В результате нарушается равномерность вращения подшипника, ухудшаются условия смазки, возрастает износ рабочих поверхностей и возможен перегрев опоры.
При необходимости превышения частоты вращения опорам необходимо обеспечить требуемый отвод тепла и использовать материалы малой вязкости.
Обобщённым
показателем быстроходности опор шпинделя
явл-ся параметр быстроходности
,
где
,
где d
– диаметр малого кольца; D
– диаметр большого кольца;
– максимальная частота вращения
шпинделя.
Показателем долговечности подшипника считается время, в течении которого в тождественных условиях должны работать не менее 90% партии подшипников данного типоразмера. Жёсткость подшипников хар-ся отношением действующей на него нагрузки к вызываемому ею упругому сближению колец. Различают радиальную, осевую и угловую жёсткость.
Конструкции подшипников
Двухрядные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами предназначены для восприятия только радиальной нагрузки. Благодаря наличию конического отверстия на внутреннем кольце, при его осевом перемещении имеется возможность регулировки радиального зазора в подшипнике.
Параметр
быстроходности
3*
.
Диапазон регулировки частоты вращения не превышает 500. ШУ с данными подшипниками применяют в станках со средними частотами вращения и большими радиальными нагрузками.
Конические роликовые подшипники применяют при относительно небольших частотах и значительных комбинированных нагрузках. Для повышения жёсткости подшипники в передней опоре устанавливают по О-образной схеме.
Параметр быстроходности 3* .
Диапазон регулирования частоты вращения не превышает 100.
Однорядный роликовый конический подшипник с буртиком на наружном кольце
П
редназначен
для восприятия радиальных и осевых
нагрузок, имеет в своём составе массивный
сепаратор (латунь) центрирующийся по
внутреннему кольцу подшипника. Имеет
малый угол конуса дорожек качения, в
связи с чем снижается давление роликов
на борт внутреннего кольца и повышается
радиальная жёсткость.
Параметр быстроходности 4,2* .
Диапазон регулирования частоты вращения не превышает 100.
Однорядный роликовый конический подшипник с широким кольцом
П
редназначен
для установки в заднюю опору шпинделя.
Подшипники имеют пружины для обеспечения
предварительного натяга.
Двухрядные роликовые конические подшипники с буртиком на наружном кольце воспринимают значительные радиальные и осевые нагрузки, имеют жёсткие требования к волнистости и гранности рабочих поверхностей, благодаря чему обеспечивается низкий уровень вибраций шпинделя и стабильность положения его оси. С помощью промежуточного кольца в подшипнике имеется возможность создания натяга или зазора.
Упорно-радиальные
сдвоенные шариковые подшипники с углом
контакта 60°.
В состав подшипников входит: 2 тугих внутренних кольца, свободное наружное, проставочное кольцо, тела качения и 2 сепаратора. Ширина проставочного кольца определяет величину предварительного натяга, что позволяет исключить необходимость регулировки натяга в процессе монтажа.
Опоры такого типа применяют в токарных, фрезерных и расточных станках.
Роликовые подшипники с управляемым натягом
Подшипники предназначены для работ в широком диапазоне частот вращения и повышенных требованиях к жёсткости ШУ. в таких подшипниках обеспечивается независимость натяга от внешних воздействий.
В замкнутую полость через канал 6 подаётся масло. Давление масла автоматически изменяется в соответствии с нагрузкой на шпиндель. Увеличение давления масла сопровождается смещением плунжера 4 в сторону ролика 2 и увеличением силы, с которой он на них действует. Т.о натяг в подшипнике возрастает.
