Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
316 Tяжелонагруженные и быстроходные опоры качения
Рис. 102. Шлифовальная головка:
1 — подшипник; 2 — канал подвода масляного тумана; 3 — вал; 4 — кор» пус; 5 — пружина
роликовый; радиальный двухрядный роликовый с короткими цилиндрическими роликами.
На рис. 102 изображена быстроходная шлифовальная головка. Мощность привода 2,4 кВт, частота вращения п = 40 ООО об/мин. На шпиндель действует сила шлифования в радиальном направлении. Нагрузка зависит от качества шлифовального круга, твердости обрабатываемого материала и подачи.
В опорах шпинделя установлены специальные прецизионные радиально-упорные шарикоподшипники / фирмы FAG с углом контакта а = 15° 2-го класса точности с габаритными размерами 20x42x 12 мм. Подшипники установлены враспор по схеме «0» с упругим пред-натягом 250 Н, обеспечиваемым комплектом винтовых пружин 5. Обработка посадочных мест под подшипники произведена со следующими допусками: на валу d = = 20Zo',Ж со стороны инструмента, d = 20Іо',ооІ со стороны привода; в корпусе D = 42+o!oot со стороны инструмента, D = 42+о;оо4 со стороны привода. Допуски на круглость, цилиндричность диаметров, биение упорного торца: на валу—по ІТ0, в корпусе — по ITl.
Смазывание подшипников осуществляется при помощи масляного тумана, который подается по каналу 2 и отводится через щели уплотнения. Избыточное давление, которое создает масляный туман в подшипниковых полостях, позволяет ограничиться щелевыми уплотнениями.
На рис. 103 изображен шпиндель сверлильно-расточ-ного станка. Мощность привода 7 кВт. Частота вращения
Опоры качения быстроходных шпинделей
317
50—5000 об/мин. Шпиндель предназначен для сверлильных, расточных и фрезерных операций. При сверлении возникают только осевые нагрузки: F0 =3.104 H при п = = 50 об/мин; Fa = MO4H при п = 1000 об/мин; Fa = 800 H при п = = 5000 об/мин.
При фрезеровании возникает в основном радиальная нагрузка: F7 = = 5-103 H при п = = 200 об/мин.
В передней опоре установлен строенный по схеме «тандем» р а ди а л ьно- у пор-ный шарикоподшипник. Комплект собран из однорядных шарикоподшипников / с углом контакта 26° и габаритными размерами 95x145x24 мм 4-го класса точности и дистанционных колец 2, 3, подшлифовкой торцов которых обеспечено равномерное распределение нагрузки между подшипниками триплекса. В задней опоре установлен один ради-ально-упорный шарикоподшипник 5. Опоры установлены враспор по схеме «0» с упругим преднатягом, поддерживаемым комплектом пружин 4. Посадка подшипников на вал /84, в корпус Js5 (со стороны инструмента) и Hb (со стороны привода). Допуски на биение торцов деталей, сопряженных с подшипником, по валу ITl, по корпусу IT2; допуски на круглость и цилиндричность посадочных шеек вала — ITl, отверстий в корпусе — IT2.
Смазка закладная; используют специальные пластичные смазочные материалы, например, «Старт» (ТУ38 101.986—84) или КБС (ТУ38.401.63—80).
Рис. 103. Шпиндель сверлильно-рас-точного станка:
1,5— подшипники; 2, 3 — дистанционные кольца; 4 — пружины
318
Tяжелонагруженные и быстроходные опоры качения
7 6 5 4 3 2
Рис. 104. Шпиндель с разгруженным шкивом
Передняя опора, как расположенная в более загрязненной зоне, защищена лабиринтным уплотнением, задняя — щелевым.
Номинальная долговечность подшипников при действии только осевых нагрузок (неблагоприятный вариант) превышает 40 ООО ч.
На рис 104 изображен шпиндель, обладающий высокой жесткостью как в радиальном, так и в осевом направлении, значительной грузоподъемностью и быстроходностью. Передняя фиксирующая опора шпинделя укомплектована двухрядным радиальным роликоподшипником 2 и упорно-радиальным шарикоподшипником 3. Первый не имеет буртов на наружном кольце и поэтому воспринимает только радиальную нагрузку; наружное кольцо второго установлено в корпусе с зазором — подшипник воспринимает двустороннюю осевую нагрузку. Осевая фиксация внутренних колец обоих подшипников осуществляется при помощи втулки 4 со ступенчатым отверстием [23]. Наружные кольца зажаты между заплечиком корпуса и торцом крышки. Монтаж и регулировка подшипников в такой конструкции — весьма трудоемкие операции, требующие высокой квалификации сборщика. Регулировка зазора в подшипнике 2 производится установкой внутреннего кольца с сепаратором и комплектом роликов на коническую шейку вала и замером наружного диаметра комплекта роликов D1, установкой наружного кольца
Опоры качения быстроходных шпинде/ей
319
в корпус и замером фактического диаметра дорожки качения D2; сравнением разности полученных размеров D2 — D1 с требуемым радиальным зазором б и перемещением внутреннего кольца на конической шейке вала с целью получения размера D1, обеспечивающего равенство
2 — '
После проведения указанных операций проводится измерение линейного размера 5, и кольцо / подшлифовы-вается до измеренной величины. Далее внутреннее кольцо подшипника демонтируется, на вал устанавливается кольцо / и производится сборка передней опоры шпинделя. Втулку 4, изготовленную из стали с пределом прочности (Тв > 5,50 МПа, для установки на шпиндель нагревают до температуры 60—120 °С (меньшие значения для больших диаметров). После посадки и охлаждения втулку при помощи гидрораспора разжимают и регулируют ее положение, устраняя таким образом возможные перекосы. Описанный способ осевого крепления позволяет получить значительно более высокую точность базирования подшипника, чем резьбовое соединение.
