Валы, шпиндели и их опоры

Опубликовано admin Сен 4, 2012 в Доводочные станки

Вращение от двигателя к обрабатываемой детали или инструменту может быть передано только с помощью валов. Все элементы передач (зубчатые колеса, шкивы и т.п.) устанавливают на валах. Неподвижные элементы соединяют с валами с помощью шпонок; подвижные (блоки зубчатых колес в коробках скоростей, управляемые муфты) устанавливают на шлицевых валах;

Главным валом в механизмах вращения инструмента и детали является шпиндель. Шпиндель — это последнее звено кинематической цепи механизма, основное и наиболее ответственное, несущее деталь или инструмент. Его прочность, жесткость (способность сопротивляться изгибу под действием сил резания) и виброустойчивость (способность шпинделя сопротивляться колебаниям от неравномерности вращающихся деталей) будут определять качество обработки поверхности: точность размера, высоту шероховатости, погрешности геометрической формы.

Конструкция шпинделей учитывает необходимые размеры механизма, в который шпиндель входит, расположение других деталей, расположение и конструкцию опор шпинделя, метод установки и крепление детали и инструмента. Передние концы шпинделей стандартизованы как с точки зрения конструкции, так и размеров.

Шпиндельный узел суперфинишного станка мод. 3871Б отражает отмеченные выше конструктивные особенности шпинделей. Шпиндель — массивный пустотелый вал ступенчатой формы. Передний его конец имеет наружный конус для установки патрона и внутренний конус для установки центра. Для изготовления шпинделей применяют углеродистые или хромистые стали, а иногда (шпиндель шлифовальной бабки круглошлифовального станка) — специальные высоколегированные стали, подвергающиеся цементации или азотированию с последующей термообработкой рабочих поверхностей.

Опоры валов и шпинделей должны обеспечивать необходимую точность вращения в течение длительного времени эксплуатации станка. Опорами валов в доводочных станках являются подшипники качения, которые, обеспечивая точность вращения, имеют малый коэффициент трения, не требуют частого регулирования, просты в эксплуатации и удобны в монтаже.

Шпиндели доводочных станков устанавливают на высокоточных подшипниках качения. В передней опоре чаще всего используют двухрядные роликовые подшипники типа 3182117, как в бабке изделия суперфинишного станка. Регулирование радиального зазора, например, в подшипнике производится за счет упругой деформации внутреннего кольца при перемещении его по конической поверхности шпинделя с помощью гайки через втулку. Предел перемещения определяется размером разрезного кольца. Съем подшипника осуществляется гидроразжимом внутреннего кольца при подаче масла под давлением через отверстие.

Задняя опора шпинделя представляет собой сдвоенный комплект радиально-упорных шариковых подшипников, установленных с небольшим предварительным натягом, величина которого будет зависеть от высоты распорного кольца.

При повышенных требованиях к точности вращения шпинделя (например, шлифовальный шпиндель круглошлифовального станка особо высокой точности) в качестве опор применяют подшипники скольжения. Самая простая конструкция такого подшипника — цилиндрическая втулка с малым радиальным зазором. Но такие подшипники не допускают регулирования при износе и увеличивают зазор при нагреве. В современных высокоточных станках применяют многовкладышные подшипники скольжения, в которых шпиндель опирается на несколько сегментов, установленных, в свою очередь, на сферические поверхности регулировочных винтов (смотри в каталоге станков описание станка мод. ЗЕ 153).