книги из ГПНТБ / Бесцентровые круглошлифовальные станки
..pdfньш, если нагрев их находится в пределах 40—55° С. Макси мально допустимый нагрев 70° С. Смазочным маслом для опор шпинделей шлифовального круга должно быть: «велосит» пли «индустриальное 12».
Подшипники скольжения шпинделя ведущего круга имеют фитильную смазку. Резервуары для масла и указатели его уров ня расположены в крышках поворотной части бабки ведущего круга. Для смазки применяют масло «индустриальное 20». При эксплуатации станков необходимо ежедневно проверять наличие масла в резервуарах.
В станках'ряда моделей применена принудительная |
смазка |
||||||
подшипников шпинделя ведущего круга. Это позволяет |
повы |
||||||
|
сить жесткость системы |
СПИД |
|||||
|
станка |
и уменьшить |
тепловые |
||||
|
деформации |
в шпинделе. |
|
||||
|
Ряд |
зарубежных |
фирм |
вы |
|||
|
пускает |
бесцентровые |
кругло- |
||||
|
шлифовальные станки с приме |
||||||
|
нением подшипников качения в |
||||||
|
опорах |
шпинделей |
|
шлифо |
|||
|
вального и |
ведущего |
кругов. |
||||
|
Например, |
фирма |
Герменгау- |
||||
|
зен использует |
шпиндели |
на |
||||
|
прецизионных |
роликоподшип |
|||||
Рнс. 21. Мембранное устройство для |
никах, а фирма |
Лидчешшг, ис |
|||||
контроля смазки шпинделеіі |
пользуя |
такие же подшипники, |
|||||
|
производит дополнительную до |
||||||
водку внутренних колец в сборе со шпинделем. |
|
|
|
|
Следует особо отметить целесообразность использования под шипников качения в приводе ведущего круга, так как гидроди намические подшипники работают в этом случае недостаточно надежно из-за малой скорости вращения шпинделя и недоста точности масляного клина.
В последние годы отечественная подшипниковая промышлен ность освоила выпуск высокоточных подшипников качения, что позволяет применять их в опорах шпинделей станков этого типа. Для шпинделей шлифовальных станков наибольшее применение получили двухрядные цилиндрические роликовые подшипники серии 3000000. Высокая точность вращения шпинделя и малый нагрев опор могут быть достигнуты лишь в том случае, если точность формы и размеров детален, сопряженных с подшип никами, не ниже точности деталей подшипников.
Кольца подшипников, применяемых в шпиндельныхузлах станков, настолько тонкостенные, что при посадке с натягом они почти полностью переносят погрешности формы деталей, сопря женных с подшипниками, на дорожки качения.
При монтаже двухрядных роликовых подшипников большое значение для безукоризненной работы всей опоры имеет установ-
ка внутреннего кольца подшипника на коническое посадочное место шпинделя. Необходимо заранее определить, какой зазор
должен |
иметь подшипник |
после |
его |
монтажа. |
Подшипники с |
|||
диаметром |
отверстия до 100 мм при частоте |
вращения |
шпинде |
|||||
ля до 1500 |
об/мин монтируют |
с небольшим |
натягом |
порядка |
||||
5 мкм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
рис. 22 изображен |
шпиндель |
ведущего |
круга |
станка |
СЛ605, смонтированный на подшипниках качения 3182120 клас са точности А.
Гидростатические подшипники наиболее целесообразно при менять в шпиндельных узлах особо точных или тяжелонагруженных станков, а также в опорах шпинделей, работающих с малыми скоростями, когда не происходит образования масляного слоя.
Целесообразность применения гидростатических подшипни ков в особо точных станках объясняется тем, что указанные подшипники в большей мере, чем подшипники других типов, по зволяют уменьшить влияние погрешностей формы шеек шпин деля и подшипника на стабильность положения оси вращающе гося шпинделя.
В момент начала |
вращения шпинделя и при вращении его |
с малыми оборотами |
момент трения в опоре практически равен |
нулю. Гидростатический подшипник является системой, состоя щей из собственно подшипника-втулки, в которой выполнены не сущие карманы, системы дросселей, обеспечивающих поступ ление определенного количества масла в несущие карманы, фильтров и насосной установки. Дроссели конструктивно могут составлять либо единое целое со втулкой, либо могут быть рас положены вне подшипника, вне данного узла и соединены с не сущими карманами маслоподводящимн трубками.
На рис. 23 изображен шпиндель ведущего круга на гидро статических подшипниках. Масло от насосной станции поступа
ет через фильтр тонкой очистки / |
по трубопроводу в упорный 2 |
|||
и радиальный &• подшипники. Масло через |
отверстие в обойм;е |
|||
поступает в кольцевую выточку и затем через кольцевые |
щели |
|||
(дроссели) в кольцевые карманы |
пяты 4. |
Далее масло |
через |
|
радиальный зазор между шейкой шпинделя |
и втулкой (0,03 мм) |
|||
уходит на слив в бак гидростанции. Давление в карманах |
под |
|||
шипника 10—15 кгс/см2 , давление |
на выходе |
из насосной |
стан |
|
ции 20—30 кгс/см2 . |
|
|
|
|
На станках с широким кругом |
шпиндели |
выполнены |
раз |
груженными, и вращение к ним передается с помощью специаль ных муфт. Исключением являются приводы станков, предназна ченных для обдирочного шлифования, например привод ведущего
круга |
станка СЛ501М, шкив которого уюреплен на шпинделе. |
||
На станках с узким кругом |
обычно шпиндели не |
разгружают. |
|
Задача |
муфт — передавать |
крутящий момент, |
компенси |
руя погрешности сборки (несоосность, перекос шпинделя и шки-
Рис. 22. Шпиндель ведущего круга с подшипниками качения
ва привода) и по возможности максимально уменьшить нагруз ки на шпиндели. Важным требованием к муфтам является обес печение быстрого рассоединения шпиндельного узла для смены кругов.
Различия в конструкциях муфт определяются конкретными условиями установки: габаритными размерами, передаваемыми крутящим моментом и нагрузкой на шпиндель.
Мембранная муфта отличается простотой конструкции и не большими габаритами в осевом сечении. Так как жесткость муфты зависит не только от толщины стенки, но и от отношения
Рис. 24. Мембранная муфта
диаметров D/d, то габариты по диаметральному сечению зна чительны. Мембранные муфты хорошо работают при передаче значительных крутящих моментов.
Устройство муфты показано на рис. 24. Мембрана 8 жестко связана со шпинделем 9, а мембраны 7 и /, сидящие на шлицах промежуточного валика 2, с помощью торцовых зубьев и вин тов 10 соединяют мембрану 8 с разгруженным шкивом 5. Шли фовальный шпиндель от привода отсоединяют, расцепляя мем браны 8 и 7, после чего шпиндель можно снять со станка, сдви нув валик 2 с мембраной 7. Для удобства регулировки в кожухе 3 имеется отверстие. Шкив 5 с муфтой собирается отдельно на корпусе 6. Смазка подшипников 4 — консистентная.
Некоторые иностранные фирмы применяют для передачи крутящего момента торсионный валик. Валик, имеющий на обоих концах шлицы, соединяет шкив со шпинделем, и при монтаже и демонтаже шпинделя его легко удалить. Шкив, соединяющийся с приводным двигателем клиновыми ремнями, установлен на подшипниках качения на корпусе бабки. Такое устройство удоб но и показало высокую надежность в эксплуатации.
Балансировка кругов. При консольном расположении кругов (на станках с узким кругом) перед установкой на станок абра зивные круги должны быть проточены на оправке и статически отбалансированы. Для динамической балансировки шлифоваль ных кругов на ряде станков встроен специальный механизм, представляющий собой небольшой редуктор, корпус которого прикреплен к фланцу шлифовального круга.
Внутри редуктора (рис. 25) расположены два груза — сек тора 4 и 5, которые перемещаются относительно корпуса и один относительно другого. На наружной стороне корпуса редуктора находятся рукоятки / и 2, при помощи которых через зубчатые передачи вращают грузы. Грузы вращаются одновременно в одну и ту же сторону, но груз 5 незначительно отстает от гру за 4. Происходит непрерывное изменение взаимного их располо жения, чем и обеспечивается возможность устранения дисбалан са. Когда рукоятка 2 сделает 1>28 оборотов, грузы сделают один полный оборот. Когда рукоятка 1 сделает 64 оборота, грузы сделают также один полный оборот, но уже в противоположном направлении, так как передача вращения происходит через шес терню 3.
При балансировке круга редуктор совместно с рукоятками / и 2 вращается вместе с шлифовальным кругом. Для приведения в действие балансировочного механизма достаточно приостано вить вращение, затормозив одну из рукояток. При торможении рукоятки 1 приводятся во вращение шестерни редуктора и за ставляют грузы перемещаться относительно корпуса и между собой. Если при торможении рукоятки / видно, что наиболее благоприятное положение пройдено и дисбаланс начинает уве личиваться, следует отпустить рукоятку 1 и затормозить рукоят ку _ 2. В этом случае грузы получают обратное вращение со скоростью, в 2 раза меньшей. Следовательно, притормаживая рукоятки поочередно, можно найти наиболее благоприятное положение грузов для снижения дисбаланса.
При отсутствии специального механизма динамическую ба- лаисировку круга проводят на станке с помощью простого при способления. В кронштейне 1 (рис. 26), закрепленном на бабке 2 ведущего круга, установлен микрокатор 4 с ценой деления 0,002 мм, измерительный наконечник которого упирается в баб ку 3 шлифовального круга. С помощью стробоскопического та хометра, например СТ-5 или «Эльтродин», определяют уровень и фазу дисбаланса круга. Балансировку проводят перемещением
2* |
35 |
грузиков по специальным пазам планшайбы шпинделя. Допус тимый уровень колебаний стрелки микрокатора при балансиров ке для станков нормальной точности составляет 0,003—0,005 мм. В процессе шлифования уравновешенность круга нарушается.
эт о м случае необходимо повторить описанный выше процесс.
1—5
Рис. 25. Устройство для балансировки кругов
При портальном, расположении кругов перед установкой на станок абразивные круги должны быть предварительно прото чены на оправке и динамически отбалансированы до 80— 100 гс-см для черновых работ и не более 30 гс-см для чистовых работ в двух плоскостях (с лицевой стороны и со стороны при вода). Динамическую балансировку шлифовальных кругов про изводят на балансировочной машине, обычно установленной в отдельной мастерской завода, и окончательно корректируют ее после правки непосредственно на станке.
Особенности подготовки металлических ведущих кругов.
В ряде случаев вместо абразивных ведущих кругов применяют металлические (чугунные, стальные или дуралюминовые), имею щие более высокую стойкость. На рис. 27 показан ведущий круг, имеющий специальные прорези для снижения его жесткости. Снижение жесткости круга применяют для изменения динами
ческих показателей станка. Металлические |
круги заправляют |
|
на требуемый |
профиль твердосплавным резцом, установленным |
|
в специальном |
приспособлении, имеющим |
копирную систему, |
Рис. 26. Схема балансировки кругов на |
Рис. 27. |
Металлический |
станке |
ведущий |
круг |
или абразивными кругами. Приспособление для заправки ме таллического круга устанавливают вместо прибора правки ве дущего круга. Толщина снимаемого при этом слоя металла не превышает 0,2—0,3 мм.
На некоторых станках, работающих врезанием, металличе ский ведущий круг периодически шлифуется специальным кру гом, устанавливаемым вместо рабочего. Устройства правки та ких шлифовальных кругов имеют специальную копирную систе му (станки СЛ602, 6С137М). При шлифовании дорожек качения внутренних колец конических роликовых подшипников (станки •6С137 с модификациями) на шлифовальной бабке устанавлива ют дополнительное устройство с ручным приводом (рис. 28) для лравки абразивных кругов, шлифующих стальные ведущие дне-
кп [23]. Периферия дисков, являющаяся базирующей поверхно стью, шлифуется до получения биения 2—3 мкм. Шлифование дисков осуществляется кругами Э16С1К диаметром 600 мм, которые устанавливают на специальной планшайбе на шпин дель шлифовальной бабки. На периферии абразивных кругов с помощью устройства для правки создается поверхность, обра зующая на стальных дисках заданный профиль с выпуклостью порядка 0,15—0,3 мм. Бомбинированная поверхность обеспечи вает точечный контакт детали с ведущим кругом, в связи с чем
угол конуса шлифуемой поверхности определяется только поло жением торцовой опоры независимо от отклонения угла конуса на заготовке и изменения этого угла в процессе шлифования.
Привод шлифовального круга. Шпиндель шлифовального крута приводится во вращение от асинхронного электродвига теля. Электродвигатели выбирают в зависимости от вида обра ботки и требований, предъявляемых к детали. Ориентировочно, при шлифовании на 10 мм ширины рабочей кромки шлифоваль ного круга затрачивается мощность 1—1,5 кВт. Мощность холо стых ходов составляет около 3—8 кВт. Таким образом, мощ ность электродвигателей, применяемых на станках в качестве привода шлифовального круга, колеблется в пределах 4,5— 75 кВт.
Для станков, предназначенных для окончательного и дово дочного шлифования, применяют маловибрационные электро двигатели класса С1 с уровнем вибрации не более 1—2 мкм. На стайках, работающих врезанием, иногда применяют двухскоростиые электродвигатели, так как тонкое шлифование осуществля
ют на |
пониженных скоростях резания — 15—20 м/с. Правка же |
||||
.кругов |
для сокращения |
времени |
производится |
на |
скорости |
.35 м/с. |
|
|
|
|
|
На бесцентровых круглошлнфовальных станках часто исполь |
|||||
зуют две клиноременные |
передачи |
и привод |
осуществляется |
||
•через промежуточный шкив. Такая конструкция |
позволяет |
||||
демпфировать колебания, |
передаваемые от электродвигателя, |
и компенсировать изменение межцентрового расстояния, возни кающее при перемещениях бабки, при установке электродвига теля привода на отдельном основании.
На станках этого типа, выпускаемых заводом «Станколи- «ия», натяжение ремней происходит под действием собственной массы двигателя, который крепят на специальной качающейся
плите. Для компенсации пусковых и знакопеременных |
нагрузок |
качающаяся плита подпружинена. |
|
Привод ведущего круга. По конструкции привода |
ведущего |
круга различают станки: |
|
а) со ступенчатым регулированием числа оборотов |
ведущего |
круга, которое осуществляется гитарой сменных шестерен в ре дукторах различной конструкции;
; б) с бесступенчатым регулированием числа оборотов веду щего круга, которое осуществляется при помощи электродвига теля постоянного тока, вариатора или гндродвигателя. Преиму щество бесступенчатого регулирования заключается в том, что имеется возможность поддерживать постоянную скорость веду щего круга по мере его износа, а следовательно, и посто янную производительность станка, что особенно важно при установке нескольких станков последовательно в автоматиче ской линии.
Для привода шпинделя ведущих кругов используют двигате ли постоянного тока с широким диапазоном регулирования. При вод шпинделя осуществляется через червячный редуктор или через клиноременную передачу от трехступенчатого редуктора с цилиндрическими косозубыми колесами. Для изменения частоты вращения ведущего круга с рабочей скорости на скорость правки в редукторе предусмотрена блок-шестерня. Переключение про изводится вручную. При необходимости расширения диапазона
регулирования частоты вращения |
ведущего круга |
применяют |
||
сменные зубчатые колеса. |
|
|
|
|
Представляет интерес привод |
ведущего |
круга, выполненный |
||
в виде планетарного редуктора, отличающегося |
компактностью. |
|||
Такой привод (рис. 29) обеспечивает передачу |
крутящего мо |
|||
мента от двигателя постоянного |
тока на |
шпиндель |
ведущего |