9 Смазывание подшипников шпиндельных опор

Жидкие смазочные масла хорошо отводят тепло от шпиндельных опор, уносят из подшипников продукты изнашивания и делают ненужным периодический надзор за подшипниками. При выборе масла необходимо учитывать частоту вращения шпинделя, температуру шпинделя и ее влияние на вязкость масла.

В проектируемом шпинделе смазывание подшипников шпиндельных опор осуществляется жидким смазочным материалом – масло И-30 А по ГОСТ 20977-84.

Систему смазывания выбирают исходя из требуемой быстроходности шпинделя с учетом его расположения, условий подвода масла, конструкции уплотнений.

В зависимости от способности отводить теплоту из опор качения системы разделяют на два типа: с отводом теплоты – системы обильного смазывания и бех отвода – системы минимального смазывания.

С учетом вышеуказанных требований для смазывания шпиндельных опор оптимально применять систему обильного смазывания, а именно циркуляционное смазывание.

Смазывание передней опоры:

При работе коробки скоростей масло попадает в масленую ванну 1. Из ванны по каналу 3 масло поступает через отверстие в распорной втулке упорно-радиального подшипника к телам качения и дорожкам, и далее к двухрядному роликовому подшипнику. Обеспечивается обильное смазывание обоих подшипников. Далее через прорезь в лабиринтном уплотнении часть масла по каналу 5 поступает вниз шпиндельной бабки на слив, а часть сразу сливается из подшипника в полость корпуса шпиндельной бабки.

Рисунок 9.1 – Схема смазывания шпиндельных опор шпиндельной бабки широкоуниверсального инструментального фрезерного станка с ЧПУ

Смазывание задней опоры:

При работе коробки скоростей масло попадает в масленую ванну 2. Из масленой ванны 2 поступает в канал 4.

По каналу 4 масло поступает через отверстие в наружной регулировочной втулке комплекта радиальных шариковых подшипников в систему каналов, полученных геометрией наружной и внутренней регулировочной втулки. Система каналов обеспечивает смазывание всех подшипников комплекта. Далее через отверстие в лабиринтном уплотнении часть масла поступает в канал 6, и далее на слив, а другая часть сразу сливается из подшипника в полость корпуса.

10 Механизм переключения частот вращения шпинделя

Проектируемый привод главного движения имеет четырехступенчатую коробку скоростей, поэтому для переключения диапазонов регулирования частот вращения шпинделя применяется 2 дифференциальных плунжерных гидроцилиндра.

Так как принцип работы данных двух дифференциальных цилиндров одинаковый, то рассмотрим один из них.

Рисунок 10.1 – Механизм переключения диапазонов частот вращения шпинделя четырехступенчатой коробки скоростей широкоуниверсального инструментального фрезерного станка с ЧПУ

Для переключения зубчатой муфты 8 в крайнее правое положение через штуцер 4 подается рабочая жидкость в левую полость 3. Жидкость из правой полости 2 сливается через штуцер 1. Шток 5 перемещается с вилкой 6 до упора в цилиндр 10, после чего срабатывает конечный выключатель 12 и рабочая жидкость перестает поступать. Положение фиксируется фиксатором 9.

Для обеспечения крайнего левого положения зубчатой муфты 8 рабочая жидкость подается через штуцер 1 в полость 2 и отводится из полости 3 через штуцер 4. Шток 5 вместе с втулкой 7 перемещается до упора в крышку 11. После чего конечный выключатель 14 отключает подачу рабочей жидкости и положение фиксируется фиксатором 9.

Для обеспечения нейтрального положения применяется дифференциальный гидроцилиндр. Подается одинаковое давление через штуцеры 1 и 3 в полости 2 и 4 из общей магистрали. Нейтральное положение обеспечивается действием различных сил давления, обеспечиваемых геометрией гидроцилиндра

Чтобы шток не смещался вправо, действует сила давления на торец штока в правой полости. Эта сила должна быть больше силы давления на торец штока в левой полости цилиндра.

Сила давления в правой полости на торец штока определяется по формуле

где – давление в системе, Мпа;

- диаметр соответствующей ступени штока, мм.

Сила давления в левой полости на торец штока определяется по формуле

где – давление в системе, Мпа;

- диаметр соответствующей ступени штока, мм.

Чтобы шток не смещался влево, действует сила давления на торец втулки и торец штока в левой полости. Эта сила должна быть больше силы давления на торец штока в правой полости.

где – давление в системе, Мпа;

- диаметр соответствующей ступени штока, мм.

- диаметр втулки, мм

Нейтральное положение гидроцилиндра обеспечивается следующим неравенством:

Можно выразить через диаметры:

При переходе цилиндра из крайнего левого положения в нейтральное на шток в левой полости действует сила давления , состоящая из силы давления на торец втулки и силы давления на торец штока. В правой полости действует сила давления на торец штока. Так как силаменьше силы, шток сдвигается влево. Шток двигается того момента, пока втулка не упирается в стенку цилиндра. В тот момент когда втулка уперлась в стенку цилиндра, перестает действовать сила давленияна шток, и начинает действовать сила. Шток перестает сдвигаться влево, так как силаменьше силы. Далее нейтральное положение обеспечивает за счет неравенства сил давления, описанного выше.

При переходе цилиндра из крайнего правого положения в нейтральное на шток действует сила давления в правой полости. В левой полости на торец штока действует сила давления. Так как сила давлениябольше силы давления, шток перемещается влево. Как только ступень штока упирается в буртик втулки, в левой полости вместо силы давленияначинает действовать сила. Так как силабольше силы, шток останавливается в нейтральном положении. Поддержание нейтрального положения обеспечивается неравенством сил, приведенным выше