52. Расчет шпинделя

1) На жесткость. Сводится определению деформаций при изгибе и кручении. Составляется расчетная схема шпинделя в виде балки на опорах, шарнирах, если в опорах расположено по одному подшипнику качения. Если подшипников больше одного, то опору рассматривают как упругую.

;

2) На виброустойчивость. Определение собственных частот (критических). Вынужденная частота вращения шпинделя должна отличаться более чем на 30% от собственной

3) На прочность. Определение запаса сил.

53. Подшипники качения в шпиндельных узлах

Устойчивая работа шпинделя зависит от правильного выбора типов опор.

Требования к опорам:

1. Высокая точность вращения. Обеспечение достаточной жесткостью опор, которая зависит от величины зазоров между дорожками и телами качения.

2. Долговечность (12000…20000 ч)

3. Виброустойчивость

4. Надежность работы во всем диапазоне скоростей и нагрузок

5. Эксплуатационные свойства: простота изготовления, малые габариты, простота сборки, простота регулирования.

Точность вращения зависит от точности изготовления опор шеек и основных отверстий в корпусе.

Для установки шпинделей принимают все виды подшипников ГОСТ 50-2002.

Радиальные подшипники 8, 7, Н, 6, 5, 4, Т, 2.

Для повышения жесткости опор качения и устранения зазоров принимают предварительный натяг. Он бывает мягкий и жесткий. Мягкий - для уменьшения зазора применяются постоянные усилия (пружины, гидравлически). Жесткий - удаление части метала с одной из сторон подшипника.

Для увеличения жесткости применяют 2-х рядные подшипники. Выбор вида опор качения зависит от быстроходности угла и нагрузок на шпиндель. Шарикоподшипники применяются при частоте с^-1. Условия работы шпиндельного узла так же зависит от вида обработки и инструмента. Данные условия учитывают коэффициент динамики.

Токарные – К_д=1,5

Фрезерные – К_д=2.

Сила предварительного натяга увеличивает осевую нагрузку. Усилие должно быть таким, чтобы при резании не произошло размыкание стыка

54. Подшипники скольжения

Для надежной работы шпиндельного узла на опорах скольжения необходимо, чтобы несущий масляный клин имел необходимую толщину и жесткость во всем диапазоне скоростей и нагрузок. По мере формирования износа или изменения режима работы необходимо иметь возможность для регулирования зазора между опорной шейкой шпинделя и подшипником. Для стабилизации положения шпинделя необходимо, чтобы подшипник обеспечивал несколько масляных клиньев. Конструкция опор не должна допускать кромочных давлений. Необходимо стремится при разработки конструкции опор, чтобы вкладыши имели возможность самоустановки не только в направлении вращения, но и также в осевом направлении.

55. Материалы для подшипников скольжения.

Эффективная работа подшипников скольжения зависит от износостойкости материалов вкладышей, его теплопроводности, коэффициента трения, коэффициента линейного расширения.

При выборе материала руководствуются скоростью и удельным давлением в месте контакта. Для снижения расхода цветных сплавов принимают биметаллический материал. Наиболее эффективны при работе гидростатические опоры. Вязкость воздуха в аэроопорах меньше в 2000 раз индустриального масла.