Типовые схемы конструкций шпиндельных узлов с опорами качения.

Различные компоновочные схемы современных ШУ некоторых ведущих станкостроительных фирм представлены на рис. 9.

Анализ современных конструкций ШУ показывает, что применение радиально-упорных шарикоподшипников в ШУ станков возрастает и что все чаще применяют радиально-упорный шарикоподшипник типа триплекс.

Конструкции ШУ с новыми подшипниками качения показаны на рис. 8. В передней опоре высокоскоростного ШУ (рис. 8, а) установлены радиально-упорные подшипники серии АСН с шариками из высокопрочной керамики. Конструкция подшипников разработана совместно фирмами Коуо Seiko Co., Ltd и Toshiba (Япония). Задняя опора — двухрядный цилиндрический роликовый подшипник. Увеличение температуры подшипников с керамическими шариками при использовании пластичного смазочного материала (кривая 1, рис. 8,б) на 50% ниже, чем у обычных подшипников в аналогичных условиях, а при смазывании масляным туманом (кривая 2) — на 70%. При использовании пластичного смазочного материала D_n≤1,6 ^. 10⁶ мм ^. мин^-1, при смазывании масляным туманом D_n≤1,5 ^. 10⁶ мм ^. мин^-1.

ШУ с коническими роликоподшипниками серии НА, разработанный фирмой Коуо Seiko Co. Ltd (Япония), показан на рис. 8, в

Конические роликоподшипники с наружным кольцевым буртиком обеспечивают более высокую частоту вращения шпинделя по сравнению с обычными коническими роликоподшипниками. По сравнению с радиально-упорными шарикоподшипниками подшипники серии НА имеют более высокую жесткость, в результате чего в 1,3 — 1,5 раза повы­шается допустимая сила резания. Применение таких подшипников позволяет достичь показателя D_n≤ 5,5 ^. 10⁶ мм ^. мин^-1 при использовании пластичного смазочного материала (рис. 8, г).

отвод охлаждающей

жидкости

щей жидкости

Кроме рассмотренных выше способов создания натяга в шпиндельных опорах качения используют натяг, создаваемый с помощью пружин как тарельчатых, так и витых (см. табл.7). В шпинделях работающих в большом диапазоне скоростей и нагрузок, используют управляемый натяг. Для этого используют гидравлику, магнитострикционные материалы и др.

Рис.10 а

Рис.10 б

На рис.10а натяг изменяется с изменением скорости шпинделя за счет изменения центробежных сил, действующих на массу m. На рис.10б натяг регулируется изменением давления Рн в кольцевом гидроцилиндре 1. Существует и др. конструкции управления зазора в подшипниках.