Чтобы разобраться с тем какие подшипники используются в шпиндельных узлах в машиностроении. необходимо понять что такое шпиндельное устройство, где оно применяется, из чего состоит.
Пример применения шпинделя и типов подшипников
Чаще всего слово шпиндель встречается в материалах касающихся станкостроение и станки в целом. Такие устройства используются в фрезерных, расточных, токарно-винторезных, карусельно-расточных и других группах станков. Как выглядит такой узел?
Рассмотрим пример устройства станка типа DKZ 4000, это шпиндельный суппорт был установлен как доработка существующей конструкции токарно-карусельного станка. Изначально классическая конструкция станка предполагает два расточных суппорта. Два ползуна входят в вертикальные суппорта по направляющим, имеют вертикальную подачу, а суппорты имеют горизонтальную подачу. Суппорты в станке маркируются как левый и правый.
В ползуне закреплена оправка для резцов, совершенно разной конфигурации: расточные, проходные, отрезные и другие в зависимости от необходимой операции. Планшайба станка имеет диаметр 3500 мм, скорость вращения планшайбы увеличенная по сравнению с нашим аналогом данного станка серии Ф, составляет 50-400 оборотов в минуту. Фото станка приведено ниже.
Станок данной марки производился в Германии до 80-х годов, но был чрезвычайно популярен в массовом мелко и среднесерийном производстве деталей диаметром до 3500 мм: обечаек, больших фланцев, донышек, пушечных стволов большого калибра и прочих деталей. Применение одного суппорта как расточного другого как сверлильно-фрезерного значительно упрощает выполнения ряда операций, таких как: сверление отверстий по диаметру, плоскостное фрезерование.
Конечно, можно применять расточные суппорты для фрезеровки зеркала, но наборные фрезы справляются лучше с этим заданием и поверхность получается шероховатостью до 1,6 по шкале Ra. Такой станок уникален, сейчас такие карусели это редкость на предприятии, так как старые станки , чаще всего находятся в не удовлетворительном состоянии, а новые стоят очень много денег, наши предприниматели стараются уйти от лишних затрат. Но если установить фрезерное устройство на такой станок, он превращается из обычной токарной карусели в широко-универсальный карусельно-токарно-фрезерный станок и все операции можно выполнять на нем, экономя на времени и улучшая качество.
Итак что собой представляет шпиндельное устройство для данного станка. Так как это устройство предназначено для фрезерной функции станка, главной деталью будет фрезерный шпиндель с внутренним конусом морзе, необходимого типоразмера, для установки фрезы диаметром 250 мм подойдет конус ISO 50. Как бы понимаем, для экономии средств необходимо использовать существующий суппорт и направляющие, а так же ползун, все остальные детали уникальные.
Наш ползун имеет длину 3200 мм, ход его около полутора метров, соответственно наше устройство должно быть максимально жестким и выполнено в точных допусках. Для того чтобы засунуть в ползун необходимые элементы: сам шпиндель (темно-синего цвета на картинках), подшипники, гильзу, втулки, удлиняющий вал привода (голубого цвета на картинках) необходимо его расточить и выполнить круглую шлифовку посадочных поверхностей.
Самое главное правильно рассчитать и поставить шпиндельный подшипник. Ближе к фланцу шпинделя устанавливается подшипник первого ряда типа 3182115, подобран по грузоподъемности и серии как роликовый двухрядный радиальный подшипник с короткими роликами, расположенными вряд, соединенными сепаратором.
Особенность данного подшипника в этом случае, это то, что он садится на конус 1:10, выставляется по цепочке при помощи натяжных гаек фирмы Spietch. Конусная посадка обеспечивает наиболее плотное и прочное прилегание внутреннего кольца к поверхности шпинделя. Так как наибольшая нагрузка на фрезу будет по окружности, то подшипник первого ряда должен быть именно радиальным роликовым, так как, его упорная (осевая) несущая составляющая выше шарикового.
Как можно увидеть на картинке внутреннее кольцо подшипника упирается в торец шпинделя через дистанционное кольцо, между подшипниками шпинделя установлены еще дистанционные втулки, обеспечивающие плотность узла. Подшипник второго ряда выбирается по расчету, в данном случае установлен шариковый упорно-радиальны подшипник с углом обката 60 градусов, номер 178816. Он несет всю осевую нагрузку передаваемую от инструмента к валу, важно учитывать любые режимы станка: скорость прохода, величину съема, частоту вращения и степень износа инструмента.
В другом конце шпинделя ближе к шлицевой втулке установлен зеркальный первому подшипник 3182116, он такой же, отличается конусом в обратную сторону.
Что касается частоты вращения фрезы диаметром 250 мм, в зависимости от скорости подачи ее вращение будет от 200 до 800 оборотов в минуту, а фрезерный привод лучше ставить с редуктором Siemens.
На картинке изображены фиолетовые гайки. Ими выставляются вышеописанные подшипники. Так как этот узел должен быть ремонтопригоден, он должен быть съемный, для этого все это вставляется в ползун (розовый цвет на картинке) через гильзу (серый цвет на картинке). Важным нюансом является то, что стыковка поверхностей этих двух элементов должна достигать точности половины сотых доли миллиметра.
Такая точность достигается на современных кругло-шлифовальных станках с ЧПУ. Тогда по скользящей посадке с зазором в 1 сотую долю миллиметра необходимо посадить гильзу. Это самый важный допуск сборки, нарушив его устройство не получится.
На правом (дальнем) торце ползуна висит кронштейн, в котором находится ременная передача от шпиндельного вала к приводу, вал удлиняется через шлицевую втулку. Внутри проставочный (голубой) вал делается полым, для того чтобы пропустить к инструменту, а именно к штревелю элетроприжим в виде электромеханической головки типа ЭМГ-52. Она будет включаться в том случае, когда нужно будет прижимать в конус фрезу, для этого узел штревеля делается подпружиненным.
Стоит отметить, что изменение конструкции строгально-токарного суппорта влечет серьезные изменения в силовых параметрах его работы. Имеется ввиду то, что добавляется значительна вибрация от инструмента, для компенсации вибрации в этом станке уже предусмотрен винтовой прижим, но в случае с возрастающей динамической нагрузкой от шпинделя нужны гидрокомпенсаторы, их давление считается от максимальной динамических компенсатора. Такая доработка несет ряд изменений других узлов станка, включая гидравлическую схему, пересчета шкафа подключения станка и другие.
Добавляя фрезерный шпиндель очень важно не забывать все детали устройства должны быть идеально подогнаны под друг друга, иначе первым что рассыпется, как это бывает всегда будет подшипниковый узел. Все осложняется длиной ползуна, мало кто осмелится взяться за эту работу по глубинной расточке, для этого необходимо приспособление: бор-штанга, с помощью нее мы дотянемся на 2800 (размер длины расточки ползуна).
|
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые
покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по
приобретению подшипников и комплектующих на почту или
звоните сейчас:
+7(499)403
39 91
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте themechanic.ru
|
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+74951086120
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+74951086120
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
