CZ202015A3

CZ202015A3 - Device for prestressing bearings of additional high-speed spindles of machine tools

Info

Publication number: CZ202015A3
Application number: CZ202015A
Authority: CZ
Inventors: Josef Kekula; Josef Ing. Kekula; Petr Konečný; Petr Ing. Konečný; Pavel Zeman; Pavel Ing. Zeman
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze; České vysoké učení technické v Praze
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-06-16
Also published as: CZ308823B6

Abstract

Zařízení pro předepínání ložisek přídavných vysokootáčkových vřeten obráběcích strojů, u kterých je hřídel (1) uložen uvnitř vřeteníku (2) na svých koncích v ložiscích (7, 8), má ložiska (7,8) s kosoúhlým stykem. Vnitřní kroužky ložisek (7, 8) jsou zajištěny proti axiálnímu pohybu. Podél hřídele (1) je vytvořena komora vymezená délkově nastavitelným tubusem (4) s distančním trubkovým pístem (5) umístěným mezi vnějšími kroužky ložisek (7, 8), ke které je připojeno přívodem (6) pneumatické zařízení (13), které je propojené se snímačem (12) otáček hřídele (1) přes řídicí jednotku (11) pro automatickou regulaci pneumatického tlaku podle aktuálních otáček hřídele (1). Přední ložisko (7) je ve vřeteníku (2) pevně fixováno.The device for biasing the bearings of additional high-speed spindles of machine tools, in which the shaft (1) is mounted inside the headstock (2) at its ends in bearings (7, 8), has angular contact bearings (7,8). The inner rings of the bearings (7, 8) are secured against axial movement. Along the shaft (1) a chamber is formed defined by a length-adjustable tube (4) with a spacer tube piston (5) placed between the outer rings of bearings (7, 8), to which a pneumatic device (13) is connected by an inlet (6) with shaft speed sensor (12) via control unit (11) for automatic regulation of pneumatic pressure according to current shaft speed (1). The front bearing (7) is firmly fixed in the headstock (2).

Description

Zařízení pro předepínání ložisek přídavných vysokootáčkových vřeten obráběcích strojůEquipment for prestressing bearings of additional high-speed spindles of machine tools

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká ložisek přídavných rychloběžných pneumatických vřeten pracujících v rozsahu řádově 20 000 až 150 000 otáček za minutu. Tato vřetena jsou určena pro třískové obrábění kovových i nekovových materiálů ve spojení s konvenčním nebo číslicově řízeným obráběcím strojem, jako je například řešení popsané v užitném vzoru CZ 25738 U.The invention relates to bearings for additional high-speed pneumatic spindles operating in the range of the order of 20,000 to 150,000 revolutions per minute. These spindles are intended for machining of metallic and non-metallic materials in conjunction with a conventional or numerically controlled machine tool, such as the solution described in utility model CZ 25738 U.

Dosavadní stav technikyPrior art

Současná řešení předepínání ložisek pro přídavná vysokootáčková pneumatická vřetena jsou realizována předepnutím s konstantní sílou nebo pevným předpětím.Current bearing prestressing solutions for additional high-speed pneumatic spindles are realized by prestressing with constant force or fixed preload.

Pevná předpětí ložisek čili vyvozování předepínací síly pomocí vymezovacích podložek se u vysokootáčkových přídavných vřeten vyskytují jen zřídka. Jedná se o princip vyvození předepínací síly, kde je tato síla teplotně závislá a mění se s teplotní dilatací soustavy. Nevýhodou tohoto způsobu předepnutí ložisek také je, že není umožněna změna velikosti předepínací síly za provozu zařízení.Fixed bearing preloads, or the application of a preload force by means of shims, are rare in high-speed auxiliary spindles. This is the principle of deriving the prestressing force, where this force is temperature dependent and changes with the thermal expansion of the system. The disadvantage of this method of preloading the bearings is also that it is not possible to change the magnitude of the preloading force during operation of the device.

Předepnutí konstantní sílou je řešeno vyvozením axiální síly na pár ložisek mechanicky, a to pružinou nebo sadou pružin působících na příslušný kroužek ložiska. Takový systém umožňuje předepnutí vysokorychlostních vřeten s malou citlivostí na aktuální pracovní rozsah a teplotní deformace systému. Tento způsob předepnutí navíc neumožňuje změnu předepínací síly za provozu zařízeni. Dalším nedostatkem takového způsobu předepnutí ložisek je, že předepínací síla je konstantní a není tudíž závislá na otáčkách rotoru. Při rotaci a zejména to platí pro vysoké otáčky, se mění axiální síla působící na kroužky ložisek z důvodu odstředivých sil v závislosti na rychlosti rotace. V důsledku vysokého rozpětí pracovních otáček přídavného vřetena se s otáčkami výrazně mění vnitřní kontaktní úhly ložisek a následně axiální i radiální tuhost rotorového systému. Tuhost systému při zvyšujících se otáčkách a konstantní předepínací síle, zejména pokud je rotace v řádech desetitisíců otáček za minutu, klesá.The constant force preload is solved by applying an axial force to the pair of bearings mechanically, by a spring or a set of springs acting on the respective bearing ring. Such a system allows prestressing of high-speed spindles with low sensitivity to the current working range and thermal deformation of the system. In addition, this method of prestressing does not allow the prestressing force to be changed during operation of the device. Another disadvantage of such a method of preloading bearings is that the preloading force is constant and therefore not dependent on the rotor speed. During rotation, and in particular for high speeds, the axial force acting on the bearing rings changes due to centrifugal forces depending on the rotational speed. Due to the high range of working speeds of the auxiliary spindle, the internal contact angles of the bearings and consequently the axial and radial rigidity of the rotor system change significantly with the speed. The rigidity of the system decreases with increasing speed and constant prestressing force, especially if the rotation is in the order of tens of thousands of revolutions per minute.

Problém s nízkou tuhostí při vysokých otáčkách lze řešit zvýšeným předpětím systému několikanásobkem nominální síly. Toto řešení však přináší nevýhodu v nadměrné zátěži ložisek v oblastech rychlostí, kdy zvýšení tuhosti není zapotřebí. Zbytečně se tedy zvýší odporový moment ložisek při nižší rychlosti. To způsobuje zvýšenou spotřebu pracovního média a větší tepelné zatížení, které negativně působí na výslednou přesnost práce. Tyto vlivy mohou vést ke kratší životnosti celého zařízení. Další nevýhodou je obtížné vyvození přesné hodnoty předepínací síly v případě použití pružin. Tato nepřesnost plyne jednak z použitých pružin a z tření mezi pohyblivým elementem, který se opírá o kroužek ložiska.The problem of low stiffness at high speeds can be solved by increasing the preload of the system by several times the nominal force. However, this solution has the disadvantage of overloading the bearings in speed areas where no increase in stiffness is required. Therefore, the resistance torque of the bearings at a lower speed is unnecessarily increased. This causes increased consumption of the working medium and greater thermal load, which has a negative effect on the resulting accuracy of work. These effects can lead to a shorter service life of the entire device. Another disadvantage is the difficulty in deriving the exact value of the prestressing force when using springs. This inaccuracy results both from the springs used and from the friction between the movable element, which rests on the bearing ring.

Stávající řešení na regulovatelné předpětí za provozu nelze aplikovat na obráběcí stroje. Existují například pro turbodmychadla spalovacích motorů v US 20070036477, kdy je předpětí vyvozené pomocí tlaku kapaliny, která je tvořena otevřeným tlakovým obvodem a proudí tedy skrze tlakovou komoru předepínacího elementu. Tlak není přímo řízen, respektive závisí přímo na otáčkách spalovacího motoru. Takovýto systém není použitelný pro přídavná vřetena obráběcích strojů.The existing solution for adjustable preload during operation cannot be applied to machine tools. They exist, for example, for turbochargers of internal combustion engines in US 20070036477, where the preload is derived by means of the pressure of a fluid which is formed by an open pressure circuit and thus flows through the pressure chamber of the biasing element. The pressure is not directly controlled or depends directly on the speed of the internal combustion engine. Such a system is not applicable to additional spindles of machine tools.

V oblasti proudových motorů je řešením například US 9829037 a EP 3040568, kdy se tlakem hydraulické kapaliny působí přímo na vnější kroužky speciálních ložisek tomu tvarově uzpůsobených, jedná se o ložiska s kroužky uloženými v poddajných lamelách. Tlaková komora je zde tvořena vnějšími kroužky ložisek a statorem.In the field of jet engines, the solution is, for example, US 9829037 and EP 3040568, where the pressure of the hydraulic fluid acts directly on the outer rings of special bearings adapted to this shape, these are bearings with rings mounted in flexible lamellae. The pressure chamber here consists of the outer rings of the bearings and the stator.

Velká těžká pomaluběžná ložiska uložená posuvně jsou v některých aplikacích předepínánaLarge, heavy-duty, sliding bearings are preloaded in some applications

- 1 CZ 2020 - 15 A3 pomocí tlaku hydraulické kapaliny jako např. v US 6082907. Uožiska jsou však uložena v posuvných pouzdrech, která nemají v axiálním směru definovanou polohu. Tento systém není použitelný pro přídavná vřetena obráběcích strojů.- 1 EN 2020 - 15 A3 by means of hydraulic fluid pressure, such as in U.S. Pat. No. 6,082,907. However, the bearings are accommodated in sliding bushes which do not have a defined position in the axial direction. This system is not applicable to additional machine tool spindles.

Dále např. v US 4676667 je tento princip použit v oblasti turbodmychadla spalovacího motoru. Předpětí je řešeno pomocí membrány, která je tlakována hydraulickou kapalinou v otevřeném obvodu a předpětí není možno řídit za provozu zařízení. Takové provedení není použitelné pro přídavná vřetena obráběcích strojů.Furthermore, for example in U.S. Pat. No. 4,676,667, this principle is used in the field of a turbocharger of an internal combustion engine. The preload is solved by means of a diaphragm, which is pressurized by hydraulic fluid in an open circuit and the preload cannot be controlled during operation of the device. Such an embodiment is not applicable to additional spindles of machine tools.

V US 3574424 se jedná o obecný případ předepínání vysokootáčkových valivých uložení, kdy se ložiska předepínají tlakem hydraulické kapaliny přes dvě nezávislé komory s posuvnými pouzdry uložení ložisek. Uožiska jsou uložena v posuvných pouzdrech, která nemají v axiálním směru definovanou polohu. Pro tento způsob provedení není tento systém použitelný pro přídavná vřetena obráběcích strojů. Tlakovým médiem je v tomto řešení opět kapalina.U.S. Pat. No. 3,537,424 is a general case of prestressing high-speed roller bearings, in which the bearings are prestressed by hydraulic fluid pressure via two independent chambers with sliding bearing housing. The bearings are housed in sliding bushes which do not have a defined position in the axial direction. For this embodiment, this system is not applicable to additional spindles of machine tools. The pressure medium in this solution is again a liquid.

Podobné řešení je i EP 2557323, kde je popsán systém předepínání soudečkových ložisek pro uložení pomaluběžných hřídelí lodních šroubů. Vnější kroužky obou ložisek jsou rozpínány proti sobě a jsou uloženy posuvně bez zajištění definované axiální polohy.A similar solution is also EP 2557323, which describes a system for preloading spherical roller bearings for bearing slow-running shafts of propellers. The outer rings of the two bearings extend against each other and are slidably mounted without securing a defined axial position.

Všechna zmíněná existující řešení předepínání ložisek nejsou díky svým vlastnostem, způsobu provedení a funkcím použitelná pro přídavná vysokootáčková vřetena obráběcích strojů. Jedná se zejména o požadavek na přesně definovanou polohu předního ložiska hřídele, která nesmí být ovlivněna při působení předepínací síly či její změně, což ani jedno z výše uvedených řešení nezajišťuje, vždy se jedná o uložení obou ložisek posuvně s konečnou nedefinovanou polohou.Due to their properties, design and functions, all the mentioned existing bearing preload solutions are not applicable to additional high-speed spindles of machine tools. In particular, it is a requirement for a precisely defined position of the front bearing of the shaft, which must not be affected by the biasing force or its change, which neither of the above solutions ensures, it is always a bearing of both bearings sliding with a final undefined position.

Dokument EP 2278181 popisuje zařízení pro vyvození předepínací síly mezi ložisky uložení vřeten obráběcích strojů za pomoci tlaku tekutiny. Vnější kroužky přední skupiny ložisek jsou uloženy ve statoru ajsou zajištěny proti axiálnímu pohybu. Vnější kroužky zadní skupiny ložisek, jsou uloženy v pouzdře, které je suvně uloženo ve statoru. Vnitřní kroužky ložisek jsou uloženy na hřídeli ajsou axiálně zajištěny uzavírací maticí. Suvné pouzdro díky svému tvaru tvoří spolu se statorem tlakovou komoru, která je napájena ze zdroje tlaku. Řízením tlaku lze ovládat předepínací sílu, která působí na vnější kroužky zadních ložisek a způsobuje tak předepnutí přední a zadní skupiny ložisek. Uvedené zařízení využívá k uložení zadních vnějších kroužků ložisek suvného pouzdra, čímž dochází k jeho nepřesnému uložení vůči hřídeli díky potřebné vůli mezi pouzdrem a statorem. Tato okolnost může způsobit obzvláště za vysokých otáček zvýšené riziko přehřívání ložisek, či jejich destrukci. Suvné uložení pouzdra navíc negativně ovlivňuje přesnost chodu vřetene, obzvláště u vysokootáčkových přídavných vřeten.EP 2278181 describes a device for deriving a prestressing force between bearings of machine tool spindle bearings by means of fluid pressure. The outer rings of the front bearing group are mounted in the stator and are secured against axial movement. The outer rings of the rear bearing group are housed in a housing which is slidably mounted in the stator. The inner rings of the bearings are mounted on the shaft and are axially secured with a lock nut. Due to its shape, the sliding housing together with the stator forms a pressure chamber, which is supplied from a pressure source. By controlling the pressure, the preload force can be controlled, which acts on the outer rings of the rear bearings and thus causes preloading of the front and rear bearing groups. Said device uses the bearings of the sliding bushing to accommodate the rear outer rings, whereby it is inaccurately mounted relative to the shaft due to the necessary clearance between the bushing and the stator. This circumstance can cause an increased risk of overheating or destruction of the bearings, especially at high speeds. In addition, the sliding bearing of the housing has a negative effect on the running accuracy of the spindle, especially with high-speed auxiliary spindles.

Možnost řízení předepínacího tlaku musí být nastavitelná libovolně, pro zadání zcela konkrétní charakteristiky síla-otáčky dle použité velikosti a typu ložiska. Předepínací tlak tedy nesmí být závislý na otáčkách agregátu zdroje tlaku.The possibility of controlling the preload pressure must be arbitrarily adjustable, to enter a very specific force-speed characteristic according to the used size and type of bearing. The preload pressure must therefore not depend on the speed of the pressure source unit.

Použití oleje a otevřeného obvodu je nepřípustné z hlediska přílišné složitosti takového zařízení (nutnost řešit odpad oleje, odsávání atd.), přídavné vysokootáčkové vřeteno je mobilní kompaktní zařízení, které je často připojováno a odpojováno k obráběcímu stroji, přílišná složitost konstrukce a nutnost dalších periferií vede ke ztrátě užitné hodnoty.The use of oil and open circuit is unacceptable due to the excessive complexity of such equipment (need to deal with oil waste, suction, etc.), additional high-speed spindle is a mobile compact device that is often connected and disconnected to the machine tool, excessive complexity of construction and the need for additional peripherals to loss of utility value.

Použití oleje jako tlakového media je nevhodné, protože toto médium podléhá v průběhu chodu zdroje tlaku oleje ohřevu, který je pro použiti pro přídavná vysokootáčková vřetena obráběcích strojů nepřípustný z důvodu zamezení teplotních deformací, které negativně ovlivňují přesnost práce s tímto zařízením.The use of oil as a pressure medium is unsuitable because this medium is subjected to heating during the operation of the oil pressure source, which is unacceptable for use with additional high-speed machine tool spindles to prevent thermal deformations which adversely affect the accuracy of the machine.

- 2 CZ 2020 - 15 A3- 2 CZ 2020 - 15 A3

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro předepínání ložisek přídavných vysokootáčkových vřeten obráběcích strojů podle vynálezu. V zařízení pro předepínání ložisek je hřídel uložen uvnitř vřeteníku na svých koncích v ložiscích. Mezi vnějšími kroužky ložisek je umístěn podél hřídele délkově nastavitelný tubus s distančním trubkovým pístem, ke kterému je připojeno pneumatické zařízení, které je propojeno s řídicí jednotkou, ke které je připojen snímač otáček hřídele, přičemž přední ložisko je ve vřeteníku pevně fixováno. Délkově nastavitelný tubus spolu s distančním trubkovým pístem tvoří jednu tlakovou komoru. Tlak působící na plochu distančního trubkového pístu vyvodí sílu působící v axiálním směru vzhledem k rotoru, která se rovná aktuální předepínací síle ložisek.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the device for biasing the bearings of additional high-speed spindles of machine tools according to the invention. In a bearing biasing device, the shaft is mounted inside the headstock at its ends in bearings. Between the outer rings of the bearings there is a length-adjustable tube with a spacer tube piston, to which a pneumatic device is connected, which is connected to a control unit to which a shaft speed sensor is connected, the front bearing being fixed in the headstock. The length-adjustable tube together with the distance tube piston form one pressure chamber. The pressure acting on the surface of the spacer tubular piston derives a force acting in the axial direction relative to the rotor, which is equal to the actual prestressing force of the bearings.

Ložiska jsou provedena s kosoúhlým stykem, kde vnitřní kroužky ložisek jsou zajištěny proti axiálnímu pohybu. Ložiska mohou být ocelová nebo hybridní, to je ocelový kroužek a keramické kuličky.The bearings are made with angular contact, where the inner rings of the bearings are secured against axial movement. The bearings can be steel or hybrid, that is a steel ring and ceramic balls.

Velikost pneumatického tlaku v uzavřeném systému je řízena přes řídicí jednotku s regulátorem pro automatickou regulaci podle aktuálních otáček hřídele. Tlak v tomto uzavřeném obvodu je řízen pomocí servoventilu, který je napojen na řídicí jednotku, která zároveň sleduje a řídí otáčky vřetena. V závislosti na aktuálních otáčkách je podle kalibrační charakteristiky automaticky zvolena změna tlaku. Zařízení tedy pracuje automaticky v závislosti na informaci z čidla otáček.The amount of pneumatic pressure in a closed system is controlled via a control unit with a regulator for automatic regulation according to the current shaft speed. The pressure in this closed circuit is controlled by a servovalve which is connected to a control unit which simultaneously monitors and controls the spindle speed. Depending on the current speed, the pressure change is automatically selected according to the calibration characteristic. The device therefore works automatically depending on the information from the speed sensor.

Výhodou tohoto řešení je možnost regulace tlaku působícího na distanční trubkový píst, což umožňuje měnit předepínací sílu podle potřeby. Zlepšení předepínání ložisek za účelem zvýšení tuhosti rotoru při velmi vysokých otáčkách umožňuje vřetení pracovat v neobvykle širokém rozpětí otáček a na libovolné hladině otáček.The advantage of this solution is the possibility of regulating the pressure acting on the spacer tube piston, which allows to change the prestressing force as needed. Improving bearing preload to increase rotor stiffness at very high speeds allows the spindle to operate at an unusually wide speed range and at any speed level.

Nepřesnosti, které vznikají v důsledku parazitního tření v suvném uložení distančního trubkového pístu lze jednoduše odstranit kalibrací systému. Kalibrace spočívá v naměření závislosti reálné síly na napájecím tlaku. Podle charakteristiky, která se kalibrací obdrží lze následně řídit tlak pro předepínání ložisek v závislosti na otáčkách. To v konečném důsledku vede k větší přesnosti práce celého systému vřetene a jeho delší životnosti.Inaccuracies that result from parasitic friction in the sliding bearing of the spacer tube piston can be easily eliminated by calibrating the system. Calibration consists in measuring the dependence of the real force on the supply pressure. Depending on the characteristic obtained by calibration, the speed for preloading the bearings can then be controlled as a function of speed. This ultimately leads to greater accuracy in the operation of the entire spindle system and its longer service life.

Předepnutí ložisek takto popsaným systémem zajišťuje konstantní předepínací silu danou napájecím tlakem pístu, kterou lze libovolně měnit za provozu. Celý systém zajišťuje přesné teplotně stabilní, to znamená necitlivé předepnutí ložisek pro práci v širokém spektru pracovních otáček 20 000 až 150 000 ot./min, při celkové jednoduchosti konstrukce.The preloading of the bearings by the system thus described ensures a constant preloading force given by the supply pressure of the piston, which can be arbitrarily changed during operation. The entire system ensures precise temperature-stable, ie insensitive preloading of bearings for work in a wide range of operating speeds from 20,000 to 150,000 rpm, with overall simplicity of construction.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Vynález bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů. Jako příklad zařízení pro předepínání ložisek vysokootáčkových vřeten lze uvést uspořádání patrné z obr. 1, kde je uveden příklad provedení pneumatického předepínání ložisek na pneumatickém vřetenu a na obr. 2. je detail pohledu na distanční trubkový píst.The invention will be described in more detail by way of a specific exemplary embodiment with the aid of the accompanying drawings. An example of a device for biasing high-speed spindle bearings is the arrangement shown in Fig. 1, where an example of an embodiment of a pneumatic biasing of bearings on a pneumatic spindle is shown, and Fig. 2 is a detail view of a spacer tube piston.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Hřídel 1 pneumatického vřetena je uložen v radiálních ložiscích 7, 8 s kosoúhlým stykem uvnitř vřeteníku 2. Vnitřní kroužek předního ložiska 7 je zachycen osazením na hřídeli 1 a vnější kroužek předního ložiska 7 zachycuje ve vřeteníku 2 přední víko 9 a z druhé strany se o přední ložisko 7 opírá délkově nastavitelný tubus 4. Vnitřní kroužek zadního ložiska 8 je zachycen na hřídeli 1 turbínou 3 s pojišťovací maticí 10. O vnější kroužek zadního ložiska 8 se opírá distanční trubkovýThe shaft 1 of the pneumatic spindle is mounted in radial bearings 7, 8 with angular contact inside the headstock 2. The inner ring of the front bearing 7 is caught by a shoulder on the shaft 1 and the outer ring of the front bearing 7 engages the front cover 9 in the headstock 2 and the front bearing 7 supports a length-adjustable tube 4. The inner ring of the rear bearing 8 is supported on the shaft 1 by a turbine 3 with a lock nut 10. A spacer tube bearing rests on the outer ring of the rear bearing 8.

-3 CZ 2020 - 15 A3 píst 5 a působí silou, která je vyvolána pneumatickým tlakem z přívodu 6. Tento tlak působí na plochu mezikruží distančního trubkového pístu 5 a vyvíjí předepínací sílu působící na vnější kroužek zadního ložiska 8.-3 EN 2020 - 15 A3 piston 5 and exerts a force which is caused by the pneumatic pressure from the inlet 6. This pressure acts on the surface of the intermediate ring of the spacer tubular piston 5 and exerts a prestressing force acting on the outer ring of the rear bearing 8.

Velikost pneumatického tlaku působící na distanční trubkový píst 5 je nastavována servoventilem pneumatického zařízení 13, který je spojen s řídicí jednotkou 11. K řídicí jednotce 11 je rovněž připojen snímač 12 otáček hřídele 1 vřetena. Řídicí jednotka 11 stanovuje hodnotu pneumatického tlaku v závislosti na aktuálních otáčkách vřetena. Závislost velikosti pneumatického tlaku na otáčkách vřetena byla zjištěna předchozí kalibrací systému. Informaci o změně tlaku předává řídicí jednotka 11 servoventilu pneumatického zařízení 13 formou řídicího signálu a servoventil poté provede fyzickou změnu pracovního tlaku působícího na distanční trubkový píst 5.The amount of pneumatic pressure acting on the distance tube piston 5 is set by the servovalve of the pneumatic device 13, which is connected to the control unit 11. A speed sensor 12 of the spindle shaft 1 is also connected to the control unit 11. The control unit 11 determines the value of the pneumatic pressure depending on the current spindle speed. The dependence of the magnitude of the pneumatic pressure on the spindle speed was determined by a previous calibration of the system. The information about the pressure change is transmitted by the control unit 11 of the servovalve of the pneumatic device 13 in the form of a control signal and the servovalve then performs a physical change of the working pressure acting on the spacer tube piston 5.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro předepínání ložisek přídavných vysokootáčkových vřeten obráběcích strojů podle vynálezu lze využít u všech vřeten, které mají rotory usazeny v malých kuličkových ložiskách s kosoúhlým stykem nebo kuželíkových ložiskách nebo v jiných typech ložisek, které svou konstrukcí vyžadují předepínání. Uvedené předepínání zajišťuje výrazně lepší dynamické vlastnosti vysokootáčkových vřeten s vyšší životností ložisek. Toto řešení vede ke zvýšení spolehlivosti a k příznivější ekonomice provozu daného zařízení.The device for prestressing the bearings of the additional high-speed spindles of machine tools according to the invention can be used for all spindles which have rotors mounted in small angular contact ball bearings or tapered roller bearings or in other types of bearings which require prestressing. Said preload ensures significantly better dynamic properties of high-speed spindles with longer bearing life. This solution leads to increased reliability and a more favorable economy of operation of the equipment.

Claims

PATENT CLAIMS

Device for biasing the bearings of additional high-speed spindles of machine tools, in which the shaft (1) is mounted inside the headstock (2) at its ends in bearings (7, 8), characterized in that the bearings (7, 8) are with angular contact, where the inner rings of the bearings (7, 8) are secured against axial movement and along the shaft (1) a chamber is formed defined by a length-adjustable tube (4) with a tubular spacer piston (5) located between the outer bearing rings (7, 8) , to which is connected by a supply (6) a pneumatic device (13) controlling the pneumatic pressure in the chamber, which is connected to the shaft speed sensor (12) via a control unit (11) for automatic regulation of pneumatic pressure according to the current shaft speed ( 1), the front bearing (7) being fixed in the headstock (2).