RU2465986C1 - Spindle assembly - Google Patents
Spindle assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465986C1 RU2465986C1 RU2011134695/02A RU2011134695A RU2465986C1 RU 2465986 C1 RU2465986 C1 RU 2465986C1 RU 2011134695/02 A RU2011134695/02 A RU 2011134695/02A RU 2011134695 A RU2011134695 A RU 2011134695A RU 2465986 C1 RU2465986 C1 RU 2465986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- bearing
- preload device
- coaxially
- thrust
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turning (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шпиндельным узлам. Наиболее близким к заявленному объекту является шпиндельный узел, включающий полый шпиндель, соосно расположенный внутри подшипниковых узлов и установленный в упорном шариковом подшипнике с устройством предварительного натяга для упорных подшипников и радиально-упорном роликовом подшипнике, внутреннее кольцо которого контактирует с поверхностью шпинделя по конической поверхности и поджимается соосно шпинделю втулкой посредством гаек (а.с. СССР №1287978, В23В 19/02, 1987 - прототип).The invention relates to the field of engineering, namely to spindle units. Closest to the claimed object is a spindle assembly comprising a hollow spindle coaxially located inside the bearing assemblies and mounted in a thrust ball bearing with a preload device for thrust bearings and an angular contact roller bearing, the inner ring of which contacts the spindle surface on a conical surface and is compressed coaxially with the spindle by the sleeve by means of nuts (as USSR AS No. 1287978, B23B 19/02, 1987 - prototype).
Недостатком известных объектов является то, что пары скольжения из-за больших потерь при скольжении имеют невысокий КПД.A disadvantage of the known objects is that the slip pairs due to large losses during sliding have a low efficiency.
Технически достижимый результат - повышение КПД, долговечности и надежности.A technically achievable result is an increase in efficiency, durability and reliability.
Это достигается тем, что в шпиндельном узле, включающем полый шпиндель, соосно расположенный внутри подшипниковых узлов, и установленный в упорном шариковом подшипнике с устройством предварительного натяга для упорных подшипников и радиально-упорном роликовом подшипнике, внутреннее кольцо которого контактирует с поверхностью шпинделя по конической поверхности и поджимается соосно шпинделю втулкой посредством гаек, радиально-упорный роликовый подшипник снабжен расположенной перпендикулярно оси шпинделя крышкой с лабиринтным уплотнением для поджима внутреннего кольца радиально-упорного роликового подшипника и размещенным в передней опоре шпинделя устройством предварительного натяга для компенсации износа его деталей.This is achieved by the fact that in a spindle assembly including a hollow spindle coaxially located inside the bearing assemblies and mounted in a thrust ball bearing with a preload device for thrust bearings and an angular contact roller bearing, the inner ring of which contacts the spindle surface on a conical surface and is pressed coaxially with the spindle by the sleeve by means of nuts, the angular contact roller bearing is equipped with a cap with a labyrinth seal located perpendicular to the axis of the spindle a preload for compressing the inner ring of the angular contact roller bearing and a preload device located in the front spindle support to compensate for wear of its parts.
На фиг.1 приведен шпиндельный узел, например токарного станка; на фиг.2 - схема создания предварительного натяга шарикоподшипников вследствие сошлифовывания торцов внутренних колец; на фиг.3 - схема установки распорных втулок между кольцами; на фиг.4 - схема применения пружин, обеспечивающих постоянство предварительного натяга; на фиг.5 - схема создания предварительного натяга вследствие деформации внутреннего кольца при установке его на конической шейке шпинделя в роликоподшипниках с цилиндрическими роликами; на фиг.6 показана конструкция гидростатической опоры.Figure 1 shows a spindle unit, for example a lathe; figure 2 - diagram of the preload ball bearings due to grinding of the ends of the inner rings; figure 3 - installation diagram of spacers between the rings; figure 4 is a diagram of the use of springs, ensuring the constant preload; figure 5 - diagram of the preload due to the deformation of the inner ring when installing it on the conical neck of the spindle in roller bearings with cylindrical rollers; 6 shows the design of a hydrostatic support.
Шпиндельный узел, например токарного станка, включает в себя соосно расположенный внутри подшипниковых узлов полый шпиндель 8, установленный в упорном шариковом подшипнике 4 с устройством 3 предварительного натяга для упорных подшипников и радиально-упорном роликовом подшипнике, внутреннее кольцо 6 которого контактирует с поверхностью шпинделя 8 по конической поверхности и поджимается с левой стороны, соосной шпинделю, втулкой 5 посредством гаек 1 и 2, а с правой - расположенной перпендикулярно оси шпинделя крышкой 7 с лабиринтным уплотнением.The spindle assembly, for example, a lathe, includes a hollow spindle 8 coaxially located inside the bearing assemblies, mounted in a thrust ball bearing 4 with a
В передней опоре шпинделя предусмотрено устройство 3 предварительного натяга, которое позволяет компенсировать износ деталей шпиндельного узла.In the front spindle support, a
Предварительный натяг осуществляется различными способами, в радиально-упорных шарикоподшипниках и конических роликовых подшипниках при парной установке предварительный натяг получают регулировкой во время сборки, а в радиальных шарикоподшипниках - смещением внутренних колец относительно наружных. Способы создания предварительного натяга подшипников качения следующие: создание предварительного натяга шарикоподшипников вследствие сошлифовывания торцов внутренних колец (фиг.2); установки распорных втулок между кольцами (фиг.3); применения пружин, обеспечивающих постоянство предварительного натяга (фиг.4); создание предварительного натяга вследствие деформации внутреннего кольца при установке его на конической шейке шпинделя в роликоподшипниках с цилиндрическими роликами (фиг.5).The preload is carried out in various ways, in angular contact ball bearings and tapered roller bearings with a paired installation, the preload is obtained by adjusting during assembly, and in radial ball bearings - by shifting the inner rings relative to the outer ones. Methods for creating a preload of rolling bearings are as follows: creating a preload of ball bearings due to grinding of the ends of the inner rings (figure 2); installation of spacer sleeves between the rings (figure 3); the use of springs, ensuring the constant preload (figure 4); creating a preload due to deformation of the inner ring when installing it on the conical neck of the spindle in roller bearings with cylindrical rollers (figure 5).
Подшипники скольжения, применяемые в качестве опор шпинделей, бывают нерегулируемые (применяют их редко), с радиальным, осевым регулированием зазора, гидростатические (в них предусматривают подвод масла под давлением в несколько карманов, из которых оно вытесняется через зазор между шейкой шпинделя и подшипником), гидродинамические и с газовой смазкой.Plain bearings used as spindle bearings are non-adjustable (rarely used), with radial, axial clearance control, hydrostatic (they provide for the supply of oil under pressure in several pockets, from which it is forced out through the gap between the spindle neck and the bearing), hydrodynamic and gas lubricated.
В прецизионных станках используют гидростатические подшипники, которые создают высокую точность вращения шпинделя. Их несущая способность, жесткость и точность зависят от величины зазоров, давления, схемы опоры.Precision machines use hydrostatic bearings, which create high precision spindle rotation. Their bearing capacity, rigidity and accuracy depend on the size of the clearances, pressure, support pattern.
На фиг.6 показана конструкция гидростатической опоры, которая может заменить радиально-упорный роликовый подшипник полого шпинделя 8.Figure 6 shows the design of the hydrostatic support, which can replace the angular contact roller bearing of the hollow spindle 8.
Гидростатическая опора содержит корпус, выполненный в виде охватывающей шпиндель 8 цилиндрической втулки, в которой выполнены, по крайней мере, три гидравлических, радиально расположенных элемента, каждый из которых состоит из соосно расположенных подводящего отверстия 10 и кармана 9, взаимодействующего со шпинделем 8 посредством масляного клина. Масло под давлением подводится в карманы 9 через отверстие 10 и вытесняется из этих карманов через зазор между шейкой корпуса и внешней поверхностью шпинделя через радиально расположенные выходные отверстия 11, выполненные в корпусе по числу, равному количеству гидравлических, радиально расположенных элементов, после чего в резервуар (на чертеже не показано). Карманы 9 представляют собой углубления, например выполненные в виде отверстий круглой или некруглой формы, которые в свою очередь соединены через дроссель и фильтр с подающей магистралью с насосом, размещенным в масленой ванне (на чертеже не показано).The hydrostatic support comprises a housing made in the form of a cylindrical sleeve covering the spindle 8, in which at least three hydraulic, radially arranged elements are made, each of which consists of a coaxially arranged
Шпиндельный узел работает следующим образом.The spindle unit operates as follows.
Масло под давлением подводится в карманы 9 через отверстия 10. При вращении шпинделя 8 масло вытесняется из этих карманов через зазор между шейкой и подшипником и из отверстия 11 в резервуар. При увеличении внешней силы, стремящейся уменьшить зазор, возрастает давление масла в резервуаре и зазор восстанавливается. Гидростатические подшипники стабилизируют режим трения со смазочным материалом при самых малых скоростях вращения.Oil under pressure is fed into the
Средненагруженные шпиндели изготавливают обычно из стали 45 с улучшением (закалка и высокий отпуск). При повышенных силовых нагрузках применяют сталь 45 с низким отпуском. Для шпинделей, требующих высокой поверхностной твердости и вязкой сердцевины, применяют сталь 45 с закалкой ТВЧ и низким отпуском. Конструктивная форма шпинделей зависит от способа установки на нем зажимных приспособлений, для крепления режущего инструмента. или обрабатываемой заготовки, посадок элементов привода и типов применяемых опор. Шпиндели, как правило, изготовляют со сквозным отверстием для прохода прутка. Передние концы шпинделей станков общего назначения стандартизированы.Medium-loaded spindles are usually made of steel 45 with an improvement (hardening and high tempering). With increased power loads, steel 45 is used with low tempering. For spindles requiring high surface hardness and a viscous core, steel 45 is used with hardening of HDTV and low tempering. The design of the spindles depends on the method of installation of clamping devices on it, for fastening the cutting tool. or workpieces, fitings of drive elements and types of supports used. Spindles, as a rule, are made with a through hole for the passage of the bar. The front ends of the spindles of general purpose machines are standardized.
В качестве опор шпинделей станков применяют подшипники качения и скольжения. Шпиндельные узлы должны обладать высоким качеством. Поэтому подшипники качения, используемые в опорах шпинделей, должны быть высокого класса точности. Выбор класса точности подшипника определяется допуском на биение исполнительных поверхностей шпинделя (коническое отверстие и базирующие поверхности для установки патронов, для крепления инструмента и заготовок), который зависит от требуемой точности обработки. Обычно в передней опоре используют более точные подшипники, чем в задней.As bearings of machine spindles, rolling and sliding bearings are used. Spindle units must be of high quality. Therefore, the rolling bearings used in the spindle bearings must be of high accuracy. The choice of the accuracy class of the bearing is determined by the tolerance on the runout of the Executive surfaces of the spindle (tapered bore and base surfaces for installing cartridges, for fastening tools and workpieces), which depends on the required machining accuracy. Usually, more accurate bearings are used in the front support than in the rear.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134695/02A RU2465986C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Spindle assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134695/02A RU2465986C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Spindle assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2465986C1 true RU2465986C1 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134695/02A RU2465986C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Spindle assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2465986C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557846C2 (en) * | 2012-12-25 | 2015-07-27 | Олег Савельевич Кочетов | Spindle assembly |
CN105465194A (en) * | 2016-01-28 | 2016-04-06 | 泊头巨人重工机械有限公司 | Large precise double-row ball roller bearing adjustment structure and adjustment method thereof |
RU2641942C1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "КнАГТУ") | Method to control output characteristics of rotor in form of its carrying capacity and rigidity |
CN109436276A (en) * | 2018-12-13 | 2019-03-08 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | Asymmetric double supports slide thrust bearing to single fulcrum liquid bullet |
CN110039444A (en) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 薛超 | A kind of spindle assemblies of biplane grinding machine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU476961A1 (en) * | 1973-05-29 | 1975-07-15 | Предприятие П/Я А-7795 | Spindle headstock with hydrostatic spindle bearings |
SU530752A1 (en) * | 1975-03-24 | 1976-10-05 | Предприятие П/Я В-8424 | Spindle assembly machine |
SU1287978A1 (en) * | 1982-12-24 | 1987-02-07 | Горьковский Конструкторско-Технологический Институт | Spindle assembly |
US20080187266A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Takanobu Akiyama | Roll machining apparatus |
-
2011
- 2011-08-19 RU RU2011134695/02A patent/RU2465986C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU476961A1 (en) * | 1973-05-29 | 1975-07-15 | Предприятие П/Я А-7795 | Spindle headstock with hydrostatic spindle bearings |
SU530752A1 (en) * | 1975-03-24 | 1976-10-05 | Предприятие П/Я В-8424 | Spindle assembly machine |
SU1287978A1 (en) * | 1982-12-24 | 1987-02-07 | Горьковский Конструкторско-Технологический Институт | Spindle assembly |
US20080187266A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Takanobu Akiyama | Roll machining apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557846C2 (en) * | 2012-12-25 | 2015-07-27 | Олег Савельевич Кочетов | Spindle assembly |
CN105465194A (en) * | 2016-01-28 | 2016-04-06 | 泊头巨人重工机械有限公司 | Large precise double-row ball roller bearing adjustment structure and adjustment method thereof |
RU2641942C1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "КнАГТУ") | Method to control output characteristics of rotor in form of its carrying capacity and rigidity |
CN109436276A (en) * | 2018-12-13 | 2019-03-08 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | Asymmetric double supports slide thrust bearing to single fulcrum liquid bullet |
CN109436276B (en) * | 2018-12-13 | 2023-06-02 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | Asymmetric bidirectional single-fulcrum hydraulic spring support sliding thrust bearing |
CN110039444A (en) * | 2019-04-22 | 2019-07-23 | 薛超 | A kind of spindle assemblies of biplane grinding machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100556588C (en) | Main shaft device | |
RU2465986C1 (en) | Spindle assembly | |
RU2621091C2 (en) | Machine spindle unit | |
CN113714812B (en) | Adjustable boring and rolling compound cutter | |
KR20160114154A (en) | Main shaft device | |
CN109563879B (en) | Ball bearing, spindle device, and machine tool | |
CN100368126C (en) | Small high-speed constant-pressure prepressing apparatus of main bearing | |
CN103323243B (en) | There is flexibly mounted bush(ing) bearing experiment table | |
CN103978426A (en) | Full-static-pressure back-cone type high-speed main shaft of grinding head mechanism and assembly process thereof | |
DE2719036A1 (en) | SHAFT BEARING | |
JP2009063165A (en) | Roller bearing | |
CN101793290B (en) | Combined bearing of radial roller and axially thrust conical roller | |
CN203926773U (en) | One can auto-compensation associated sealing arrangement for bearings | |
CN102490065A (en) | Static combined bearing for screw rod | |
CN107511725B (en) | Precise movable center device | |
CN102814733A (en) | Large-size end surface processing electric spindle for mixed support of hydrostatic bearing and rolling bearing | |
GB2054767A (en) | A radial-axial rolling bearing assembly | |
CN104369105B (en) | Dresser for the processing of angular contact ball bearing ring raceway groove | |
CN108007692B (en) | Split type supporting structure for double-rotor experiment table of turboshaft engine | |
RU2654453C1 (en) | Hydrostatic bearing | |
US2030104A (en) | Roller bearing for rolling mills | |
US3717393A (en) | Radial fluid-film bearing | |
CN109781409B (en) | Device capable of realizing ultrahigh-speed liquid film shearing characteristic and hydrostatic bearing characteristic test | |
CN207746892U (en) | A kind of mechanical main shaft of grinding machine | |
RU2557846C2 (en) | Spindle assembly |