Меню Рубрики

Установка подшипников шпинделя токарного станка

Подшипники для шпинделя

Подшипники шпинделя – важнейшая его составляющая, которая обеспечивает скоростное вращение вала с закреплённым на нём инструментом и позволяет вести обработку металлов без биения с высокой точностью резания. Шпиндельные подшипники применяются на токарных, фрезерных, сверлильных и других металло- и деревообрабатывающих станках.

Для бесперебойного процесса обработки металлов и древесины резанием подшипник шпинделя должен соответствовать следующим критериям:

                • Обладать высокой износоустойчивостью.
                • Быть кинематически точным.
                • Обладать способностью воспринимать большие нагрузки как в осевом, так и в радиальном положении.
                • Работать на больших оборотах и скоростях.

При проектировании станочных шпинделей наибольшее распространение и признание получили шариковые радиально-упорные подшипники. Они являются наиболее высокоточными, имеют небольшой момент трения, способны выдержать большие нагрузки и обеспечить высокую скорость при обработке металлов или древесины резанием.

Один подшипник такого вида может выдерживать нагрузку только в одном осевом направлении. Поэтому для увеличения нагрузочной способности подшипники устанавливают комплектом по несколько штук в одном направлении.

Такой вид расположения имеет название DT (тандем) и является наиболее широко применяемым для установки подшипников на валу шпинделя. Для того, чтобы шпиндель воспринимал нагрузки не только в осевом, но и в радиальном направлении, пара подшипников должна располагаться на обоих концах вала, причём комплекты подшипников обязательно должны быть направлены в разные стороны. А для силовых шпинделей, с целью достижения максимальной нагрузки, допустимо применение комплекта из трех или четырёх радиально-упорных подшипников.

Характеристика шпиндельных подшипников

Технические характеристики подшипников для шпинделей станков – это основные параметры, по которым можно судить о сфере применения и условиях работы того или иного подшипника, сравнивать их друг с другом, для выбора оптимального варианта. Эти параметры подшипников являются стандартизованными и указываются производителем.

К основным техническим параметрам подшипников относятся:

  • Размеры и масса (наружный диаметр, посадочный диаметр подшипника, ширина).
  • Максимальная статическая и динамическая нагрузка. Статическая нагрузка – радиальная нагрузка, при которой подшипник способен деформироваться. А динамическая – постоянная осевая нагрузка, которую подшипник способен выдержать в течение своего базового ресурса.
  • Долговечность. Это реальный ресурс подшипника до появления признаков износа. Данный параметр зависит от влияния множества факторов: высоких нагрузок, температурного режима, чистоты смазочного вещества и наличия в нем различных присадок, действующей силы трения на подшипник.
  • Класс точности. Для шпинделей станков используются радиально -упорные подшипники только высокого и прецизионного класса точности. Так как этот критерий влияет на точность установки инструмента, плавность работы, скорость вращения.
  • Материал подшипника и тел качения (сталь, керамика или полимер). Материал, из которого изготовлен подшипник, влияет на его долговечность, работоспособность, возможность принимать высокие нагрузки.
  • Скорость вращения подшипника (предельное значение – при котором он не разрушается, номинальное – при котором он не перегревается). Этот критерий зависит от действующей на него нагрузки и вязкости смазочного вещества.
  • Рабочая температура. Зависит от конструкции подшипника, от его силы трения, условий работы и нагрузки. При перегреве подшипника снижается скорость работы самого шпинделя.
Читайте также:  Установка веб интерфейса asterisk

Эти параметры зависят только от конструкции самого подшипника и его размеров и влияют на срок службы и эксплуатации подшипника.

Гибридные подшипники и их преимущества

Сегодня большое распространение и применение на производстве получили подшипники с керамическими телами качения, вместо обычных стальных. Такие подшипники называются гибридными.

Основное достоинство и отличие гибридных подшипников – это шарики, изготовленные из нитрида кремния (Si3N4), благодаря которым гибридные подшипники имеют возможность работать при более низких температурах, нежели подшипники со стальными телами качения. Они обладают более высокой жесткостью, что позволяет им быть менее восприимчивыми к вибрациям.

Помимо этого, в сравнении со стальными, гибридные подшипники с керамическими телами качения имеют еще ряд преимуществ:

  • способны обеспечить работу на более высоких скоростях вращения;
  • более долговечны;
  • обладают высокой термостойкостью;
  • устойчивость керамики к электрическому току;
  • высокая надёжность и срок службы.

Покупая шариковые радиально-упорные подшипники для шпинделя необходимо тщательно изучить все его характеристики и сопоставить с условиями работы. Обязательно нужно помнить, что допустимая скорость работы шпинделя напрямую зависит от конструкции, размеров, точности и материалов, из которых изготовлен подшипник.

При выборе подшипника также важно обратить внимание на угол контакта, который определяет соотношение осевой и радиальной нагрузки. Прослеживается чёткая закономерность: чем больше радиальная нагрузка, тем меньше угол контакта, с увеличением угла контакта возрастает и осевая нагрузка. Самыми широко используемыми считаются углы контакта: 12°, 15°, 25°.

Сегодня все большей популярностью пользуются шпиндельные радиально-упорные подшипники зарубежных производителей. Например, фирмы MOCHU, которая представляет большой ассортимент типоразмеров подшипников с двойными уплотнителями DTA, отличающиеся высокой точностью и скоростью работы.

источник

Шпиндель токарного станка

Шпиндель – составная часть токарного станка, играющая важнейшую роль в процессе обработки заготовок. Он выполнен в виде вала с проделанным отверстием в виде конуса, предназначенного для установки инструментов. Шпиндель токарного станка изготавливается из высокопрочной стали, что необходимо для безопасной эксплуатации станка, долговечности детали и высокой точности выполняемых работ. Он считается главным элементом станка, так как остальные узлы и детали предназначены для обеспечения его работы.

Читайте также:  Установка заднего дворника на пробокс

Устройство

Шпиндель представляет собой стальной вал, впереди которого установлено крепление для рабочего инструмента. В классическом образе шпиндель установлен на высокоточных подшипниках качения. Для обеспечения необходимой точности работы в процессе эксплуатации на опоре шпинделя установлено специальное кольцо. Регулировка кольца происходит с помощью регулировочной гайки, Затягивание которой смещает гайку по шпинделю, что обеспечивает устранение образовавшихся в процессе работы зазоров

Конструкция шпинделя зависит от множества факторов, обычно от сферы назначения, типа и устройства станка, размеров и скорости работы. Раньше основой этого узла выступали подшипники, отклонение на которых достигало 1 мкм. На сегодняшний день требования к шпинделям усилились, поэтому современные образцы изготавливаются с применением магнитных или воздушных опор. Подобное решение позволяет добиться минимального отклонения, не превышающего 0,2 мкм.

Для более высокой точности, при которой погрешность обработки ниже 0,03 мкм, применяется особый способ привода. Шпиндель приводиться в движение и разгоняется с помощью маховика, но работы выполняется после отключения маховика и работе шпинделя за счет инерции.

Конструкция узла должна соответствовать следующим требованиям:

  1. Точность. Подбирается исходя из модели станка, обрабатываемого материала и технологических требований.
  2. Быстроходность. Разные типы шпинделей вращаются на разных скоростях, чем быстрее скорость обработки заготовки, тем выше качество выполненной работы.
  3. Жесткость. Определяется соотношением величины прогиба шпинделя и уровня радиального биения. Чем данный показатель ниже, тем выше качество работы.
  4. Долговечность. Срок эксплуатации узла, в первую очередь, зависит от качества используемого подшипника.
  5. Виброустойчивость. Шпиндель должен быть толерантным к вибрации к внешней вибрации станка, что обеспечивает высокую точность работы инструмента.
  6. Допустимый нагрев. Определяется максимальной температурой нагрева узла, при котором не изменяются эксплуатационные характеристики шпинделя.
  7. Несущая способность. Характеризует рекомендуемые вес и размеры рабочего инструмента.

Обычно шпиндель не рассматривается как отдельная конструкция. Чаще всего рассматривается весь комплекс токарно-винторезного станка, включающий электродвигатель, привод, переднюю бабку и шпиндель. Электродвигатель можно менять, использовать даже силовые установки, работающие от постоянного тока. Главное, чтобы все составные части соответствовали электрической схеме станка.

Назначение шпинделя

Основным назначением шпиндельной бабки является фиксация рабочих инструментов (сверл, разверток, метчиков и других деталей). Обычно в конструкции используется вращающийся шпиндель, который применяется для снятия стружки, вырезания пазов и придания формы заготовкам. Через него происходит передача крутящего момента з электродвигателя на деталь, а также изоляция рабочего инструмента от вибрационных нагрузок, который принимает на себя подшипник. Фиксация инструмента происходит с помощью зажимного патрона, установленного на конце шпинделя.

Читайте также:  Установка компрессорная природный газ

Сборка и ремонт

Изначально настройка и сборка шпиндельной бабки производиться в заводских условиях, поэтому вмешиваться конструкцию узла не нужно. Все работы выполняют согласно ремонтной документации узла бабки шпиндельной. Дополнительную регулировку можно проводить после определенного срока эксплуатации, когда заметно ухудшение точности. Настройка проводится с помощью регулировочной шайбы.

На срок эксплуатации сильно влияет система электроторможения, схема устройства и настройки которой предоставляется производителем.

Ремонт шпинделя должен выполняться квалифицированным мастером, его сложность зависит от типа износа:

  1. Износ шейки. Во время эксплуатации шейка покрывается большим количеством задирок. Избавиться от них можно проточив шейку, с последующей шлифовкой и полировкой. Полировку можно выполнять мелкой наждачной или пастой ГОИ. При работе со шлифовальной машиной нужно смазывать деталь маслом.

Главное, чтобы после ремонта не уменьшился диаметр шейки, если достичь того невозможно, шейка обтачивается и на нее надевается посадочная втулка из стали той же марки.

  1. Износ конуса. Наиболее часто встречающаяся проблема, которая возникает из-за небрежного обращения со станком. Износ происходит из-за провертывания хвостовика инструмента и забивания металлической пылью. Степень износа определяется с помощью калибра. На него наносят несколько полосок мелом, вставляют калибр в конус, и по стертому мелу определяют проблемные места. Перед проверкой конус обязательно чистится и шлифуется. В случае обнаружения проблем, конус пришлифовывается или растачивается.
  2. Износ посадочного места. Посадочное место часто ослабляется в местах установки подшипников. Для исправления проблемы его хромируют или металлизирует. В некоторых случаях можно установить кольцо и обточить его до необходимого диаметра.
  3. Износ шпоночных пазов. Шпоночный паз обычно подгоняется под необходимую шпонку. В некоторых случаях нарезается новый паз в другом месте.
  4. Износ подшипников. В случае сильного износа подшипников лучше всего полностью их изменить, так как выполнять самостоятельный ремонт без специального инструмента невозможно. При использовании подшипников скольжения есть возможность постепенной регулировки зазоров, что значительно увеличивает срок эксплуатации.

Качественная шпиндельная бабка токарного станка при правильной эксплуатации и уходе будет качественно выполнять свою работу весь эксплуатационный срок. Главное, периодически проверять износ узла и точность обработки заготовок.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector