Выбор типа опор в зависимости от основных параметров шпиндельного узла

 

Тип подшипников опор	Мощность холостого хода, N, кВт	Радиальное и осевое биения шпинделя, D, мкм	Шероховатость обработанной поверхности, Ra, мкм	Отклонение от круглости обработанной поверхности, D r, мкм	Скоростной параметр, dn, мм·× мин^-1
Подшипники качения	Ш 24/15 0,7 кВт	1	0,32	1	0,1 · 10^6
Гидродинамические подшипники	Ш 24/15 3,5 кВт	0,5	0,16	0,5	0,1 · 10^6-1 · 10^6
Гидростатические подшипники	ЭГС 24/25 4,5 кВт	0,05	0,08	0,2	0-1,5 · 10^6
Подшипники с воздушной смазкой	А 24/25 1,9 кВт	0,05	0,04	0,5	0-3 · 10^6
Магнитные подшипники	–	0,1-0,5	Шероховатость – 0,08 Волнистость – 0,3-0,5	1,5-3	0-4 · 10^6

Для особо высокоскоростных и точных шпиндельных узлов целесообразно выбирать в качестве опор подшипники скольжения с воздушной смазкой.

Магнитные опоры в настоящее время начинают только разрабатывать для высокоскоростных электрошпинделей. Есть примеры их применения на отдельных станках для скоростного фрезерования.

В большинстве остальных случаев (отклонение от круглости обработанных деталей D r ³ 1 мкм) следует применять для опор шпинделей подшипники качения, при этом суммарные приведенные затраты наименьшие.

На четвертом этапе для шпиндельных узлов на опорах качения выбирается компоновочная схема.

Если задан диаметр шпинделя в передней опоре d _к по станку-прототипу или с учетом требуемой жесткости и передаваемой мощности, а также из других соображений, то компоновочная схема находится по параметру быстроходности dn.

Если d _к не задан, то по группе станка, быстроходности и из других соображений можно выбрать компоновочную схему и по ней найти d _к.

Для современных токарных, фрезерно-сверлильно-расточных и некоторых шлифовальных станков с ЧПУ отношение передаваемой мощности к диаметру лежит в пределах  кВт/мм. Для электрошпинделей  кВт/мм.

На пятом этапе проектирования определяются зависимые проектные параметры.

Диаметр шпинделя на переднем конце  определяется в зависимости от основного размера и группы станка по соответствующему ГОСТу. Диаметр между опорами d _м выбирается по возможности ближе к d с целью увеличения жесткости . В конструкциях некоторых шлифовальных станков с монтажом подшипников с каждого конца шпинделя для повышения жесткости . Диаметр шпинделя в задней опоре d _з и на заднем конце выбирается по возможности ближе к d _м в пределах .

Расстояние между опорами на данном этапе определяется приближенно . Для шпинделей на роликоподшипниках выбирается меньшее значение, на шарикоподшипниках – большее значение, диаметр отверстия – .

Прочерчивается передний конец шпинделя с опорой и конструктивно определяется длина переднего конца шпинделя а. При этом необходимо учитывать, что для повышения точности вращения и жесткости а нужно выполнять как можно короче. Выбирается тип уплотнений опор.

На этом этапе в зависимости от класса точности станка выбирается тип приводного элемента (если он не задан). Для этого можно воспользоваться табл. 5.9.

 

Таблица 5.9