Устройство для смазки выдвижного шпинделя горизонтально-расточного станка - SU1048234A1

Изобретение относится к машиностроению , а именно к станкостроению и может найти применение в горизонтально-расточных станках для смазки образующих выдвижного рабочего шпинделя, который без смазки подвер гается фреттинг-ко)розии. Известно устройство для смазки возвратно-поступательного штока,усгтановленного в направлякедейвтулке, запресованной в невращающуюся корпусную деталь, в которой выполнены каналы и камеры для подвода и отвод смазки, связанные с насосной станцией . На торцах в.тулок выполнены внутренние фаски для образования пленочного течения масла между штоком и внутренней поверхностью втулки по всей длине. Недостатками известного устройст ва являются невозможность надежного образования смазочной пленки по все длине для длинных втулок (длина которых достигает нескольких, до 3-х диаметров штока, так как имеется только один заход для образования пленки), сложность каналов подвода смазки, затрудняющая их выполнение во вращающемся полом шпинделе станка. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для смазки шпинделя прокатного стана, содержа щее встроенный внутри шпинделя наг нетатель масла под давлением (газогидравлический аккумулятор), соед ненный гидролиниями через регулирую щие механизмы (клапаны и центробежный регулятор) со смазываемыми пове ностями. Центробежный регулятор и клапаны в этом устройстве прекращают подачу масла на смазываемые.поверхности при остановке шпинделя, предотвращая непроизводительный рас ход масла из аккумулятораС2. Недостатками данного устройства являются необходимость периодическо зарядки газогидравлического аккумул тора маслом для смазки трущихся поверхностей , практическая невозможность встройки газогидравлического аккумулятора и регулирующих механизмов в выдвижной рабочий или полый цилиндр , так как значительно увеличатся их диаметральные габариты и маховые моменты, сложность и ненадежность работы указанного устройства. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности путем стабильного образования смазочной пленки по всей длине для обеих направляющих втулок. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для смазки выдвижного шпинделя Горизонтально-расточного станка, .содержащем установленный в передней и задней направляющих втулках полого шпинделя выдвижной рабочий шпиндель и встроеннь1й нагнетатель масла, соединенный с системой смазки станка, встроенный нагнетатель масла расположен внутри полого шпинделя за задней втулкой и выполнен в виде нагнетательной кольцевой камеры, охватывающей выдвижной рабочий шпиндель и взаимодействующий через маслоприемную кольцевую щель с установленным неподвижно струйным питателем масла, соединенным с системой смазки сганка , причем в задней и передней направляющих втулках выполнены внутренние сквозные винтовые смазочные канавки, соединенные с нагнетательной кольцевой камерой. Внутренний диаметр нагнетательной кольцевой камеры и маслоприем|Ной кольцевой щели образован наружной поверхностью выдвижного рабочего шпинделя, а струйный питатель выполнен в виде трубки с приплюснутым выходным концом, .соответствукяцим величине маслоприемной щели и расположенным ей оппозитно. Винтовые канавки в обеих втулках выполнены многозаходнымн, причем они направлены соответственно к переднему концу выдвижного шпинделя и против его вращения. На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства . Выдвижной рабочий шпиндель 1 гори зонтально-расточного станка установлен в передней 2 и задней 3 направляющих втулках скольжения. Выдвижной рабочий шпиндель 1 и втулки 2 и 3 закалены. Внутри последних нарезаны вийтовые канавки для подвода мас ла, которые направлены к переднему концу шпинделя и против его вращения , т.е. против часовой стрелки (влево). Ойдепринятым направлением вращения рабочего шпинделя является вращение по часовой стрелке (правое при котором производятся почти все рабочие операции. Направляющие втулки 2 и 3 запрессованы в соответствующие расточки в полом шпинделе 4, который смонтирован в корпусе шпиндельной бабки 5 на радиально-упорных подшипниках 6 и 7, натяг в которых осуществлен затяжкой гайки 8. Передний подшипник 6 прикрыт крышкой 9 по внутреннему диаметру масло отражательных канавок. Для восприятия крутящего момента на полом шпин деле 4 установлено зубчатое колесо 10. Передача момента осуществляется через шпонку 11. Зубчатое колесо 10 сцеплено с выходным зубчатым колесом 12 главного привода (не показан В полом шпинделе 4 вырезаны два про тивоположно расположенных паза, в которых закреплены шпонки 13, сопря гающиеся по ходовой посадке со шпоночными пазами выдвижного шпинделя. Шпонки 13 служат для передачи крутящего момента шпинделя 4 на выдвиж ной шпиндель 1 при любой величине его вылета. Внутри полого шпинделя имеется средняя кольцевая камера 14 которая ограничена внутренней повер ностью полого шпинделя 4, наружной поверхностью выдвижного шпинделя 1 и торцовыми поверхностями направляю щих втулок 2 и 3. В задней части полого шпинделя расположена нагнетательная кольцевая камера 15, образованная поверх- ностью расточки под заднюю втулку 3 и ее торцом, а также наружной повер ностью выдвижного шпинделя 1 и торцовой поверхностью задней крышки 16. Внутренний диаметр задней крышки 16 пр вышает диаметр выдвижного шпинделя и между ними образована маслоприемная кольцевая щель 17 ,при помощи которой нагнетательная кольцевая камера 15 сообщается с внутренней полостью корпуса шпиндельной бабки 5. Таким образом, край внутреннего диаметра крышки 16 расположен ближе к оси вращения полого 4 и выдвижного 1 шпинделей. Напротив маслоприемной щели 17 расположен струйный питатель масла, который выполнен в виде трубки 18, соединенной с системой смазки станка. Диаметр трубки 18 больше величины маслоприемной щели 17 в 2-3 раза и ее выходной конец приплюснут соответственно величине маслоприемной щели 17. Трубка 18 с помощью ушка 19 прикреплена винтом 20 к корпусу шпиндельной бабки 5. Задняя крышка 16 зафиксирована пружинным кольцом 21. В передней части полого шпинделя 1 выполнена расточка, в которой последовательно расположены упорное кольцо 22, манжена 23 и наружное кольцо 24. Последнее зафиксировано в расточке при помощи пружинного кольца 25 и удерживает манжету 23. Упорное кольцо 22 имеет в средней части кольцевой выступ, который прорезан шлицами в нескольких.местах. Этим выступом оно обращено к переднему торцу направляющей втулки 2. По внутреннему и наружному краям кольцевого выступа упорной втулки 22 и между торцом расточки образованы две сообщающиеся между собой через- шлицы камеры , которые по наружному краю кольцевого выступа упорной втулки 22 через отверстие 26 сообщается с внутренней полостью корпуса 5 шпиндельной бабки. Работает устройство для смазки выдвижного шпинделя следующим образом. Масло по трубке 18 непрерывно подается насосной станцией системы смазки станка. Оно вытекает из приплюснутого конца трубки 18 тонкой струей и, пройдя сквозь щель 17, попадает в нагнетательную кольцевую камеру 15. Попаданию масла из трубки 18 в кольцевую камеру 15 способствуют также шпоночные пазы выд- вижного шпинделя 1. В дашьнейшем работа зависит от состояния полого 4 и выдвижного 1 шпинделей, которые можно разделить на 4 вида: со,стояние покоя, т.е. шпиндели не враадаются; разгон обоих шпинделей в начале вращения; вращение обоих шпинделей с постоянной угловрй скоростью; торможение в конце вращения. При не вращающихся шпинделях масло собирается в нижней части нагнетательной камеры 15 и самотеком заполняет часть винтовых канавок задней натравляющей втулки 3. Излишек масла через нижний край щели 17 изливается в полость корпуса шпиндельной бабки 5. При разгоне выдвижного 1 и полого 4 шпинделей (мы рассматриваем вращение шпинделей по часовой стрелке, как общепринятое в станкостроении ) находящееся в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3 масло подвержено силе инерции Р, которое направлено против окружного ускорения Ер (на чертеже внутри передней направляющей втулки 2 показаны схемы сил и ускорений,действующих на точки масла М, находящиеся в невидимой винтовой канавке за i телом выдвижного шпинделя 1), Ускорение Ер и сила Р направлены ка-. сательно цилиндрической поверхности по внутреннемудиаметру направляющих втулок 2 и З..сила Р разлагается на силу Р|, , перпендикулярную стен ке канавки, и на Р, , направленную вдоль канавки и двигающую масло в .. ней, т.е. оказывающую насосное дейст вие Под действием силы Р, находяще еся в винтовых канавкал направляющих втулок 2 и 3 масло прокачивается по ним в направлении к переднему концу полого шпинделя 4. При вращении выдвижного 1. и полого 4 щпинделей с постоянной угловой скоростью масло , находящееся в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3, в средней кольцевой камере 14 и в нагнетательной кольцевой камере 15 подвергается центробежной силе, под действием которой оно образует слой, прижатый к периферической поверхности канавок и внутренним поверхностям полого шпинделя, ограничивающим наибольшие диаметры средней камеры 14 и нагнетательной кольцевой камеры 15 (в средней 14 и нагнетательной 15 KeiMepax закручивание- масла с образованием центробежной силы происходит благодаря хорошей прилипаемости масла к металлу и его вязкости). Относительно оси вращения толщина слоя устанавливается по диаметру d т.е. внутреннему диаметру задней крышки 16, который расположен ближе к оси вращения, чем вершины винтовых канавок в направляющих втулках 2 и 3, Благодаря такому перепаду (ко торый аналогичен перепаду высот при течении жидкости по земле) создается устойчивое течение масла из нагнетательной кольцевой камеры 15 по винтовым канавкам направляющей втулки 3 в среднюю камеру 14, а из нее по винтовым канавкам направляющей втулки 2 к переднему концу полого шпинделя 2. Затем через шлицы в упор ном кольце22 и отверстие 26 масло направляется в полость корпуса шпиндельной бабки 5, а оттуда в бак системы смазки станка. При торможении выдвижного 1 и полого 4 шпинделей находящееся в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3 масло .прокачивается по ним в направлении к заднему концу полого шпинделя 4, т.ь, в направлении обратном разгону. Однако в горизонтально-расточных станках ускорение разгона Ер почти в 5 6 раз больше ускорения торможения Е и, в итоге, количество масла, прокаченного в направлении переднего конца полого шпинделя 4, во столько же раз больше. Из рассмотренных режимов вращения (разгон, вращение с постоянной угловой скоростью; .торможение) выдвижного 1 и полого 4 шпинделей, оказывающих влияние на течение масла в винтовых канавках направляющих втулок 2 и 3, вращение с постоянной угловой оказывает наибольшее влияние, так как оно по длительности самое большое Надежному смазыванию на ужной поверхности выдвижного шпинделя 1 способствует выполнение винтовых канавок в направляющих втулках 2 и 3 по трехзпходной резьбе, .так как при перемещении выдвижного шпинделя 1 вдоль оси одновременно и равномерно смазывается внутренняя поверхность направляющей втулки не менее чем в трех местах. Так как на практике направляющие втулки 2 и 3 по длинепочти в 2 раза превышают шаг ТРехзаходной резьбы, то число одновременно смазываемых участков достигает шести, а это несомненно исключает разрушение (прерывистость) масляной пленки. Предлагаемое устройство для смазки выдвижного шпинделя горизонтально-расточного станка характеризуется простотой, так как может быть освоено на любом заводе почти без затрат , в том числе и на заводах,эксплуатирующих горизонтально-расточные станки, надежностью работы и стабильностью при смазке поверхности выдвижного шпинделя, так как в нем отсутствуют взаимно подвижные детали.