y 600Вт/мм) і параметра швидкохідності [при високо-і надшвидкісний різанні dn? (1 y 2) 106мм x про/хв] (тут N - потужність головного приводу; d - діаметр передньої шийки шпинделя; n-частота його обертання) [1] значно загострюється проблема температур і теплових деформацій шпиндельних. вузлів (ШУ) на підшипниках кочення (далі підшипники). При роботі на підвищених режимах різання помітно збільшуються втрати на тертя в опорах, відповідно зростають їх температура і теплові деформації, що без дотримання спеціальних заходів може призвести до втрати технологічної надійності ШУ. Технічний рівень сучасних ШУ багато в чому залежить від результатів температурного аналізу на ранніх етапах їх проектування. , Як показує зарубіжний та вітчизняний досвід, найкращих результатів вдається добитися, провівши структурну і параметричну раціоналізацію конструкції ШУ. Структурна раціоналізація дозволяє уточнити схему установки, тип і число підшипників в опорах, виходячи з цільової завдання - забезпечення працездатності ШУ у всьому робочому діапазоні частот обертання шпинделя. При параметричної раціоналізації визначають, при яких значеннях конструктивних розмірів ШУ, робочих зазорах-натягах і умовах змащування опор надлишкова температура ТУ стає найменшою.
Раніше виконаними розрахунками встановлено, що на вихідні температурні і енергетичні характеристики ШУ найбільший вплив робить структурна раціоналізація їх конструкції в поєднанні з уточненням умов змазування опор рідким і пластичним матеріалами. Узагальнюючи отримані результати для ШУ верстатів різного призначення, продовжимо температурний аналіз по параметру швидкохідності стосовно як до діаметру d передньої шийки шпинделя, так і до середнього діаметру dm підшипника.
Порівняємо два виконання ШУ багатоцільового токарного верстата - швидкісне і силове. У першого з них в передній опорі встановлений здвоєний радіально-завзятий підшипник № 246922 (E 110 HE 150 мм; ГОСТ 1832-78), у другого - радіально-наполегливий конічний дворядний підшипник № 697920Л (E 100 HE 150 мм; подібний підшипника типу Gamet-G). Як видно з рис. 1,-для кожного з них характерний свій діапазон граничних максимальних і мінімальних температур. Розрахунками встановлено, що на верхніх частотах обертання втрати на тертя у обох виконань ШУ приблизно однакові. При холостому ході ШУ рівень абсолютних температур не перевищує значень, допустимих для верстатів класів точності Н і П.
Як показала імітація (на розрахунковій моделі Пальмгрен) нагружения опор швидкісного ШУ силою різання, хоча у міру навантаження момент Мо, обумовлений гідродинамічними втратами на перемішування масла, зменшується, але загальні втрати на тертя МТ=Мо + М1 (тут М1 - навантажувальні втрати в обох опорах ШУ) зростають. Згідно експериментів і розрахунками при навантаженні опор спостерігається помітне збільшення натягу А (рис. 2) і товщини шару масла в підшипниках, що за певних умов-може привести до їх тепловому заклинювання. При навантаженні ж опор силового ШУ силою до 15 кН витрата прокачиваемого масла (Індустріальне - 20А) може досягати 6 л / хв, що вимагає застосування станції змазування з холодильником.
На рис. 3 наведено результати порівняння температури в передній опорі чотирьох типорозмірів ШУ верстатів,-Вони мають однакові умови токарних змазування і схеми установки підшипників: в передній опорі-три радіально-наполегливих підшипника (за схемою «триплек...
