з встановленим в ньому з можливістю обертання на підшипникових опорах шпинделем, в якому виконані рівномірно розташовані по колу похилі і паралельні горизонтальній осі канали, з'єднані з циліндричною порожниною, утвореної склянкою, закріпленим на задньому торці шпинделя. У похилих і паралельно розташованих до горизонтальної осі каналах шпинделя виконані поздовжні гвинтоподібні канавки, а в циліндричній порожнині, утвореної склянкою на торці шпинделя, виконані поперечні гвинтоподібні канавки.
На фіг.1 зображено поздовжній розріз елемента шпиндельного вузла зі схемою циркуляції теплоносія; на фіг. 2 - перетин А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - перетин Б-Б на фіг. 1; на фіг. 4 - перетин В-В на фіг. 1.
Вузол шпінделя містить корпус (не показаний), в якому встановлений шпиндель 1. Останній встановлений з можливістю обертання на підшипникових опорах 2 і 3, відповідно на задній і передній. Шпиндель 1 забезпечений герметичним пристроєм для стабілізації температури, яке складається з виконаних в шпинделі 1 рівномірно по колу похило до горизонтальній осі шпинделя каналів 4 з поздовжніми гвинтоподібними канавками 5 і паралельно до горизонтальної осі каналів 6 з поздовжніми гвинтоподібними канавками 7, а також склянкою 8 з циліндричною порожниною 9, на поверхні якої виконані поперечні гвинтоподібні канавки 10.
Поздовжні гвинтоподібні канавки 5 каналів 4 суміщені з поздовжніми гвинтоподібними канавками 7 каналів 6, що забезпечує підтримання турбулізаціонного плину в прикордонному шарі по всьому шляху руху теплоносія в системі охолодження, шпиндельний вузол працює таким чином.
При обертанні шпинделя 1 теплоносій під дією відцентрових сил заповнює частину поперечних перерізів, звернених до зовнішньої поверхні шпинделя 1, а похилі канали 4 заповнюються теплоносієм практично повністю. Відцентрові сили, що діють при обертанні шпинделя 1 на теплоносій, змушують більш холодну частину теплоносія рухатися по похилих каналах 4 в напрямку по осі обертання до переднього торця шпинделя 1, охолоджуючи його і витісняючи до заднього торця нагріту частина теплоносія і його пари, які потрапляють в порожнину 9 склянки 8.
Рухомий теплоносій і його пари, переміщаючись по поздовжніх гвинтоподібним канавкам 5 і 7, утворюють завихрення у поверхні каналів, перетворюючи ламінарний рух теплоносія в прикордонному шарі в турбулентне. У результаті турбулізації прикордонного шару його товщина зменшується, що призводить до інтенсифікації теплообміну між теплоносієм і матеріалом шпинделя (див., Наприклад, стор. 324-338. Теплопередача. Ісаченко І.П. та ін. М.Л. Енергія. 1965. 424 с.), а це, як відомо, покращує процес охолодження шпинделя.
У порожнині 9 за рахунок стрибкоподібного збільшення площі поперечного перерізу, займаного парами, останні конденсуються і, переміщаючись по поперечним гвинтоподібним канавкам 10, завихряющими, термодинамічно розшаровуючись на периферійний і осьові потоки, додатково знижуючи температуру охолоджуваного теплоносія, що повертається до передній опорі 3. У результаті відбувається кругова циркуляція теплоносія з активним теплоотводом від опор і термостабилизацией шпиндельного вузла по всій його внутрішній поверхні герметичного пристрої для стабілізації температури.
Оригінальність технічного рішення полягає в тому, що здійснена інтенсифікація процесу охолодження шпиндельного вузла шляхом усунення застійних зон теплообміну по шляху руху теплоносія в герметичному пристрої за рахунок виконання на його поверхні поздовжніх гвинтоподібних канавок, а в порожнині склянки поперечних гвинтоподібних канавок.
ФОРМУЛА ВИНАХОДИ
Шпиндельний вузол, що містить корпус з встановленим в ньому з можливістю обертання на підшипникових опорах шпинделем, які мають рівномірно розташовані по колу похилі і паралельні осі шпинделя канали, з'єднані з циліндричною порожниною в склянці, закріпленому на задньому торці шпинделя, відрізняється тим, що в похилих і паралельних осі шпинделя каналах виконані поздовжні гвинтоподібні канавки, а на поверхні циліндричної порожнини склянки - поперечні гвинтоподібні канавки, при цьому гвинтоподібні канавки в похилих і паралельних осі шпинделя каналах суміщені.
Рисунок 9 - Графічна частина патенту
2. Аналіз конструкції верстата і його технологічних можливостей
2.1 Призначення верстата; особливості компоновки верстата, позначення осей координат верстата, пристрій верстата (основні вузли, механізми, системи та їх функціональне призначення)
Призначення і область застосування:
широкоуниверсальной консольно-фрезерні верстати моделей 6Р82Ш і 6Р83Ш призначені для виконанні різних фрезерних робіт в умовах індивідуальног...
