ПодшипникиОпорами валов и шпинделей служат подшипники, которые подразделяются на подшипники скольжения и подшипники качения. Подшипники скольжения получили свое название потому, что в них вращающийся вал обычно скользит по внутренним поверхностям вкладышей. Для уменьшения трения, нагрева и износа подшипники должны работать в условиях хорошей смазки. Вкладыши подшипников изготовляют из различных материалов в зависимости от условий работы шпинделя. Лучшим материалом для вкладышей являются бронзы и баббиты. В неответственных подшипниках скольжения нижний и верхний вкладыши иногда заменяют неразрезной чугунной или бронзовой втулкой. В качестве опор шпинделей обычно применяют регулируемые подшипники скольжения.
На рис. 11 справа показана конструкция подшипника скольжения передней опоры шпинделя токарно-винторезного станка ДИП-200. Коническая шейка 1 шпинделя вращается в стальной втулке 2, залитой бронзой и расточенной внутри по. шейке шпинделя, а снаружи обточенной по точному цилиндрическому гнезду в корпусе коробки скоростей. Для предотвращения от проворачивания втулки 2 имеется шпоночная канавка 11, в которую входит конец штифта 10, запрессованного в корпусе. С течением времени втулка подшипника изнашивается и между нею и шейкой шпинделя образуется зазор, вызывающий биение шпинделя. Для того чтобы довести этот зазор до требуемой величины, подшипник регулируют. Регулирование подшипника производится следующим образом. Ослабляют стопорный винт 9, ввернутый в неподвижное кольцо 8, и повертывают гайку 7, благодаря чему втулка 2 перемещается вдоль оси. При этом в силу конусности шейки 1 зазор между нею и подшипником изменяется. При повертывании гайки 7 вправо происходит затягивание подшипника, а влево — его ослабление. Перемещение втулки 2 производят настолько, чтобы шпиндель с патроном можно было провернуть вручную. После регулирования затягивают стопорный винт 9, предохраняющий гайку 7 от проворачивания. Подшипники качения. Недостатки подшипников скольжения — большие потери на трение и сравнительно большой расход смазки. Стремление избавиться от этих недостатков привело к созданию подшипников качения, у которых потери на трение в 7—10 раз меньше, чем у подшипников скольжения. Подшипники качения подразделяются на шариковые и роликовые. Шариковый подшипник состоит из двух колец (рис. 12).
Внутреннее кольцо 1 надевается на вал и вращается вместе с ним, а наружное кольцо 2 плотно вставляется в корпус. Между внутренним и наружным кольцами расположены стальные закаленные шарики 4, которые при вращении вала перекатываются в желобках (в канавках) колец. Этими объясняется, почему подшипники данного типа называются подшипниками качения. Чтобы шарики 4 не терлись друг о друга, их помещают в гнезда сепаратора (обоймы) 3. Шариковые подшипники подразделяются на радиальные (рис. 12), упорные (рис. 13, а) и радиально-упорные (рис. 13, б). Радиальные шариковые подшипники, в свою очередь, могут быть однорядными (рис. 12, а) и двухрядными (рис. 12, б). Радиальные шариковые подшипники служат для восприятия нагрузок, действующих перпендикулярно к оси вала (радиальная нагрузка); упорные подшипники (рис. 13, а) принимают на себя осевые нагрузки, т. е. нагрузки, направленные вдоль оси вала; радиально-упорные подшипники (рис. 13, б) воспринимают как радиальные, так и осевые нагрузки.
Роликовые подшипники (рис. 14) отличаются от шариковых тем, что у них между наружными и внутренними кольцами вместо шариков заложены закаленные стальные ролики. Ролики допускают большую нагрузку и более долговечны, чем шарики. Роликовые подшипники, в свою очередь, подразделяются на однорядные и двухрядные. Подшипники с цилиндрическими роликами (рис. 14, а) служат для восприятия радиальных нагрузок; подшипники с коническими роликами (рис. 14, б) воспринимают как радиальные, так и осевые нагрузки. Однако вследствие большого трения и трудности точного изготовления подшипников с коническими роликами теперь для шпинделей станков с числом оборотов больше 1000 об/мин их применять воздерживаются и заменяют радиально-упорными подшипниками (рис. 13, б).
Муфты Муфты служат для включения и выключения вращения вала и связанных с ним деталей: зубчатых колес, блоков колес и др. Муфты, применяемые в станках, подразделяются на постоянные, сцепные и предохранительные. Постоянные муфты служат для соединения соосных валов, которые в процессе работы не разъединяются. Постоянные муфты бывают с жестким соединением и упругие. На рис. 15 показаны некоторые типы постоянных муфт, применяемых в станках. Постоянная муфта с жестким соединением (рис. 15, а) представляет собой сплошную втулку 2, соединяющую с помощью шпонки вал 1 электродвигателя с валом 3 станка. Для валов, имеющих небольшое отклонение от соосности, чаще применяется упругое соединение, показанное на рис. 15, б. На конце вала 1 электродвигателя и вала 6 станка закреплены на шпонках фланец 2 и фланец 5, через отверстия которых пропущены ведущие пальцы 4. В ведомом фланце 5 пальцы смонтированы в резиновых или кожаных кольцах, которые воспринимают удары и компенсируют несоосность валов 1 и 6 в работе.
Сцепные муфты применяются в станках для временного включения и выключения вала и связанных с ним деталей. Сцепные муфты бывают фрикционные и кулачковые. Фрикционные муфты, называемые иначе муфтами трения, подразделяются на конусные и пластинчатые дисковые. Схематическое устройство конусной фрикционной муфты показано на рис. 16. Конический диск 2, соединенный при помощи шпонки с зубчатым колесом 1, может при перемещении подвижного колеса 3 вправо входить во внутренний конус, имеющийся в колесе 3. При таком перемещении конический диск 2 прижимается к внутреннему конусу подвижного колеса 3, причем между обоими конусами создается трение, необходимое для передачи вращательного движения колесу 3. Сцепление наружного и внутреннего конусов производится при помощи эксцентрикового зажима 4. Когда зажим расположен горизонтально, как показано на рис. 16, фрикционная муфта включена; при повороте эксцентрикового зажима на ±90° фрикционная муфта выключается, при этом пружина 5 отжимает зубчатое колесо 3 от фрикционного диска 2. На принципе трения основано также действие пластинчатой фрикционной муфты, применяемой главным образом для включения и остановки вращения шпинделя в современных токарных станках. Схематическое устройство пластинчатой фрикционной муфты показано на рис. 17. Передача крутящего момента от ведущего вала 1 к зубчатым колесам 2 и 9, свободно сидящим на валу 1, производится при помощи двух групп плоских дисков 4 и 5. Диски 4 связаны с корпусом 3 выступами на их поверхности, а диски 5 имеют вырезы на внутренней окружности, которыми они насажены на шлицевый вал 1. Если диски 5 и 4 плотно сжать, то благодаря трению, возникающему между их боковыми сторонами, начнет вращаться колесо 2 или 9, в зависимости от того, какая — правая или левая — половина муфты выключена.
Пластинчатые муфты благодаря значительной площади трения способны при сравнительно небольших размерах передавать большие крутящие моменты. Регулирование пластинчатой фрикционной муфты. Когда муфта в результате износа дисков начинает буксовать, ее следует отрегулировать. Регулирование муфты осуществляют вращением нажимных гаек 6 и 8, навинченных на кольцо 7, Поворот нажимной гайки может быть произведен лишь после того, как защелка 10 вдавлена в кольцо 7. Преимущество фрикционных муфт заключается в возможности переключения механизмов на ходу и под нагрузкой, а равно в плавном и безударном переключении. Недостатком фрикционных муфт являются сложность устройства и износ трущихся поверхностей при частых переключениях. Кулачковые муфты часто применяют для передачи вращения валам от свободно посаженных на них зубчатых колес. Пример применения кулачковой муфты показан на рис. 18. На ведущем валу 1 на шпонках укреплены два зубчатых колеса z1 и z3, а на ведомом валу 2 свободно сидят колеса z2 и z4 которые находятся в постоянном зацеплении с колесами z1 и z3. Между колесами z2 и z4 на валу 2 сидит на направляющей шпонке 3 муфта 5, имеющая на торцах кулачки 4 и 7. Кулачковую муфту можно перемещать влево и вправо посредством рычага 6 и сцеплять соответственно с торцовыми кулачками колес z2 и z4.
Если кулачковая муфта включена влево, то вращение от вала 1 передается валу 2 через колеса z1 и z2; если же муфту включить вправо, то вращение передается валу 2 через колеса z3 и z4.
Кулачковые муфты просты по конструкции, работают надежно и допускают передачу больших усилий. Однако их можно переключать только при остановленном станке, так как иначе легко повредить кулачки. Предохранительные муфты. Для предохранения отдельных механизмов станка от поломок при их перегрузке применяют так называемые предохранительные муфты. Назначение этих муфт — не допускать передачу усилия, превышающего предусмотренное для данного механизма. Такое предохранительное устройство показано на рис. 19. В данной конструкции ходовой вал состоит из двух половин 1 и 7, соединенных между собой предохранительной муфтой, состоящей из двух половин с наклонными кулачками. Левая половина муфты 2 соединена с валом коробки подач шпилькой 12, а правая половина муфты 3 сидит на скользящей шпонке 11 на ходовом валу 7. Упор 6 устанавливается в требуемом месте на ходовом валу и закрепляется болтом 5. На резьбовой части 4 вала 7 навернуты гайка 9 и контргайка 8, при помощи которых регулируется усилие пружины 10, прижимающей правую половину 3 муфты к левой 2. При соприкосновении стенки фартука с упором 6 сопротивление вращению ходового вала 7 резко возрастает. Сила пружины 10 становится недостаточной для удержания в зацеплении обеих половин 2 и 3 муфты. Левая половина 2 муфты продолжает вращаться, отжимая наклонными поверхностями кулачков правую половину 3. Кулачки начинают проскакивать, муфта 3 и ходовой вал 7 останавливаются и подача прекращается. В некоторых конструкциях токарно-винторезных станков для автоматического выключения отдельных его механизмов при перегрузке находят применение предохранительные муфты с падающим червяком (см. рис. 37 и описание к нему). Контрольные вопросы 1. Какое назначение имеет ременная передача?
|
