Шпиндель станка для испытания абразивных кругов на прочность

Шпиндель станка для испытания абразивных кругов на прочность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 3863IS

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.1Ъ .1971 (№ 1645133/25-28) с присоединением заявки №

П рпоритет

Опубликовано 14,Н.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.IX.1973

М. Кл. G 01п 3/58

В 23q 3/00

В 24b 41/04

Комитет по делатся изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 620.16.05:62! .922 (088.8) Автор изобпетения

Г. М, Сапожников

Заявитель

Ленинградское специальное конструкторское бюро тяжелых и уникальных станков

ШПИНДЕЛЬ СТАНКА ДЛЯ ИСПЬ1ТАНИЯ АБРАЗИВНЬ|Х

КРУГОВ НА ПРОЧНОСТЬ

Известен шпиндель станка для испытания абразивных кругов на прочность путем вращения, содержаший привод вращения шпинделя, выполненного разъемным по длине. Одна часть шпинделя установлена подвижно в осевом направлении, а другая часть, соединяемая с гервой на время испытаний, кинематп,åñêè связана с приводом. При этом испытываемый круг располагается между опорами, что позволяет повысить критическую скорость вращения шпинделя и уменьшить нагрузки на его опоры.

Однако известный шпиндель не позволяет снизить динамические нагрузки на опоры вала, что ведет к уменьшению долговечности подшипниковых опор, повышает потери в опорах, вызывает вибрации и шум при испытаниях.

11елью изобретения является сии>кение динамических нагрузок на опоры шпин;теля от дисбаланса круга.

Для этого предложенный шпиндель снаб>кен установленной с зазором относительно вала оправкой для крепления испытываемого круга, упругими элементами нелинейной жесткости, соединяющими вал с оправкой, жестким упором, ограничивающим радиальное смещение оправки, устройством для передачи крутящего момента от вала к оправке, допускаюгцим их относительное радиальное смещсние, жесткость вала выбра,а из условия существенного превышения его критической скоростью скорости вращения шпинделя, а жесткость упругих элементов выбрана из

5 условия обеспечения критической скорости оправки с кругом существенно ниже скорости вращения шпинделя. При этом оправка выполнена в виде стакана и установлена относительно вала с зазором, равным

10 максимально допускаемому смещению оправки с кругом относительно вала, а упругие элементы выполнены в виде кр тлых стержней.

На черте>ке гоказап консольный вариант предложенного шпинделя с двойным унпвер15 сальным шарниром в качес-ае устройства для передачи крутящего момента от вала к оправке.

При врашении вала 1 двойной универсальный шарнир 2, связанный с валом штифтом

20 >, передает крутящий момент па оправку 4 через винты б, что исключает участие упругих элементов б, выполненных в виде круглых стержней, в передаче крутящего момента и закручивание оправки, т. е. оправка жестко

25 связана с валом по углу поворота.

Испытываемый круг 7, вращающийся вместе с оправкой на упругих элементах, можно рассматривать кат< диск, вращающийся на податливом валу, илп ксроткий ротор, вращаю30 шийся а т ппугих опорах со c".ê îðîñòüþ, суще386318 ственно превышающей критическую, так как упругие элементы выполнены такой жесткости, что критическая скорость вращения оправки с кругом на упругих элементах лежит значительно ниже скорости вращения 5 шпинделя при испытании кругов.

В этом случае круг самоцентрируется, т. е. центр его тяжести стремится занять положение на оси, совпадающей с осью вращения.

При этом ось оправки, несовпадающая вслед- 10 ствие дисбаланса с центром тяжести круга на оправке, смещается относительно оси вала, а упругие элементы изгибаются. При этом каждая пара стержней б, расположенная вдоль направления смещения оси, образует меха- 15 низм упругого параллелограмма. Вследствие этого ось оправки при ее смещении остается параллельной самой себе. При смещениях оправки относительно вала, обеспечивающих самоцентрирование кругов с реальными вели- 20 чинами дисбаланса, стержни не касаются стенок отверстий 8, и жесткость стержневых упругих элементов остается наименьшей и постоянной.

При отрыве части круга оправка смещает- 25 ся относительно своего установившегося положения под действием центробежной силы от оставшейся на оправке части круга. При смещениях, превышающих пределы, предусмотренные для самоцентрирования круга, 30 стержни начинают касаться стенок отверстий

8, имеющих такую форму, что по мере увеличения смещения оправки точка касания стержней с отверстием приближается к их резьбовым концам 9, закрепленным в оправ- 35 ке.

При этом рабочая длина стержней, определяемая длиной стержня между точкой каса ния его со стенкой отверстия и заделкой в оправку, уменьшается, а жесткость упругих 40 элементов при этом возрастает по кубической параболе. К моменту выбора зазора точка касания стержня с отверстием вплотную приближается к резьбовому концу 9 стержня 6.

При этом рабочая длина стержня становится 45 минимальной, а жесткость — наибольшей и соизмеримой с жесткостью конца вала 1, слу>кащего упором. Происходит сравнительно плавное соударение оправки 4 с валом.

В дальнейшем центробежное усилие от оставшейся части круга вплоть до ее окончательного отделения от оправки полностью воспринимается валом.

Полость между валом и оправкой герметизируется от попадания частиц абразива резиновой прокладкой 10.

Стержневые упругие элементы закреплены в отверстиях 8 переменного поперечного сечения с помощью штифтов 11.

При работе шпинделя усилия, действующие на опоры, невелики за счет явления самоцентрирования круга с оправкой.

Ввиду низкой критической скорости вращения круга и оправки на упругих элементах не возникает значительных динамических нагрузок и при разгоне шпинделя.

Предмет изобретения

1. Шпиндель станка для испытания абразивных кругов на прочность путем вращения, содержащий вал на жестких подшипниковых опорах, отличающийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок, действующих на опоры вала, он снабжен установленной с зазором относительно вала оправкой для крепления испытываемого круга, упругими элементами нелинейной жесткости, соединяющими вал с оправкой, жестким упором, ограничивающим радиальное смещение оправки, устройством для передачи крутящего момента от вала к оправке, допускающим их относительное радиальное смещение, жесткость вала выбрана из условия существенного превращения его критической скоростью скорости вращения шпинделя, а жесткость упругих элементов выбрана из условия обеспечения критической скорости оправки с кругом существенно ниже скорости вращения шпинделя.

2. Шпиндель по п. 1, отличающийся тем, что оправка выполнена в виде стакана и установлена относительно вала с зазором, равным максимально допускаемому смещению оправки с кругом относительно вала.

3. Шпиндель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде круглых стержней.

386318

Составитель Б. Сачек

Редактор М. Макарова

Техред Л. Богданова

Корректоры: Е. Михеева и М. Лейзерман

Заказ 2445/9 Изд. № 1636 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2