CZ2010587A3

CZ2010587A3 - Uložení rychlobežného vretene

Info

Publication number: CZ2010587A3
Application number: CZ20100587A
Authority: CZ
Inventors: Brejcha@Karel; Kubícek@Jirí
Original assignee: ŠKODA MACHINE TOOL a.s.
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-09-14
Also published as: CZ302704B6

Abstract

Vynálezem je uložení rychlobežného vretene (1) ve vreteníku (3) vhodné zejména pro obrábecí stroj. Vreteno (1) je opatreno ložisky (L1) a (L2), jejichž vnitrní kroužky (L1a) a (L2a) jsou rozepreny vnitrní rourou (4) a vnejší kroužky (L1b) a (L2b) jsou uloženy v pouzdre (2). Vnejší kroužky (L1b) a (L2b) jsou rozepreny vnitrním osazením (21) vytvoreným v pouzdre (2). Pouzdro (2) je pevne uloženo ve vreteníku (3).

Description

Uložení rychloběžného vřetene

Oblast techniky

Vynálezem je uložení rychloběžného vřetene ve vřeteníku vhodné zejména pro obráběcí stroj.

Dosavadní stav techniky

Doposud známá uložení rychloběžného vřetene ve vřeteníku obráběcího stroje spočívalo v běžném uložení ve dvou skupinách valivých ložisek. Se zvyšujícími se otáčkami vřeten, přestalo takové přímé uložení vřetene ve vřeteníku vyhovovat. Zejména proto, že se zvyšujícími se otáčkami vřetene se zvyšovala teplota odvislá od valivého tření valivých ložisek. Odvod tepla z vřetene do vřeteníku je problematický, protože je omezen možnostmi valivých ložisek, které jsou současně i zdrojem tepla. Pro uložení vřeten obráběcích strojů se užívají kuličková ložiska s kosoúhlým stykem. Ve vřeteníku jsou vnější kroužky valivých ložisek rozepřeny vnější rourou uloženou ve vřeteníku a vnitřní kroužky jsou rozepřeny vnitřní rourou. Vnější kroužky valivých ložisek jsou z vnějšku vymezeny osazením ve vřeteníku a čelem vřeteníku a z vnitřní strany jsou rozepřeny vnější rourou. Vnitřní ložiskové kroužky jsou rozepřeny vnitřní rourou. Vnější roura je teplejší než vnitřní roura a proto dochází k rozdílné dilataci obou rour. Oteplením ložisek se převádí teplo do vnější roury, která tepelnou dilataci posouvá vnější ložiskové kroužky ve vřetenu. Rozdílným posunutím vnitřních a vnějších kroužků dochází ke zvyšování tlaku na kuličky valivých ložisek, což má za následek vzniku dodatečného zdroje tepla.

Z toho důvodu se přistoupilo na chlazení vnější rozpěmé trubky, které se pro větší rozměr jevilo jako vhodné pro odvod tepla. K tomu účelu se vnější trubka na vnějším průměru přilehajícím k vnitřnímu průměru vřeteníku opatřila kanálky ve šroubovici. Na jednom konci se do kanálku přiváděl chladicí olej, který se na opačném konci odváděl. Ochlazováním se omezuje její dilatace teplem a zmenšuje se tlak na kuličky ložisek. Nevýhodou tohoto uspořádání je, že i když se vnější trubka zkracuje, předpětí mezi ložisky se sníží až po axiálním posunutí vnějších kroužků vlivem rozkladu sil na kuličce ložiska. Problém nastává v případě, že vůle mezi vnějšími kroužky ložiska a vřeteníkem se vyčerpá dříve, než se vnější kroužek vlivem vnitřních sil v ložisku posune.

V tomto případě vnější kroužek ve vřeteníku uvízne a neposune se. Vnitřní síly v ložisku v ložisku dále narůstají a s nimi i teplota, což může mít za následek destrukci ložisek. Takovéto uspořádání svojí konstrukcí nedovolilo dlouhodobé zvýšení otáček vřetene.

Podstata vynálezu

Uložení podle tohoto vynálezu rychloběžného vřetene ve vřeteníku je vhodné zejména pro obráběcí stroj, kupříkladu horizontální vyvrtávačku. Vřeteno je opatřeno ložisky s kosoúhlým stykem, jejichž vnitřní kroužky jsou rozepřeny rourou a vnější kroužky jsou uloženy v pouzdře. Vnější kroužky jsou rozepřeny vnitřním osazením vytvořeným v pouzdře, ve kterém jsou uloženy. Pouzdro je pevně uloženo ve vřeteníku. Takovéto uložení přesně definuje vzájemnou polohu obou ložisek a zajišťuje dokonalejší sdílení tepla mezi vřetenem a vřeteníkem. Pří zvýšení teploty dochází k prodloužení pouzdra, a tím i k posunu vnějších kroužků ložisek oproti vnitřním kroužkům. Při snížení teploty, kdy dochází ke zpětnému pohybu pouzdra, dochází současně i k nucenému posunutí vnějších kroužků ložisek, které jsou ve vnější rozpěrné trubce uloženy za současného uvolnění tlaku obou kroužků na kuličky ložiska.

Pokud je pouzdro na vnější ploše opatřeno chladicími kanálky, které propojují přívod a odvod chladicí kapaliny vytvořené ve vřetenu. Dochází jednak k chlazení pouzdra a současně k chlazení ložisek. Rovněž mohou být chladicí kanálky vytvořeny ve vřetenu a to na vnitřním průměru přilehajícím k vnějšímu průměru pouzdra. Síla zpětného posunutí není proto vyvozena rozkladem sil na kuličce, ale zkracováním vnější roury zapříčiněným jejím ochlazováním. Chladicí médium, kterým je zpravidla olej, odvádí teplo jednak z pouzdra, ale částečně i z vnějších kroužků ložisek a přispívá jak k omezení teploty cá do 6Q^bC. Při optimálním provozuje možné chlazením regulovat předpětí v ložiscích, což zvyšuje přesnost a spolehlivost uložení. Takové

dimenzovány na kompenzaci tepelných dilatací.

Popis obrázku na výkresu

Na přiloženém výkresu je znázorněno uložení rychloběžného vřetene podle vynálezu v podélném řezu.

Popis příkladného provedení

Uložení rychloběžného vřetene j_ ve vřeteníku 3 je vhodné zejména pro obráběcí stroj, kupříkladu vodorovnou vyvrtávačku. Vřeteno 1 je opatřeno ložisky LI a L2, jejichž vnitřní kroužky Lla a L2a jsou rozepřeny vnitřní rourou

4. Vnější kroužky Lib a L2b jsou uloženy v pouzdře 2 a jsou rozepřeny vnitřním osazením 21 vytvořeným v pouzdře 2. Vnitřní kroužky Lla a L2a jsou z jedné strany drženy čelem 11 a z druhé strany objímkou 6 spolu s přítlačným ústrojím 5 upevněným na vřetenu L Mezi ložisky LI a L2 a vnitřní rourou Ύ spolu s osazením 21 pouzdra 2 jsou včleněny mazací kroužky 7. Přívod maziva pro ložiska LI a L2 do mazacích kroužků 7 není pro jednoduchost znázorněn. Pouzdro 2 je pevně uloženo ve vřeteníku 3. Pouzdro 2 je na vnější ploše opatřeno chladicími kanálky K, které propojují přívod P a odvod O chladicí kapaliny vytvořené ve vřetenu £. V tomto provedení jsou tři soustavy kanálků Kak nim trojice příslušným přívodů P a odvodů O. Tyto lze vhodným způsobem provozně kombinovat a regulovat tím teplotu pouzdra 2.

Při provozním otáčení vřetene 1 ve vřeteníku 3, spolu se zvyšujícími se otáčkami a dobou provozu, se postupně zvyšuje teplota jednotlivých částí, a to nerovnoměrně. Teplota pouzdra 2 postupně převýší teplotu vnitřní roury 4. Proudícím olejem přes přívody P a odvody O se udržuje teplota pouzdra 2 na požadované úrovni a tím je zaručeno optimální předpětí ložisek LI a L2.a tím jejích spolehlivý chod.

Claims

Patentové nároky

1. Uložení rychloběžného vřetene (1) ve vřeteníku (3) vhodné zejména pro obráběcí stroj, jehož vřeteno (1) je opatřeno ložisky (Ll) a (L2), jejíchž vnitřní kroužky (LIa) a (L2a) jsou rozepřeny vnitřní rourou (4), vyznačující se tím, že vnější kroužky (Lib) a (L2b) jsou uloženy v pouzdře (2), přičemž vnější kroužky (Lib) a (L2b) jsou rozepřeny vnitřním osazením (21) vytvořeným v pouzdře (2), přičemž pouzdro (2) je pevně uloženo ve vřeteníku (3).
2. Uložení rychloběžného vřetene podle nároku 1, vyznačující se tím, že pouzdro (2) je na vnější ploše opatřeno chladicími kanálky (K), které propojují přívod (P) a odvod (O) chladicí kapaliny vytvořené ve vřeteníku (3).
3. Uložení rychloběžného vřetene podle nároku 1, vyznačující se tím, že vřeteník (3) je na vnitřní ploše přilehající k pouzdru (2) opatřeno chladicími kanálky (K), které propojují přívod (P) a odvod (O) chladicí kapaliny vytvořené ve vřeteníku (3).