Пристрій для визначення жорсткості шпиндельного вузла

Пропонована конструкція вимірювального пристрою [1] належить до галузі машинобудування і може бути використана для визначення жорсткості вузлів шпинделів токарно-гвинторізних верстатів, а також для визначення жорсткості системи «Верстат-пристосування-інструмент-деталь» (далі — ВПІД) при випробуваннях і налагодженні металорізальних верстатів.

Задачею цього технічного рішення є удосконалення конструкції пристрою для вимірювання жорсткості шпиндельного вузла верстата за рахунок того, що в шпинделі верстата встановлено оправку, що імітує оброблювану деталь, на якій встановлено калібровані втулки, і підшипниковий вузол. Вимірювальну скобу закріплено на корпусі підшипникового вузла. При цьому корпус підшипникового вузла виконано з діаметральним пазом і оснащено стопорним пристроєм, стопор якого розміщено в діаметральному пазу з можливістю радіального переміщення підшипникового вузла і оправки щодо початкової осі шпинделя. Це дозволяє розширити технологічні можливості пристрою і забезпечити можливість виконання вимірів деформацій вузла шпинделя верстата, який обертається.

08_Statya_05-01

Згідно з пропонованою конструкцією вимірювального пристрою, в шпинделі верстата встановлено оправку, яка імітує оброблювану деталь, на якій встановлено калібровані втулки, і підшипниковий вузол. Вимірювальну скобу закріплено на корпусі підшипникового вузла. При цьому корпус підшипникового вузла виконано з діаметральним пазом і оснащено стопорним пристроєм, стопор якого розміщено в діаметральному пазу з можливістю радіального переміщення підшипникового вузла і оправки щодо початкової осі шпинделя.

08_Statya_05-02

Для підвищення надійності роботи пристрою і збереження його первинної точності протягом тривалого терміну експлуатації стопор стопорного пристрою виконано у вигляді гвинта з ковзаючою шпонкою, яка розміщена в діаметральному пазу корпусу підшипникового вузла пристрою.

Для отримання достовірних і стабільних даних при таруванні вимірювальної скоби і при проведенні вимірювань жорсткості вузла шпинделя, вимірювальну скобу пристрою зафіксовано у фрезерному пазу корпусу підшипникового вузла за допомогою штифтів і закріплено гвинтом, а передній кінець гвинта навантаження оснащено кулькою, яка під час навантаження вимірювальної скоби розташовується у сферичному заглибленні на поверхні скоби з боку гвинта навантаження, радіус закруглення якого повинен бути не менше, ніж радіус кульки.

Для підвищення точності вимірювань підшипниковий вузол пристрою виконано зі сферичним дворядним підшипником.

Конструкція пристрою пояснюється схемами, де на рис. 1 представлено його фронтальну проекцію, на рис. 2 — переріз Б-Б на рис. 1, на рис. 3 — вид А на рис. 1, на рис. 4 — переріз В-В на рис. 1, на рис. 5 — вид Г на рис. 2, на рис. 6 — вид Д на рис. 2.
08_Statya_05-04Пропонований пристрій тарирували на універсальній випробувальній машині УММ-20. Машина є контрольно-вимірювальним приладом і призначена для статичних випробувань зразків на розтягування, стиснення, вигин і щільний загин. Точність результатів вимірювань установки характеризується середніми відхиленнями вимірювань, що знімаються, від дійсних навантажень в межах ±1 %.

Установка складається з наступних вузлів:

1. Вузла власної машини — робочої частини.

2. Узла пульта управления, який містить силовимірювач (динамометр), насосну установку, що створює робоче зусилля і систему управління.
Як робоча рідина використовують мінеральні масла «Індустріальне — 30» ГОСТ 1707‑52, або суміш індустріального –45 з компресорним «М» ГОСТ 1861‑54 в пропорції 2:1 при в’язкості по Е 50°С = 4…6,5.

На пульті управління встановлений діаграмний апарат барабанного типу, який може викреслювати діаграму «Навантаження-деформація» випробовуваного зразка. Погрішність запису по навантаженнях ± 2 мм, по деформації ± 5 % від дійсної деформації, вираженої у відповідному масштабі.

У пульті управління силовимірювачем є динамометр маятникового гідравлічного типу, що має 4 діапазони вимірювань зусиль.

Прийняті діапазони вимірюваних зусиль виражені чотирма шкалами на циферблаті:

Шкала А — 0… 25 103 Н; Шкала Б — 0… 50 103 Н;

Шкала В — 0… 104 Н; Шкала Г — 0… 20 104 Н

08_Statya_05-03

Аралкина К. А.


Комментарии (0)