Шпиндельные узлы с гидростатическими опорами

Для высокоточного скоростного тяжелого токарного станка с микропроцессорным УЧПУ создан ШУ с гидростатическими опорами. Шпиндель 1 (рис. 2.9) установлен в гидростатических подшипниках длиной, равной 0,7 от диаметра шейки. Передняя опора 9 — радиально-упорный подшипник, задняя опора 4 — радиальный подшипник; оба выполнены из бронзы и расположены в корпусе 5 с диаметральным зазором 10... 20 мкм. К корпусу 5 прикреплен бронзовый цилиндр б, который вместе с вращающимся поршнем 7 образует гидроцилиндр. Последний осуществляет силовое замыкание и разгрузку упорного подшипника 77.

Входные сопротивления всех карманов подшипников образованы капиллярными канавками треугольного сечения. При действии на шпиндель осевой нагрузки Р0 давление в кармане подшипника 11 и полости гидравлического регулятора 13 падает, при этом возрастает давление в полости цилиндра 6. Во фланцах 3 и 10 имеются бесконтактные гравитационные уплотнения шпиндельных опор. С карманом подшипника 77, разгружаемым от осевой нагрузки jP0, связан электроконтактный манометр 75, который показывает величину этой нагрузки. При отклонении давления в кармане подшипника 77 от заданного уровня манометр дает команду на отключение станка.

ШУ работает в скоростном диапазоне частот вращения от поликлинового ремня 2, а в силовом (тихоходном) — от приводного зубчатого колеса 8. Масло охлаждается холодильной машиной 12. В качестве холодильного агента используется «Хладон-12», который с помощью термореле поддерживает в баке 14 температуру масла с точностью ±1,5 °С.

Недостатки гидростатических опор: необходимость применения циркуляционной смазки, тщательная фильтрация масла, периодический контроль состояния ШУ, охлаждение рабочей жидкости вследствие значительного тепловыделения (особенно в быстроходных ШУ), значительные потери мощности при вращении шпинделя на холостом ходу.