Шпиндель токарного станка - это пустотелый, многоступенчатый вал, изготовленный из качественной стали и термически обработанный. Шпиндели, которые устанавливают на токарные станки с ЧПУ, является одним из наиболее ответственных узлов оборудования. От его прочности, жесткости и точности установки зависит производительность станка и точность обработки деталей. Опоры токарных шпинделей - подшипники качения и скольжения, должны воспринимать радиальную и осевую нагрузку от сил резания. Особо точно и надежно выполняют переднюю опору шпинделя, так как она воспринимает основную долю нагрузки и передает непосредственно на обрабатываемую деталь все погрешности своего монтажа. В качестве передней опоры шпинделей токарных станков часто применяют двухрядный радиальный роликовый подшипник в коническим отверстием внутреннего кольца серии 3182100, воспринимающий радиальную нагрузку. Этот подшипник имеет большую работоспособность, жесткость, возможность регулирования радиального зазора, высокую быстроходность. Для восприятия осевых нагрузок в передней опоре могут устанавливаться радиально-упорные или упорные подшипники. В задней опоре шпинделей устанавливают разные типы подшипников в зависимости от конструкции передней опоры. В ряде крупных токарных станков устанавливают третью шпиндельную опору. Все перечисленные элементы составляют шпиндельные узлы токарных станков.
Подшипники скольжения в опорах шпинделей применяют в высокоточных и тяжелых токарных станках. Получают распространение подшипники скольжения - многоклиновые гидродинамические и гидростатические.
Конструкция шпинделя и его опор токарно-винторезного станка 1К62 показана на рис. 1. Как видно из рисунка, шпиндель 1 многоступенчатый и имеет внутреннее отверстие. В передней опоре на конической шейке с конусностью 1:12 установлен радиальный роликовый подшипник 3 серии 3182100. Регулирование радиального зазора в подшипнике производят гайкой 5 через кольцо 4. Внутреннее кольцо натягивается на коническую шейку и деформируется. Тем самым устраняется зазор между роликами и кольцами подшипника. Пружинное кольцо 12 предохраняет наружное кольцо подшипника от перемещения. Крышка 2 является уплотняющей. Таким образом, передняя опора воспринимает только радиальные нагрузки.
В задней опоре в стакане 10 смонтированы два шариковых радиально-упорных подшипника 9, которые кроме радиальных нагрузок воспринимают осевые в обоих направлениях. Регулирование подшипников производят гайками 8 и 11. Вращение шпинделя осуществляется через блок зубчатых колес 6. С зубчатого колеса 7 вращательное движение передается на механизм подач. Для опор предусмотрена циркуляционная смазка подшипников, для этого имеются соответствующие отверстия.
Рис. 1. Шпиндель токарно-винторезного станка 1К62
Конструкция шпинделя высокоточного токарно-винторезного станка 1В616 показана на рис. 2. В опорах шпинделя 1 установлены гидродинамические подшипники скольжения 4 и 10 типа ЛОН-58. В этих подшипниках на основании 4в на упругих ножках 4б находятся опорные сегменты 4а. Опорные сегменты 4а благодаря упругим ножкам имеют возможность самоустанавливаться в направлении вращения шпинделя и вдоль оси, что позволяет избежать увеличения кромочных давлений при несоосности рабочих поверхностей. Регулирование радиального зазора осуществляют упругим сжатием по торцам гайками 5 и 12 оснований, имеющих форму арки. Опорные сегменты работают в масле. Осевые усилия воспринимаются упорными подшипниками 2 и 6. Крышка 3 является опорой подшипника 2. Крышка 9 и кольцо 11 удерживают подшипник 10 от осевого смещения. Шкиву 8 сообщается вращения от коробки скоростей, находящейся отдельно в станине токарного станка. Посредством зубчатой муфты 7 можно снимать вращение непосредственно со шкива на шпиндель.
Рис. 2. Шпиндель токарно-винторезного станка 1В616
Конструкция регулируемых подшипников скольжения показана на рис. 3. Регулирование радиального зазора между вкладышем 2 и валом 5 у подшипника цилиндрической шейки вала (рис. 3, а) производят вращением гаек 1 и 4, навернутых на корпус 3. У подшипника для конической шейки (рис. 3, б) регулирование зазора между валом 4 и корпусом подшипника 2 производят вращением гаек 1 и 3.
Рис. 3. Регулируемые подшипники скольжения
