Контроль и балансировка шпинделей

Все шпиндели быстроходных станков проходят ба­лансировку в собранном виде. Качество обрабатываемых на станке деталей во многом зависит от стабильности положения шпинделя в станке и плавности его вращения. Погрешности изготовления и монтажа шпинделя, а также неодинаковая плотность металла, из которого он сделан, приводят к неуравновешенности шпин­деля, что при эксплуатации станка может вызвать вибрации. Они снижают стойкость режущего инструмента, качество обработанной поверхности, вызывают усиленное изнашивание опор шпинделя и в ряде случаев вынуждают либо сильно снижать режимы резания, что ведет к понижению производительности, либо вообще прекращать работу.

Неуравновешенность может быть статической, когда не совпа­дает центр тяжести детали с осью вращения (она вызывает только центробежную силу), и динамической, когда действие неуравнове­шенных масс вызывает появление пары сил и центробежных моментов инерции, не равных нулю.

Для устранения неуравновешенности детали проходят балан­сировку. В соответствии с двумя видами неуравновешенности су­ществуют и два вида балансировок — статическая и динамическая.

Статическую балансировку применяют обычно для деталей, у которых отношение L/D мало (маховики, диски, зубчатые ко­леса), так как влияние динамической неуравновешенности у них невелико. Балансировку производят на оправке с надетой на нее деталью, свободно перемещающейся на двух параллельных ножах или роликах под действием статического момента. Таким образом определяется радиальное направление приложения уравновеши­вающего груза.

У шпинделя станков L/D > 1. Так как на шпиндель мон­тируют ряд деталей (зубчатые колеса, кольца-гайки, подшипники, втулки, фланцы), то для него характерны оба вида неуравновешен­ности, поэтому его подвергают динамической балансировке в сборе, которая устраняет оба вида неуравновешенности. Динамическую балансировку производят на специальных балансировочных станках. Неуравновешенность устраняют высверливанием металла в заданных местах баланси­руемой детали или узла в сборе с помощью двух специальных сверлильных головок, встроенных в балансировочный станок.

Точность изготовления шпинделя проверяют в определенной последовательности: сначала определяют правильность формы поверхностей, затем их геометрические размеры и потом уже их положения. Такая последовательность необходима для того, чтобы можно было путем исключения погрешностей измерять с наибольшей точностью тот параметр, который необходимо проверить.

Измерительными базами при проверке шпинделя обычно яв­ляются поверхности его опорных шеек, которые будучи его основными базами определяют положение всех остальных поверхностей при работе шпинделя в станке. Поэтому при проверке шпиндель устанавливают опорными шейками с упором в один торец на призмы контрольной плиты или специальных контрольных уст­ройств. Одна из призм — обычно регулируемая по высоте.

Правильность геометрической формы проверяют в нескольких сечениях, перпендикулярных к оси шпинделя: овальность и конусообразность — с помощью скоб с отсчетным устройством, а круглость — с помощью кругломера.

Отклонение образующей цилиндрической поверхности от пря­молинейности проверяют индикатором, наконечник которого пере­мещается по образующей поверхности параллельно оси шпин­деля. По разности наибольшего и наименьшего показаний судят об отклонении от параллельности.

Диаметральные размеры в зависимости от степени точности и их значения проверяют скобами с отсчетным устройством СР, а также микрометром (цена деления 0,01 мм).

Затем контролируют правильность положения поверхностей относительно оси вращения шпинделя. Отклонение от соосности контролируемой поверхности с осью вращения шпинделя прове­ряют индикаторами, вращая шпиндель вокруг оси. Такую про верку необходимо производить в двух крайних сечениях контро­лируемой поверхности.

Особое внимание уделяется контролю соосности исполнитель­ных поверхностей с осью вращения шпинделя. Метод проверки зависит от конструкции шпинделя.

Билет №22