JPH0545239U - Preloading device for high-speed rotating spindle bearings - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転機の高速回転スピンドル軸受の予圧力を
最適に制御し、低速域の重切削から高速域の切削加工ま
で十分な加工能力が得られ、スピンドルに生ずる振動を
も迅速に減衰させることの可能な軸受の予圧力調整装置
を提供する。 【構成】 スピンドルの軸方向一方の軸受を軸受ハウジ
ングに収容し、この軸受ハウジングの軸方向外側に、吸
引力の制御可能な電磁石を設けて吸引力を予圧力として
軸方向に適用する。 (57) [Abstract] [Purpose] The preload of the high-speed rotating spindle bearing of the rotating machine is optimally controlled, and sufficient machining ability is obtained from heavy cutting in the low speed range to cutting in the high speed range, and the vibration generated in the spindle is suppressed. A preload adjusting device for a bearing capable of rapidly damping is also provided. [Structure] One axial bearing of a spindle is housed in a bearing housing, and an electromagnet whose suction force is controllable is provided on the outside of this bearing housing in the axial direction to apply the suction force as a preload in the axial direction.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は一般に回転機に関し、より具体的には、旋盤、研削盤などの工作機 械、圧延機、高速輪転機、タ−ボブロワなど高速回転される回転機のスピンドル 軸受の予圧装置に関する。 The present invention generally relates to a rotating machine, and more specifically, to a preload device for a spindle bearing of a rotating machine such as a machine tool such as a lathe and a grinder, a rolling machine, a high speed rotary press, and a turbo blower.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

従来、高速回転される回転機用スピンドルは、一般にスピンドルの高速回転時 における振動防止のためにスピンドルの軸受に対し、軸方向の一方からコイルば ね又は皿ばねにより予圧を与え押圧するようにしていた。 Conventionally, a spindle for a rotating machine that is rotated at a high speed is generally designed to be preloaded by a coil spring or a disc spring from one side in the axial direction against the bearing of the spindle in order to prevent vibration during high-speed rotation of the spindle. It was

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上記の軸受予圧力は、高速回転用に設定されているために、例えば工作機械で 低速域で重切削加工を行なう場合に、スピンドルの軸受に対する予圧力が不足し て剛性不足となり、工作機械のスピンドル部に微小な歪みが生じ十分な精度の切 削加工能力が得られないという問題があり、また工作機械の刃物などが被加工物 （ワ−ク）に接触した時の振動、あるいは回転体の不釣合いや共振による振動の 減衰が遅いという欠点があり改善が要望されていた。 Since the above bearing preload is set for high-speed rotation, when performing heavy cutting in a low speed range on a machine tool, for example, the preload on the bearing of the spindle becomes insufficient, resulting in insufficient rigidity and There is a problem that a minute distortion occurs in the spindle part and sufficient cutting performance cannot be obtained. In addition, there is vibration when a tool or the like of a machine tool contacts a work (work) or a rotating body. There is a drawback that the vibration is slow to be damped due to imbalance and resonance, and improvement has been demanded.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案では、スピンドルの軸受に予圧力を与える手段として、従来のばね力に 代えて、制御可能な電磁石の吸引力を適用するようにして課題を解決した。 The present invention has solved the problem by applying a controllable attraction force of an electromagnet instead of a conventional spring force as a means for applying a preload to a bearing of a spindle.

【０００５】[0005]

【作用】[Action]

スピンドルの軸受ハウジングに固定されたディスクに電磁石を対向させ、電磁 石のコイルに流れる電流を変化させると、電磁石が前記ディスクに及ぼす電磁吸 引力が制御され、例えば、低速域での重切削や高速回転に応じた軸受予圧力を与 えてスピンドル部の剛性を適度にしたり、回転体の不釣合いや共振による振動を 減衰する時間を短縮するのに適した減衰特性を得ることができる。 When the electromagnet is opposed to the disk fixed to the bearing housing of the spindle and the current flowing in the coil of the electromagnetic stone is changed, the electromagnetic attraction force exerted on the disk by the electromagnet is controlled, and for example, heavy cutting in the low speed range and high speed. It is possible to obtain a damping characteristic suitable for imparting a bearing preload according to rotation to make the rigidity of the spindle proper, and shortening a time for damping vibration due to imbalance or resonance of the rotating body.

【０００６】[0006]

【実施例】【Example】

図１は、本考案による軸受の予圧装置の１実施例を示すスピンドルの縦断正面 図である。 スピンドル１を支持する左右両側の軸受２の中、右側のフレームキャップ３側 には軸受を収容するためのハウジング４が設けられ、ハウジング４の軸線方向外 方端部４ａに、リング状ディスク５をボルト締め又はねじ込みなどで固定的に結 合し、リング状ディスク５の軸方向外端面にリング状突起５ａが形成され、対向 するフレームキャップ３の内表面３ａにリング状溝３ｂを設け、このリング状溝 ３ｂにコイル６を埋設し、フレームキャップ３を鉄心とし、フレームキャップ３ とコイル６とで電磁石７を形成する。 上述の構造を有するスピンドル軸受の予圧装置９の作用を説明する。 図示されていない外部の電流調整器によりコイル６に流れる電流を調整すると 電磁石７のディスク５に対する電磁吸引力は変化し、ハウジング４とともに軸受 ２を図で右方へ引張る予圧力Ｐが、図２に示すように、回転数ｎに対し実線のよ うに自在に変化（点線は従来の方式のもの）して、高速回転でも低速回転でも最 適の予圧力を与えられるためスピンドル１の剛性が最適化できる。また、減衰特 性を調整することにより、切削刃物が被加工物に接触した時の回転体の不釣合い や共振による振巾ａの減衰時間ｔを、図３の実線で示すように、点線で示した従 来方式の予圧装置によるよりも短縮できる。 FIG. 1 is a vertical sectional front view of a spindle showing an embodiment of a bearing preload device according to the present invention. A housing 4 for accommodating the bearing is provided on the right side of the frame cap 3 side among the bearings 2 on both the left and right sides that support the spindle 1, and a ring-shaped disc 5 is attached to the axially outer end 4a of the housing 4. It is fixedly connected by bolting or screwing, a ring-shaped projection 5a is formed on the axially outer end surface of the ring-shaped disc 5, and a ring-shaped groove 3b is provided on the inner surface 3a of the opposing frame cap 3, and this ring is formed. The coil 6 is embedded in the groove 3b, the frame cap 3 serves as an iron core, and the frame cap 3 and the coil 6 form an electromagnet 7. The operation of the preloading device 9 for the spindle bearing having the above structure will be described. When the current flowing through the coil 6 is adjusted by an external current regulator (not shown), the electromagnetic attraction force of the electromagnet 7 to the disk 5 changes, and the preload P for pulling the bearing 2 together with the housing 4 to the right in the figure is As shown in Fig. 3, the rigidity of the spindle 1 is optimized because it can be freely changed like the solid line with respect to the rotation speed n (the dotted line is the conventional method) to give the optimum preload at high speed and low speed rotation. Can be converted. In addition, by adjusting the damping characteristics, the damping time t of the amplitude a due to imbalance and resonance of the rotating body when the cutting tool comes into contact with the workpiece is indicated by the dotted line, as shown by the solid line in FIG. It can be shorter than with the conventional preloader shown.

【０００７】[0007]

【考案の効果】[Effect of the device]

上記のように電磁石の吸引力を制御することにより、軸受の予圧力を調整でき るので、例えば、低速機の重切削から高速機の切削加工まで、スピンドルの加工 能力を十分に発揮することができると共に、スピンドルに生ずる不要振動の減衰 効果を高めて低振動スピンドルを得ることができる。 By controlling the attractive force of the electromagnet as described above, the preload of the bearing can be adjusted, so that the spindle's machining ability can be fully exerted, for example, from heavy cutting of low speed machines to cutting of high speed machines. In addition, it is possible to obtain a low-vibration spindle by enhancing the effect of damping unnecessary vibrations generated in the spindle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案による軸受の予圧装置を備えたえたスピ
ンドルの１実施例を示す縦断正面図である。FIG. 1 is a vertical sectional front view showing an embodiment of a spindle equipped with a bearing preload device according to the present invention.

【図２】本考案による軸受の予圧装置及び従来の予圧装
置による電磁石の吸引力（予圧力）とスピンドルの回転
数との関係を示す特性曲線図である。FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the attraction force (preload) of an electromagnet and the rotational speed of a spindle in a bearing preload device according to the present invention and a conventional preload device.

【図３】本考案による軸受の予圧装置及び従来の予圧装
置によるスピンドルの振動の減衰特性曲線である。FIG. 3 is a vibration damping characteristic curve of a spindle according to a bearing preloading device according to the present invention and a conventional preloading device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ スピンドル ２ 軸受 ３ フレ−ムキャップ ３ａ フレームキャップの内表面 ３ｂ フレームキャップの溝 ４ 軸受ハウジング ４ａ軸受ハウジング４の軸線方向外方端部 ５ リング状ディスク、 ５ａ リング状ディスクの軸方向外端面のリング状突起 ６ コイル ７ 電磁石 ８ ケ−シング ９ 予圧装置 Ｐ 予圧力 1 spindle 2 bearing 3 frame cap 3a inner surface of frame cap 3b groove of frame cap 4 bearing housing 4a axially outer end of bearing housing 5 ring-shaped disc, 5a ring-shaped outer axial end face of ring-shaped disc Protrusion 6 Coil 7 Electromagnet 8 Casing 9 Preload device P Preload

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 軸線方向の左右両側で軸受（２、２）に
より支持される回転機の高速回転スピンドル軸受の予圧
装置において、前記軸受の一方が、制御可能な軸受予圧
手段として電磁吸引力を有する電磁石（７）を備えてい
ることを特徴とする高速回転スピンドル軸受の予圧装
置。1. A preload device for a high-speed rotating spindle bearing of a rotating machine, which is supported by bearings (2, 2) on both left and right sides in an axial direction, wherein one of the bearings uses an electromagnetic attraction force as controllable bearing preload means. A preload device for a high-speed rotating spindle bearing, which is provided with an electromagnet (7). 【請求項２】 請求項１記載のスピンドル軸受の予圧装
置において、前記回転機の高速回転スピンドル（１）
は、軸線方向の左右両側で軸受（２、２）により支持さ
れ、前記軸受の一方は軸受ハウジング（４）に支持され
て、高速回転スピンドルケ−シング（８）に収容される
構造のものであって、 前記予圧装置（９）は、前記軸受の一方を支持する軸受
ハウジング（４）と；この軸受ハウジング（４）の軸線
方向外方端部に当接してボルト締め又はねじ込みなどで
固定的に結合され、軸方向外側面の半径方向外方端に軸
方向外側に突出するリング状突起（５ａ）を有するリン
グ状ディスク（５）と；このリング状ディスク（５）を
内部に収容し前記高速回転スピンドルケ−シング（８）
の軸方向端面に結合され、前記リング状ディスク（５）
のリング状突起（５ａ）の軸方向外端面に対向する位置
にリング状溝（３ｂ）が設けられたフレームキャップ
（３）と、前記リング状溝（３ｂ）に埋設されたコイル
（６）とを有し、鉄心としての前記フレームキャップ
（３）と前記コイル（６）により電磁石（７）が形成さ
れ、リング状ディスク（５）と電磁石（７）とが制御可
能な軸受予圧手段を形成することを特徴とする高速回転
スピンドル軸受の予圧装置。2. A preloading device for a spindle bearing according to claim 1, wherein the high-speed rotating spindle (1) of the rotating machine.
Is supported by bearings (2, 2) on both left and right sides in the axial direction, and one of the bearings is supported by a bearing housing (4) and accommodated in a high-speed rotary spindle casing (8). The preload device (9) includes a bearing housing (4) that supports one of the bearings; and abuts on an axially outer end of the bearing housing (4) and is fixed by bolting or screwing. And a ring-shaped disc (5) having a ring-shaped projection (5a) protruding outward in the axial direction at the radially outer end of the outer surface in the axial direction; High-speed rotating spindle casing (8)
The ring-shaped disc (5) coupled to the axial end face of the
A frame cap (3) having a ring-shaped groove (3b) at a position facing the axially outer end surface of the ring-shaped protrusion (5a), and a coil (6) embedded in the ring-shaped groove (3b). And an electromagnet (7) is formed by the frame cap (3) as an iron core and the coil (6), and the ring-shaped disk (5) and the electromagnet (7) form a controllable bearing preloading means. A preload device for a high-speed rotating spindle bearing, which is characterized in that