RU2043189C1 - Method and apparatus to assemble spindle joint - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: radial clearance of spindle shaft is compensated. For the purpose spindle body is fixed stationary in machine tool, value of axial clearance of spindle shaft is measured and according to the value of measurement they make additional tightening of bead of body, loading outer ring of radial-resting bearing. In the case, rolling of the bead is exercised by uniform loading it with axial effort from side of tool. Before the beginning of rolling process spindle shaft is shifted in respect to the body in axial direction to the place of body bead location by value of existing clearance. In process of rolling axial motion of the shaft in respect to the body is constantly measured. In the case application of axial effort of rolling is stopped in instant of cessation of the spindle shaft axial motion. Apparatus to realize the method has: die with cylindrical cavity to mount the body and canal to locate spindle shaft, deformation punch and measuring device made in the form of turning lever with leg of indicator and provided with device of preliminary choice of spindle shaft axial clearance, made in the form of additional cylindrical support; spring and adjusting screw. Cylindrical support is mounted in hole of die coaxially with cylindrical cavity and is capable for axial motion. It has flattened spot with exit in canal of die and leg of turning lever is inserted in cavity, formed by flattened spot plane and surface of hole. EFFECT: method and apparatus allow to restore nonseparable spindles. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сборке и может быть использовано для сборки высокоточных шпиндельных узлов. The invention relates to assembly and can be used to assemble high-precision spindle assemblies.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому способу относится способ сборки шпиндельного узла, при котором на вал шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с расположенной между ними распорной втулкой, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами подшипников, вводят вал с установленными на нем элементами в отверстие корпуса с уступом и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик, взаимодействующий с внешним кольцом подшипника [1]
Известно устройство для осуществления способа, содеpжащее блок с цилиндрической полостью для установки и закрепления корпуса шпинделя и каналом для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон [2]
К недостаткам указанного способа и инструмента для его осуществления следует отнести то, что невозможно контролировать величину осевой деформации завальцовываемого буртика корпуса шпиндельного узла, взаимодействующего с внешним кольцом подшипника. В результате радиально-упорные подшипники шпиндельного узла имеют чрезмерную величину осевого натяга. Это приводит к заклиниванию подшипников и снижению долговечности шпиндельного узла.The closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed method relates to a method of assembling a spindle assembly, in which angular contact bearings are pressed onto the spindle shaft with a spacer sleeve located between them, the ends of which interact with the outer rings of the bearings, a shaft with elements mounted on it into the hole of the housing with a ledge and carry out rolling of the housing, forming on its end face an annular collar interacting with the outer ring of the bearing [1]
A device for implementing the method, comprising a block with a cylindrical cavity for installing and securing the spindle housing and a channel for arranging the spindle shaft, deforming punch [2]
The disadvantages of this method and tool for its implementation include the fact that it is impossible to control the magnitude of the axial deformation of the rolling flange of the housing of the spindle assembly, interacting with the outer ring of the bearing. As a result, the angular contact bearings of the spindle assembly have an excessive amount of axial interference. This leads to jamming of the bearings and reduced durability of the spindle assembly.

Цель изобретения повышение долговечности собираемого шпиндельного узла за счет контроля деформации корпуса. The purpose of the invention is to increase the durability of the assembled spindle assembly by controlling the deformation of the housing.

Это достигается тем, что в известном способе сборки шпиндельного узла, при котором на вал шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с расположенной между ними распорной втулкой, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами подшипников, вводят вал с установленными на нем элементами в отверстие корпуса с уступом и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик, взаимодействующий с внешним кольцом подшипника, предварительно формируют кольцевой буртик с образованием осевого зазора между буртиком и внешним кольцом подшипника, смещают вал шпинделя с напрессованными на нем подшипниками и втулкой в направлении кольцевого буртика корпуса и окончательно завальцовывают буртик, непрерывно измеряя осевое перемещение вала, причем усилие завальцовки осуществляют равномерным нагружением буртика корпуса со стороны инструмента и прекращают ее в момент окончания осевого смещения вала. This is achieved by the fact that in the known method of assembling the spindle assembly, in which angular contact bearings are pressed onto the spindle shaft with a spacer sleeve located between them, the ends of which interact with the outer rings of the bearings, a shaft with elements installed on it is inserted into the housing bore with a step and carry out rolling of the housing, forming an annular bead at its end that interacts with the outer bearing ring, pre-form an annular bead with the formation of an axial clearance between the bead and the outer ring of the bearing, displace the spindle shaft with the bearings pressed on it and the sleeve in the direction of the annular flange of the housing and finally roll the flange, continuously measuring the axial movement of the shaft, and the rolling force is carried out by uniform loading of the flange of the housing from the tool side and stop it at the end of axial displacement shaft.

Это достигается и тем, что для осуществления способа используют устройство для сборки шпиндельного узла, содержащее блок с цилиндрической полостью для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон. Согласно изобретению оно снабжено механизмом определения требуемой величины осевой деформации завальцовываемого корпуса, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры, пружины, регулировочного винта и рычага с измерительным устройством на конце, при этом цилиндрическая опора, пружина и регулировочный винт последовательно установлены за шпиндельным каналом в отверстии блока, соосном с цилиндрической полостью блока и шпиндельным каналом, на опоре выполнена лыска, а плечо рычага введено в полость, образованную плоскостью лыски и поверхностью отверстия блока. This is achieved by the fact that for the implementation of the method, a device for assembling a spindle assembly is used, comprising a block with a cylindrical cavity for arranging the spindle shaft, a deforming punch. According to the invention, it is equipped with a mechanism for determining the required value of axial deformation of the rolling body, made in the form of an additional cylindrical support, spring, adjusting screw and lever with a measuring device at the end, while the cylindrical support, spring and adjusting screw are sequentially installed behind the spindle channel in the hole of the block, coaxial with the cylindrical cavity of the block and the spindle channel, the flat is made on the support, and the lever arm is inserted into the cavity formed by the bald plane and block and hole surface.

Такое выполнение способа и устройства для его осуществления обеспечивает контроль деформации буртика корпуса шпиндельного узла, взаимодействующего с внешним кольцом подшипника. В результате обеспечивается номинальная величина осевого натяга радиально упорных подшипников шпиндельного узла. Это исключает возможность заклинивания подшипников и повышает долговечность шпиндельного узла. This embodiment of the method and device for its implementation provides control of the deformation of the shoulder of the housing of the spindle assembly, interacting with the outer ring of the bearing. As a result, the nominal value of the axial interference of the angular contact bearings of the spindle assembly is ensured. This eliminates the possibility of seizing bearings and increases the durability of the spindle assembly.

Изобретение поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит блок 1 с цилиндрической полостью 2 для установки и закрепления корпуса шпинделя, и каналом 3 для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон 4. Устройство снабжено механизмом определения требуемой величины осевой деформации завальцовываемого корпуса, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры 5, пружины 6, регулировочного винта 7 и рычага 8 с измерительным устройством 9 на конце. При этом цилиндрическая опора 5, пружина 6 и регулировочный винт 7 последовательно установлены за каналом 3 в отверстии 10 блока 1, соосном с цилиндрической полостью 2 блока 1 и каналом 3. На опоре 5 выполнена лыска 11, а плечо рычага 8 введено в полость 12, образованную плоскостью лыски 11 и поверхностью отверстия 10 блока 1. Деформирующий пуансон 4 имеет фасонный рабочий участок 13. Для фиксации корпуса шпинделя предусмотрен маховик 14. A device for implementing the proposed method comprises a block 1 with a cylindrical cavity 2 for installing and securing the spindle body, and a channel 3 for arranging the spindle shaft, a deforming punch 4. The device is equipped with a mechanism for determining the required value of axial deformation of the rolling body, made in the form of an additional cylindrical support 5, springs 6, adjusting screw 7 and lever 8 with measuring device 9 at the end. In this case, the cylindrical support 5, the spring 6 and the adjusting screw 7 are sequentially installed behind the channel 3 in the hole 10 of the block 1, coaxial with the cylindrical cavity 2 of the block 1 and the channel 3. On the support 5 there is a flat 11, and the lever arm 8 is inserted into the cavity 12, formed by the plane of the flat 11 and the surface of the hole 10 of the block 1. The deforming punch 4 has a shaped working section 13. To fix the spindle body, a flywheel 14 is provided.

Перед обработкой деформирующий пуансон 2 укрепляют в планшайбе пресса (или на одной из губок специальных тисков). Блок 1 устанавливают на столе пресса (или во второй губке специальных тисков). На вал 15 шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с внешним 16, внутренним 17 кольцами и телами 18 качения и расположенную между ними распорную втулку 19, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами 16 подшипников. Вал 15 с установленными на нем элементами вводят в отверстие 20 корпуса 21 с уступом 22 и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик 23, взаимодействующий с внешним кольцом 16 подшипника. Причем кольцевой буртик 23 формируют с образованием осевого зазора δ между буртиком и внешним кольцом 16 подшипника. Корпус 21 устанавливают в цилиндрическую полость 2, вал 15 размещают в канале 3 блока 1. В таком положении корпус 21 фиксируют маховиком 14. Смещают вал 15 шпинделя (с напрессованными на нем подшипниками и распорной втулки 19) в направлении кольцевого буртика 23 корпуса 21 и окончательно завальцовывают буртик 23, непрерывно измеряя осевое перемещение вала 15 измерительным устройством 9. Причем усилие завальцовки осуществляют равномерным нагружением буртика 23 корпуса 21 со стороны деформирующего пуансона 4 и прекращают его в момент окончания осевого смещения вала 15. В связи с этим радиально-упорные подшипники имеют номинальную величину осевого нагружения, что исключает их заклинивание и повышает долговечность шпинделя. Before processing, the deforming punch 2 is strengthened in the press plate (or on one of the jaws of a special vice). Block 1 is installed on the press table (or in the second sponge of a special vice). Angular contact bearings are pressed onto the spindle shaft 15 with outer 16, inner 17 rings and rolling bodies 18 and a spacer sleeve 19 located between them, the ends of which interact with the outer rings 16 of the bearings. The shaft 15 with the elements mounted on it is introduced into the hole 20 of the housing 21 with a ledge 22 and the rolling of the housing is carried out, forming an annular bead 23 at its end that interacts with the outer ring 16 of the bearing. Moreover, the annular bead 23 is formed with the formation of an axial clearance δ between the bead and the outer ring 16 of the bearing. The housing 21 is installed in a cylindrical cavity 2, the shaft 15 is placed in the channel 3 of the block 1. In this position, the housing 21 is fixed by a flywheel 14. The spindle shaft 15 is displaced (with the bearings pressed thereon and the spacer sleeve 19) in the direction of the annular shoulder 23 of the housing 21 and finally roll the bead 23, continuously measuring the axial movement of the shaft 15 by the measuring device 9. Moreover, the rolling force is carried out by uniform loading of the bead 23 of the housing 21 from the side of the deforming punch 4 and stop it at the end of the axial escheniya shaft 15. In this regard, angular contact ball bearings have a nominal amount of axial loading, which eliminates jamming of the spindle and improves durability.

После окончательной завальцовки буртика 23 деформирующий пуансон отводят в исходное положение, поворотом маховика 14 раскрепляют корпус 21 шпинделя и выводят его из цилиндрической полости 2 блока 1. After the final rolling of the shoulder 23, the deforming punch is retracted to the initial position, by turning the flywheel 14, the spindle housing 21 is unfastened and it is removed from the cylindrical cavity 2 of block 1.

П р и м е р. Сборка крутильно-вытяжных машин ТFТ-620 по производству синтетических нитей, закупаемых по импорту. Частота вращения шпинделя 5000 об/мин Внешний диаметр кольца радиально-упор- ного подшипника 25 мм Диаметр вала шпин- деля 8 мм Толщина буртика кор- пуса 3 мм Радиус профиля закаты- ваемого буртика 3,5 мм Твердость материала буртика НВ 280 Осевое усилие нагру- жения буртика 0-3000 Н
В качестве измерительного устройства используют индикатор часового типа с ценой деления 0,001 мм.PRI me R. Assembly of TFT-620 spin-and-exhaust machines for the production of synthetic yarns purchased from import. Spindle rotation speed 5000 rpm. Outer diameter of an angular contact bearing ring 25 mm. Spindle shaft diameter 8 mm. Housing flange thickness 3 mm. Radius of rolled bead profile 3.5 mm. Hardness of flange material HB 280 Axial load force - Zheniya flange 0-3000 N
As a measuring device, a dial indicator with a division price of 0.001 mm is used.

Изобретение (по отношению к прототипу) позволяет повысить долговечность собираемых шпинделей в 3,5-4,5 раза. The invention (in relation to the prototype) allows to increase the durability of the assembled spindles in 3.5-4.5 times.

Claims (2)

1. Способ сборки шпиндельного узла, при котором на вал шпинделя напрессовывают радиально-упорные подшипники с расположенной между ними рессорной втулкой, торцы которой взаимодействуют с внешними кольцами подшипников, вводят вал с установленными на нем элементами в отверстие корпуса с уступом и осуществляют завальцовку корпуса, формируя на его торце кольцевой буртик, взаимодействующий с внешним кольцом подшипника, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности собираемого шпиндельного узла путем контроля деформации корпуса, предварительно формируют кольцевой буртик с образованием осевого зазора между буртиком и внешним кольцом подшипника, смещают вал шпинделя с непрессованными на нем подшипникам и втулкой в направлении кольцевого буртика корпуса и окончательно завальцовывают буртик, непрерывно измеряя осевое перемещение вала, причем усилие завальцовки осуществляют равномерным нагружением буртика корпуса со стороны инструмента и прекращают ее в момент окончания осевого смещения вала. 1. The method of assembly of the spindle assembly, in which angular contact bearings are pressed onto the spindle shaft with a spring sleeve located between them, the ends of which interact with the outer rings of the bearings, the shaft with the elements mounted on it is inserted into the housing bore with a step and the housing is rolled, forming at its end face an annular bead interacting with the outer ring of the bearing, characterized in that, in order to increase the durability of the assembled spindle assembly by controlling the deformation of the housing, form an annular collar with the formation of an axial clearance between the collar and the outer ring of the bearing, displace the spindle shaft with non-pressed bearings and the sleeve in the direction of the annular collar of the housing and finally roll the collar, continuously measuring the axial movement of the shaft, and the rolling force is carried out by uniformly loading the housing collar with sides of the tool and stop it at the end of the axial displacement of the shaft. 2. Устройство для сборки шпиндельного узла, содержащее блок с цилиндрической полостью для установки и закрепления корпуса шпинделя и каналом для расположения вала шпинделя, деформирующий пуансон, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом определения требуемой величины осевой деформации завальцовываемого корпуса, выполненным в виде дополнительной цилиндрической опоры, пружины, регулировочного винта и рычага с измерительным устройством на конце, при этом цилиндрическая опора, пружина и регулировочный винт последовательно установлены за шпиндельными каналом в отверстии блока, соосном с цилиндрической полостью блока и шпиндельным каналом, на опоре выполнена лыска, а плечо рычага введено в полость, образованную плоскостью лыски и поверхностью отверстия блока. 2. A device for assembling a spindle assembly, comprising a block with a cylindrical cavity for mounting and securing the spindle body and a channel for locating the spindle shaft, a deforming punch, characterized in that it is equipped with a mechanism for determining the required value of axial deformation of the rolling body, made in the form of an additional cylindrical support , springs, adjusting screw and lever with a measuring device at the end, while the cylindrical support, spring and adjusting screw sequentially installed After the spindle channel in the hole of the block, coaxial with the cylindrical cavity of the block and the spindle channel, a flat is made on the support, and the arm of the lever is inserted into the cavity formed by the plane of the flat and the surface of the hole of the block.

Images