3.8. 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 длины к диаметру 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 с отношением длины к диаметру > 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. Балансировку шпинделей диаметром до 800 мм и весом 98...980 Н производят на станке 9Б725А.

Неуравновешенность шпинделя на этом станке определяется измерением амплитуды и фазы колебаний спор. Неуравновешенностьустраняют высверливанием металла в заданных местах балансируемой детали или узла в сборе с помощью двух специальных сверлильных головок, встроенных в балансировочный станок.

Так, допустимый дисбаланс шпинделя токарного станка 16К20 в сборе с монтируемыми на него деталями равен 25 г·см при частоте вращения шпинделя 33,3 с^-1. При его балансировке металл высверливают на торце большого зубчатого колеса и заднего фланца.