Исследование и разработка метода фиксации соединений «вал–подшипник» полимерными нанокомпозициями в шпиндельных узлах металлообрабатывающих станков

Краткая аннотация:

Шпиндельный узел (далее – ШУ) – один из наиболее ответственных узлов любого станка, обеспечивающий главное движение резания, состоящее во вращении приспособления с заготовкой или инструментом. Комплектующие шпиндельной бабки, как и любого механического узла, подвержены процессам изнашивания в течение срока службы, кроме того, возможны случаи внезапных отказов. Данные статистического исследования говорят о том, что из строя чаще всего выходят подшипники (75 %) и шпиндель (9 %), на долю статора и системы фиксации приходится по 6 %, а на все остальные элементы – не более 4 % от общего количества неисправностей. Перспективной технологией фиксации изношенных соединений «вал-подшипник» шпиндельных узлов металлообрабатывающего оборудования является использование модифицированных анаэробных полимерных составов. Достоинствами таких материалов являются универсальность и простота эксплуатации, предотвращение фреттинг-износа за счет тонкого полимерного слоя между сопрягаемыми деталями, достижение равномерного распределения давления по всей площади соединения. Объект исследования – соединение «вал-подшипник» шпиндельного узла металлорежущего станка. Предмет исследования – процессы и закономерности, описывающие изменение показателей надежности соединения «вал-подшипник» в зависимости от характеристик полимерной прослойки между сопрягаемыми деталями соединения. Актуальность работы заключается в том, что шпиндель – наиболее ответственная деталь шпиндельного узла станка, передающего вращение заготовке или инструменту. Фреттинг-износ посадочных поверхностей шпиндельного вала приводит к ускоренному износу подшипников и к снижению точности и жесткости станка, в результате чего потребуется дорогостоящий ремонт. Научная новизна работы заключается в получении теоретических зависимостей определения оптимальной толщины промежуточного полимерного слоя в соединении «вал –подшипник», при которой он гарантированно сохранит свои прочностные характеристики и обеспечит жесткость шпиндельного узла. Практическая ценность заключается в разработке технологического процесса фиксации соединений «вал–подшипник» полимерными нанокомпозициями в шпиндельных узлах металлообрабатывающих станков, который позволят повысить их долговечность и снизить себестоимость изготовления.