Шпиндельный узел с газовыми опорами Советский патент 1991 года по МПК F16C32/06 

(Л

С

Изобретение относится к области машиностроения и касается конструкции шпиндельных узлов с газовыми опорами. Цель расширение рабочего диапазона частот вращения узла и повышение его надежности. Шпиндельный узел содержит корпус вал с ротором привода и рабочим органом а также аэростатические подпятники п радиальные попарно расположенные газовые подшипники. Один из радиальных подшипников, расположенных со стороны рабочего органа, имеет жесткость, равную жесткости одного из подшипников, устаноопеннь х из конце вала со стороны его привода, но отличную от жесткостей других доух подшипников, равных между собой. Это позволяет уменьшить амплитуду колебаний вала. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции узлов вращения, и может найти применение в электрошпинделях станков и турбомоле- кулярных вакуумных насосах.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот вращения узла и повышение его надежности путем уменьшения амплитуды колебаний вала.

На чертеже представлен шпиндельный узел с газовыми опорами, продольное сечение.

Шпиндельный узел с газовыми опорами состоит из корпуса 1, вала 2 с установленным на нем ротором 3 и консольно расположенным рабочим органом 4, установленного в аэростатических опорах, которые состоят из подпятников 5, двух основных подшипников 6 и 7 и двух дополнительных подшипников 8 и 9 с питающими отверстиями 10, обеспечивающими подачу

сжатого воздуха к аэростатическим опорам через штуцер 11.

Жесткость подшипника 6, расположенного на конце вала со стороны рабочею органа 4, равна жесткости подшипника 7, установленного на конце вала 2 со стороны ротора 3, и отлична от жесткости двух других подшипников 8 и 9, равных между собой.

Узел работает следующим образом.

Штуцер 11 подключают к источнику сжатого воздуха, который поступает через систему каналов электрошпинделя в смазочный зазор подшипников 6-9 и подпятников 5, в результате чего вал 2 всплывает на газовом слое. На вал 2 посредством ротора 3 передается вращательное движение. При вращении вала с частотой, являющейся резонансной для одной из пар подшипников частичная потеря жесткости этой пары компенсируется жесткостью другой пары подшипников, для которой эта частота не является резонансной.

о

СО О

ю

СА)

Использование предлагаемого технического решения позволяет расширить в 1,5-2 раза область допустимых значений дисбаланса для электрошпинделей с узлами вращения на газостатических опорах, а также расширить диапазон рабочих частот электрошпинделей для обработки печатных плат на 30% и дает возможность проводит технологические операции, требующие особой точности вращения вала на высоких часто- тах, например, сверления отверстий диаметром менее 0,2 мм.

Формул а изо бретени я Шпиндельный узел с газовыми опора- ми, содержащий расположенные последовательно по оси два основных радиальных подшипника и подпятники с питателями для сжатого газа, а также вал с приводом и кон- сольно размещенным рабочим органом, на

одном конце которого со стороны привода расположены один из радиальных подшипников и подпятники, на другом - другой радиальный подшипник, отличающий- с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частоты вращения и повышения надежности путем уменьшения амплитуды колебаний вала, он снабжен дополнительно двумя радиальными газовыми подшипниками, один из которых смонтирован на конце вала со стороны рабочего органа, другой - на другом конце вала между подпятником и основным радиальным подшипником, при этом жесткость одного подшипника, расположенного на конце вала со стороны рабочего органа, равна жесткости одного из подшипников, установленных на конце вала со стороны его привода, и отлична от жест- костей других двух подшипников, равных между собой.