Электрошпиндель с газовыми опорами

 

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»917927 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 261279 (21) 2852101/25-08

Р1 М К з

В 23 В 19/02

/1Г 16 С 32/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный кочитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 0704,82. Ьюллетеиь ¹ 1

Дата опубликования описания 0704.82

)$3) УДК 621 ° 9. .223(088.8) (72) Авторы изобретения

С.A.Øåéíáåðã, В.С.Валасаньян, Ю. 1 ..Борисов и И.М.Шапиро

) .":"

Ордена Трудового Красного Знамени эксперймейтальный научно-исследовательский институт металл(5режущих станков (713 Заявитель (54) ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЬ С ГАЗОВЫМИ ОПОРАМИ

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к электрошпинделям с газовыми опорами, служа- щим для привода вращающегося инструмента, например для сверления малых отверстий, в частности для сверлеиия плат печатного монтажа.

Известный электрошпиндель с газо выми опорами содержит составной неразборный вал, вращающийся в двух радиальных подшипниках и двустороннем подпятнике, смазываемых сжатым воздухом. Асинхронный электродвига.тель расположен между подшипниками.

Короткозамкнутый ротор двигателя имеет диаметр несколько меньший,чем внутренний диаметр подшипников дня того, чтобы вал, содержащий неразборную пяту, мог быть вставлен в подшипники. Ротор выполнен в форме медных стержней и короткозамыкающих . колец, заполняющих соответствующие продольные пазы и круговые проточки в сердечнике вала, который выпрлнен из мягкого железа. Рабочие шейки вала (шипы) образованы втулками из закаленной стали, напрессованными на выступающие концы сердечника. Ось вращающегося вала совпадает с осью поДшипииков, так, как отверстия под-.

I 1 дува расположены равномерно по окружности подшипника (1).

Недостатками электрошпинделя явля5 ются сложность технологии изготовления составного вала, малая механическая жесткость последнего, склонность к нарушению прямолинейности от приложения небольшого усилия и повышенные электРические потери в сплошном железе ротора.

11елъю йзобретения является устранение этих недостатков и понижение наименьшего давления газа в смазочном слое, которое обеспечивает устойчивость от вибрации типа Полускоростного вихря .

Эта цель достигается тем, что в высокоскоростном электрошни с

2О газовыми опорами, содержащeм нераз:борный вал с ротором, смонтированный в системе опор, состоящей из двух подпятников и двух подшипников с отверстиями поддува, вал выполнен цельным с утонеиним концом, ротор установлен на последнем и выполнен из пакета пластин электротехнической стали, а ось вала расположена эксцентрично относительно общей оси подшипников. Кроме того, с целью создания и поддержания постоянного, 917927 эксцентриситета расположения вала, по крайней мере, одно из отверстий поддува каждого подшипника выполнено большего диаметра, чем остальные.

При эксцентричном относительно подшипников положении вращающе гося вала смазочный слой обладает динамической жесткостью, величина которой возрастает с эксцентриситетом.

При этом же давлении поддува динами- 10 ческая жесткость значительно больше, чем статическая жесткость подшипника с циркулярным поддувом, Что значительно уменьшает необходимое для стабилизации давление поддува. 15

На чертеже изображен электрошпиндель с газовыми опорами, общий вид.

Электрошпиндель с газовыми опорами содержит вал 1 с пятой 2 и ротором 3 вращающийся в двух подшипни- 20 ках 4,5 и в двух подпятниках 6,7, питаемых сжатым газом (воздухом) через отверстие 8 и каналы 9 -11 которые выполнены в корпусе 12, проставка 13 и Фланца 14, скрепленных винтами 15. мутатор 16 асинхронного электродвигателя закреплен в корпусе

12 крышкой 17 посредством винтов 18.

Ротор 3 собран из пакета пластин электротехнической стали, что обеспечивает его нормальные электрические свойства. Наружный диаметр ротора не превышает диаметра рабочих шеек вала 1, благодаря чему вал вводится в подшипники 4 .5 при минимальной разборке электрошпинделя. Осевой зазор между пятой и подшипниками обеспечивается разностью толщин проставка 13 и пяты 2. В каждой опоре выполнен ряд питающих отверстий 19

22. 40

Электрошпиндель работает следующим образом.

При соединении отверстия 8 с источником сжатого воздуха последний про-ходит по каналам 9 — 11 и отверстиям 45

19 — 22 в подшипники 4,5 и подпятники 6,7, создавая в них подъемную силу, в результате чего вал 1 всплывает. При одностороннем нагружении благодаря неравномерному по окружности поддуву газа в смазочный зазор подподшипника вал занимает в подшипниках эксцентричное положение, которое сохраняется и после включения электродвигателя. Радиальная разгрузка воспринимается подшипниками 4, 5, а осевая — подпятниками 6, 7.

Таким образом, в предлагаемом устройстве упрощены конструкция и технология изготовления электрошпинделя, обеспечены высокая механическая жесткость вала и пониженные электрические потери а также снижено стабилизирующее давление, питающего подшипники сжатого газа (воздуха) до уровня, обеспечиваемого существующими на предприятиях пневмосетями.

Формула изобретения

1. Электрошпиндель с газовыми опорами, содержащий неразборный вал с ротором, смонтированный в системе опор, состоящей из двух подшипников и двух подшипников с отверстиями поддува, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения КПД и виброустойчивости, вал выполнен цельным, ступенчатым и расположен эксцентрично ртносительно оси подшипников, а ротор выполнен в виде пакета пластин электротехнической стали и размещен на ступени меньшего диаметра вала.

2. Электрошпиндель по п.l, о т— л и ч а ю шийся тем, что для поддержания эксцентрисета вала относительно оси подшипников, по меньшей мере одно отверстие поддува каждого подшипника выполнено с меньшим сопротивлением, чем остальные.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

Р 1480507, кл. F 2 А, 1975 (прототип), -.917927 й7рр А7 5 Ф 12 У g0 8

Составитель Ю.Королев

Редактор Л.утехина Техред Т.Кастелевич Корректор. +-макаренко

Заказ 1974/11 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ ГосударетвЕнНОгО комитЕта СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-З5,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óærîðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ, 4