Шпиндель с газовыми опорами

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

1п 653032

Союз Советских

Социалистических

Реотубаик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЯЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свнд-ву и (51} М. Кл, В 23 В 19/02

В 24 В 41/04

Б 16 С 32/06 (22} Заявлено 14.12.77 (21) 2553426/25-08 ! с присоединением заявки №

Государатееииый комитет

СССР по делам изабретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621.941229(088.8) Опубликовано 25.03.7 9.Бюллетень № 11

Дата опубликования, опнсания 3Q.Î).79 (72} Авторы изобретения

С. А. Шейнберг и И. М„Шапиро

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исспедоватепьский институт метаплорежуших станков (71} Заявитель

1,54) ШПИНДЕЛЬ С ГАЗОВЫМИ ОПОРАМИ

Изобретение относится к станкостроению, в частности к шпинделям с газовыми опорами,и может быть использовано для привода вращающегося инструмента, например, для внутреннего шлифования.

Известны шпиндели с воздушныМи опорами,содержащие вал с пятой, смонтированный в радиальной опоре, состоящей из двух подшипников, и осевой, состоящей из двух подпятников (1). угловая жесткость воздушных опор таких шпинделей обеспечивается только подшипниками и зависит от межопорного расстояния, по сравнению с которым диаметр подпятников незначителен (менее

1 4), так как последние предназмачены лишь для восприятия осевого усилия.

В такой конструкции пята выполнена на конце вала, благодаря чему упрощается выверка соосности и монтаж подшипников, так как их можно закрепить в общем корпусе.

Недостатком этой конструкции является удлинение вала, на консоли которого размещается масса значительного диаметра, в результате чего свойственная воздушным опорам радиальная вибрация — так называемый «полускоростной вихрь» — имеет наиболее опасную, коническую форму, когда ось вала описывает круговой конус, и происходит точечный контакт шипа с кромкой подшипника.

Известны также конструкции шпинделей с воздушными опорами, у которых пята находится в пространстве между подшипниками (2). Такое расположение устраняет опасность конической формы полускоростного вихря, в случае возникновения радиальной вибрации ось вала описывает круговой ци10 линдр, в результатЕ чего подшипники повреждаются меньше. Кроме того, для подавления полускоростного вихря цилиндрической формы необходимо меньшее давление подводимого к опорам воздуха, чем при конической

Так как подшипники нельзя закрепить в общем корпусе, то, с целью обеспечения их соосности, усложняют конструкцию шпинделя.

Цель изобретения — повышение угловой

20 жесткости, устранение возникновения полускоростного вихря конической формы и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что пята выполнена в виде диска с цилиндрическим шипом, размещенным в радйальной опоре, при этом диа653032

Формула изобретения

3 метр и длина шипа составляют не более половины диаметра диска.

1-1а чертеже изображен предлагаемый шпиндель с воздушными опорами в разрезе по оси вала, общий вид. В качестве примера показан пневмошпиндель с турбиной типа сегнерова колеса.

Шпиндель с воздушными опорами содержит корпус 1, щит 2, скрепляющие их BHHты 3, подшипник 4, подпятники 5 и 6, вал с диском 7, используемым в качестве пяты, и шипом 8. В корпусе 1 и щите 2 имеются каналы 9, соединяющие штуцер 10 с подшипником 4 и подпятниками 5 и 6. В диске 7 вы-. полнены тангенциально расположенные реактивные сопла 11 и радиальные каналы 12, соединяющие их с центральным отверстием

13, продолжением которого является отверстие 14 в корпусе 1, оканчивающееся штуцером 15. В щите 2 имеются окна 16. В шипе 8 выполнено гнездо 17 для оправки 18, на которой закреплен шлифовальный круг 9.

Шпиндель с воздушными опорами работает следующим образом.

При соединении штуцера 10 с источником сжатого воздуха последний проходит по каналу 9 в подшипник 4 и подпятники 5 и 6, создавая в них подъемную силу, в результате чего вал всплывает. Подведенный к штуцеру

15 сжатый воздух поступает через отверстия

14, 13, 12 к соплам 11 и, выходя из них, создает реактивный момент, .под действием которого вал вращается. Отработанный в тур- ЗО бине воздух выходит в атмосферу через окна 16. Радиальная нагрузка, приложенная к шлифовальному кругу 19 при шлифовании, воспринимается подшипником 4 и подпятни9

4 ками 5 и 6. Подшипник препятствует смещению шипа вала, т.е. обеспечивает радиальну1о жесткость, подпятники препятствуют повороту вала, т.е. создают угловую жесткость.

Осевая нагрузка воспринимается подпятниками 5 и 6.

По сравнению с известными конструкциями, принятыми во внутришлифовальных шпинделях, при равном диаметре шипа диаметр пяты в предлагаемом устройстве увеличивается более, чем в 1,5 раза, в результате чего подпятники, охватывающие пяту вала указанных размеров, могут не только воспринимать осевую нагрузку, но и обеспечить угловую жесткость.

Шпиндель с газовыми опорами, содержащий вал, смонтированный в радиальной опоре и осевой опоре, пята которой сопряжена с валом, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения угловой жесткости, упрощения конструкции и устранения полускоростного вихря конической формы, пята выполнена в виде диска с цилиндрическим шипом, размещенным в радиальной опоре, при этом диаметр и длина шипа составляют не более половины диаметра диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1013351, кл. F 1 Т, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 465871, кл. В 24 В 41/04, 1966.

1р

UHHHllH Тираж 1221 Заказ 1187/7 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4