Электрошпиндель с газовыми опорами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскихСоциалистическихРеслублик 1917927 ф//Р 16 С 32/00 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный кочитет СССР по делам изобретениб и открытий(72) Авторыизобретения С.А.Шейнберг, В.С,Валасаньян, Ю.Ъ.Борисови И.М.Шапиро 1Ордена Трудового Красного Знамени АнсПЕРмейтальныйнаучно-исследовательский институт металл(режущихстанков(54) ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЬ С ГАЗОВЫМИ ОПОРАМИ Изобретение относится к области станкостроения, а именно к электро" шпинделям с газовыми опорами, служа- щим для привода вращающегося инструмента, например для сверления малых отверстий, в частности для сверлеиия плат печатного монтажа. Известный Алектрошпиндель с газо. выми опорами содержит составной неразборный вал, вращающийся в двух радиальныхподшипниках и двустороннем подпятнике, смазываемых сжатым воздухом. Асинхронный Алектродвига.- 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 выполнен 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-,дува расположены равномерно по окружности подшипника 1,Недостатками Алектрошпинделя явля 5ются сложность технологии изготовления составного вала, малая механическая жесткость последнего, склонностьк нарушению прямолинейности от приложения небольшого усилия и повышенные электРические потери в сплошномжелезе ротора.Белью йзобретения является устранение этих недостатков и понижениенаименьшего давления газа в смазочном слое, которое обеспечивает устойчивость от вибрации типа 1 Полускоростного вихря 1.Эта цель достигается тем, что ввысокоскоростном Алектрошнинделе с2 О газовыми опорами, содержащем нераз:- борный вал с ротором, смонтированныйв системе опор, состоящей из двухподпятников и двух подшипников с отверстиями поддува, вал выполнен цельным с утоненним концом, ротор установлен на последнем и выполнен изпакета пластин Алектротехническойстали, а ось вала расположена эксцентрично относительно общей осиподшипников. Кроме того, с цельюсоздания и поддержания постоянного,эксцентриситета расположения вала, по крайней мере, одно из отверстий поддува каждого подшипника выполнено большего диаметра, чем остальные.При эксцентричном относительно подшипников положении вращающегося вала смазочный слой обладает динамической жесткостью, величина которой возрастает с эксцентриситетом. При этом же давлении поддува динами ческая жесткость значительно больше, чем статическая жесткость подшипника с циркулярным поддувом, Что значительно уменьшает необходимое для стабилизации давление поддува. 15На 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 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. Статор 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 за зор между пятой и подшипниками обеспечивается разностью толщин проставка 13 и пяты 2. В каждой опоре выполнен ряд питающих отверстий 19 22. 40Электрошпиндель работает следующим образом.При соединении отверстия 8 с источником сжатого воздуха последний проходит 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 подподшипнйка 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 изобретения1. Электрошпиндель с газовымиопорами, содержащий неразборный валс ротором, смонтированный в системеопор, состоящей из двух подшипникови двух подшипников с отверстиямиподцува, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения конструкции, повышения КПД и виброустойчивости, вал выполнен цельным,ступенчатым и расположен эксцентрично ртносительно оси подшипников, аротор выполнен в виде пакета пластин электротехнической стали иразмещен на ступени меньшего диаметра вала.2. Электрошпиндель по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что дляподдержания эксцентрисета вала от"носительно оси подшипников, по меньшей мере одно отверстие поддува каждого подшипника выполнено с меньшимсопротивлением, чем остальные.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобританиир 1480507, кл. Г 2 А, 1975 (прототип),.У 151 венного комите етений и откры Раушская наб. Подписнота СССРтийд.4/5ж ею илиал ППП ффПатентф.Ужгород,ул.Проектна аказ 1974/11 ВНИИП по 113035, Тираж Государст елам нзобр сква,Ж