ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ
SPINDLE ASSEMBLY

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно может быть использовано в машинах и аппаратах с вращающимися деталями.
Технический уровень заявляемого устройства известен из доступного источника (RU №2347960, опубл. 27.02.2009). Известный подшипниковый узел состоит из вала, установленного в газостатической опоре, камеры, находящейся в корпусе подшипника, во вкладышах подшипника выполнены отверстия. Подшипник дополнительно содержит соленоид, установленный на валу и магнит, по крайней мере, один, который установлен между вкладышами подшипника. Известный подшипниковый узел может использоваться в шпиндельных устройствах станков, предназначенных для обработки поверхностей деталей, выполненных из различных материалов.
Недостатком известного устройства является недостаточная несущая способность подшипника, которая снижает силу резания шпиндельного узла.
В основу заявляемого устройства поставлена задача усовершенствования шпиндельного узла путем изменения его конструкции, позволяющей обеспечить увеличение силы резания шпиндельного узла за счет дополнительной магнитной силы, которая создается в радиальном подшипнике шпиндельного узла.
Указанный технический результат обеспечивается шпиндельным узлом, который содержит корпус, выполненный в виде трубы с торцевыми стенками. Одна из стенок, крышка, располагается в непосредственной близости к режущему инструменту, а вторая, фланец, располагается в непосредственной близости у турбинного колеса привода. Шпиндель установлен с возможностью вращения в подшипниках, радиальных и упорных, расположенных на противоположных концах шпинделя. Упорный подшипник, расположенный в непосредственной близости от турбинного колеса привода, образован подпятником и стенкой фланца, в которой выполнены пористые ограничители расхода газа, а второй упорный подшипник образован стенкой крышки с пористыми ограничителями расхода газа и подпятником, а в радиальном газостатическом подшипнике, который расположен со стороны режущего инструмента, установлен магнитопровод, образующий совместно с этим газостатическим подшипником радиальный газомагнитный подшипник.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид шпиндельного узла, на фиг.2 - вид шпиндельного узла в разрезе по сечению А-А.
Шпиндельный узел содержит корпус 1, подпятники 2, магнитопровод 3, установленный в радиальном газостатическом подшипнике и образующий совместно с этим газостатическим подшипником радиальный газомагнитный подшипник 9 с пористыми ограничителями расхода газа 10, шпиндель 4, радиальный газостатический подшипник 5, фланец 6, режущий инструмент 7, крышку 8, турбинное колесо привода 11.
Шпиндельный узел работает следующим образом.
Через подводящую магистраль смазочный материал (газ, воздух) под давлением поступает в камеру шпиндельного узла и оттуда через пористые ограничители расхода газа - в зазор между шпинделем и радиальным газомагнитным и газостатическим подшипниками. Разница давлений в нагруженной и в ненагруженной частях шпинделя создает несущую способность смазочного слоя, находящегося в зазоре.
Одновременно магнитный поток, создаваемый магнитопроводом радиального газомагнитного подшипника, создает магнитную силу, направленную противоположно действию силы резания. Совместное действие магнитной силы и силы давления газа, возникающей в смазочном слое газомагнитного подшипника, позволяет увеличить силу резания шпиндельного узла.