Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,440

РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТАЛЛОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ НА ГАЗОМАГНИТНЫХ ОПОРАХ

Космынин А.В. Щетинин В.С. Иванова Н.А.
Модернизация экономики страны, ставит перед промышленностью применение новейших технических решений. Одним из таких направлений является создание высокоточного, высокопроизводительного оборудования, в том числе и металлообрабатывающего оборудования.

Известно, что до 85 % точность при обработке резанием обеспечивают шпиндельные узлы (ШУ). Поэтому совершенствование конструкции этого узла является одной из главных задач, стоящих перед станкостроением.

Точность вращения и быстроходность ШУ зависят в основном от применяемых в них опорах. В современных конструкциях ШУ используются опоры качения, гидростатические, газостатические и электромагнитные. Следует отметить, что все эти опоры не могут в полной степени удовлетворить все требования, предъявляемые к современным ШУ.

В различных конструкциях высокоскоростных ШУ применяют быстроходные опоры качения, газостатические и электромагнитные. Заметим, что гидростатические подшипники для обеспечения высоких скоростей вращения вала не используются из-за больших потерь на трение в слоях жидкости. Опоры качения имеют ограниченную быстроходность и малый ресурс работы на высоких скоростях. Электромагнитные опоры имеют сложную систему управления, к тому же особенности их работы в составе ШУ металлорежущих станков остаются еще недостаточно изученными. Газостатические подшипники, как и электромагнитные подвесы, имеют невысокую несущую способность [1, 2].

Разработанная в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете (КнАГТУ) конструкция газомагнитной опоры ШУ [3] позволяет решить проблему низкой грузоподъемности бесконтактных подшипников. В КнАГТУ проведены широкие теоретические и физические экспериментальные исследования эксплуатационных характеристик (несущей способности, жесткости и точности вращения) как отдельно взятой электромагнитной опоры, так и шпиндельного узла в целом.

Проведенные исследования позволили установить, что допустимая нагрузка на шлифовальном круге ШУ на газомагнитных опорах примерно в 3 раза выше, чем у ШУ на газостатических опорах. При этом точность вращения шпинделя повышается примерно 2 раза, а жесткость, измеренная на шлифовальном круге, снижается до 30%.

Результаты выполненного комплекса экспериментов позволяют сделать следующие выводы. Режим работы ШУ с включённым электромагнитным подвесом применим при черновых и получистовых режимах обработки заготовки, когда требуется повышенная нагрузка на шлифовальном круге и не высокая точность обработки, которая зависит от жёсткости. Дальнейшая высокоточная финишная обработка детали ведётся за один установ без открепления детали со станка в режиме работы только газостатического подшипника (электромагнитный подвес выключен), когда не требуются большие усилия, а необходима высокая жёсткость на шлифовальном круге.

В настоящее время в КнАГТУ проводятся дальнейшее исследование и разработка опытно-конструкторских образцов шпиндельных узлов. Применение шпиндельных узлов с газомагнитными опорами позволит добиться высокой точности обработки и сокращения технологического времени на переустановку детали и переналадку станочного оборудования.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Пуш А.В. Шпиндельные узлы: Качество и надёжность. -М.: Машиностроение. 1992.-228 с.:ил.
  2. Космынин А.В. Эксплуатационные характеристики газовых опор высокоскоростных шпиндельных узлов / А.В. Космынин, Ю.Г. Кабалдин, В.С. Виноградов, С.П. Чернобай. - М.: Академия Естествознания. 2006. - 219 с.:ил.
  3. Пат. 2347960 РФ. Способ работы подшипникового узла и подшипниковый узел / Космынин А.В., Щетинин В.С.; заявитель и патентообладатель Комсомольский-на-Амуре государственный технический ун-т.- № 2007120545/11; заявл. 01.06.07; опубл. 27.02.09. Бюл. №6. - 1с.

Библиографическая ссылка

Космынин А.В., Щетинин В.С., Иванова Н.А. РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТАЛЛОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ НА ГАЗОМАГНИТНЫХ ОПОРАХ // Международный журнал экспериментального образования. – 2010. – № 7. – С. 120-120;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=460 (дата обращения: 07.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074