Ультрапрецизионные аэростатические шпиндельные узлы

     Аэростатический шпиндельный узел отличается отсутствием механического контакта и износа во всех штатных режимах работы. За счёт этого достигается высокая надёжность и очень длительный срок эксплуатации.
     Отсутствие трения покоя и крайне малое трение вращения позволяет получить высокую точность и плавность вращения при малом тепловыделении.
Добавить к заявке на консультацию
К сравнению
Описание Характеристики Особенности
Характеристики

Разработаны конструктивные решения, для прецизионного регулирования положения оси шпинделя, обеспечивающие смещения:

- в радиальном направлении в диапазоне ±1,5 мм с точностью до 10 нм;

- в осевом направлении в диапазоне ± 2 мкм с точностью до 10 нм;

- угол перекоса оси в диапазоне ± ~1000 угл. сек. с точностью 0,03 угл. сек.

                                        

     Применение самоустанавливающихся сферических аэростатических подшипников способствует уменьшению уровня биений и позволяет получить меньшую величину аэростатического зазора, чем в аэростатических шпиндельных узлах других конструкций. За счёт малой величины зазора и использования пористых ограничителей наддува можно получить высокие жёсткости и частоты свободных колебаний при исключении автоколебательных режимов работы.

     Величина биений оси шпинделя ориентировочно менее 20…100 нм. До последнего времени оценка биений выполнялась косвенно по измерениям профиля заготовки после алмазного точения. Наилучшие результаты получены при точении алюминиевого цилиндра с диаметром 50 мм: отклонение от круглости 7…40 нм (различные значения на разных окружностях одной цилиндрической заготовки), 14 класс шероховатости. Осевые биения при фрезеровании плоских деталей летучим алмазным резцом, расположенным на радиусе 330 мм, приводили к отклонениям от плоскости менее 0,5 мкм при шероховатости Rz 1 нм. В настоящее время внедряется система для определения биений оси с точностью по стандартам ASME B89 точностью менее 50 нм.

          За счёт применения материалов с одинаковым коэффициентом температурного расширения характеристики шпиндельного узла не чувствительны к равномерному изменению температуры в диапазоне от минус 20 град С до плюс 50 град С.



Основные характеристики
Описание

 

АШ-120

АШ-120С

АШ-1604

АШ-180

АШ-300

Максимальный диаметр фланца, мм

118

118

160

180

300

Радиальные и осевые биения оси, мкм

<0,5…1

Максимальная скорость со штатным приводом, об∙мин-1

1000

3000

4500

или 9000

3000

1500

Максимальный момент электродвигателя3, Н⸱м

70

2,5

7,5 или 8

2,5

21

Максимальный момент электродвигателя с водяным охлаждением3, Н⸱м

170

-

35

-

-

Работа в режиме позиционирования

да

нет

Длина корпуса шпиндельного узла1, мм

200

200

350

273

400

Диаметр корпуса шпиндельного узла, мм

300

300

275

280

475

Допускаемая статическая нагрузка на фланце, кГс

- радиальная

-осевая

 

 

30

55

 

 

30

55

 

 

120

120

 

 

16

100

 

 

220

>600

Жёсткость шпинделя на фланце, кГс/мкм

-радиальная

-осевая

 

8

5,5

 

8

5,5

 

40

40

 

7

30

 

85

>120

Частоты собственных колебаний шпинделя, Гц

-радиальная

-осевая

-перекос оси

 

674

580

900

 

674

580

900

 

480

550

500

 

130

180

150

 

>230

>200

>250

Расход не более2, н. л./мин

45

45

50

75

60

Максимальное давление подачи воздуха, бар

10

10

12

12

12

Моменты инерции 1, кг·мм2

осевой

радиальный

 

1.2e4

4.2e4

 

1.2e4

4.2e4

 

6.0e4

3.9e5

 

6.6e4

14e4

 

115e4

404e4

Вес ротора1, кг

9

9

26

22

150

Вес шпиндельного узла1, кг

7,8

7,8

68

127

270

Минимальная стоимость, тыс. р.

По запросу

от 10001


1 – без электродвигателя.
2 – жёсткость, частоты колебаний шпинделя и расход увеличиваются при увеличении давления подачи воздуха. Указанные значения соответствуют давлению подачи воздуха 8 бар.
3 – предусмотренный электродвигатель может быть заменён по желанию заказчика
4 – шпиндельный узел на стадии разработки

Модификация по требованиям заказчика

По согласованию с заказчиком возможна модификация разработанных шпиндельных узлов для расположения монтажных отверстий, повышения несущей способности.

Возможно изготовление привода прямого действия с большим крутящим моментом по требованию заказчика.

Возможна разработка нового аэростатического шпиндельного узла по техническим требованиям заказчика.

Варианты комплектации

В качестве опций шпиндель оснащается встроенным синхронным электродвигателем, системой водяного или воздушного охлаждения, системой управления скоростью вращения или положения, системой подачи воздуха. Обычно после изготовления шпиндельный узел проходит заводскую балансировку и приемочные испытания с контролем жесткости, частот свободных колебаний, радиальных или осевых биений оси.

Требования к условиям эксплуатации

1. Подаваемый воздух должен очищаться от влаги и пыли. Рекомендуется двухуровневая очистка: первая ступень очистки от частиц до 1...5 мкм и вторая ступень очистки от частиц 0,01...0,02 мкм.

2. Несмотря на нечувствительность с постоянному изменению температуры поворотный стол не желательно подвергать резкому перепаду температур, особенно при вращении, во избежание образования конденсата или заклинивания шпинделя из-за температурных деформаций.

3. Во время вращения опасны удары, сопоставимые по силе с 5…10% предельной статической нагрузки.

4. После каждого монтажа оборудования на шпиндель рекомендуется проведение балансировки, если планируется его вращение со скоростью более 30% от максимальной скорости вращения.

Наши партнеры