Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

Khvostikov A.S. Kosmynin A.V. Shchetinin V.S. Smirnov A.V.
Высокоскоростная обработка (ВСО) материалов является приоритетным направлением развития современной технологии машиностроения. Актуальной проблемой для успешной реализации всех преимуществ ВСО является разработка опор шпиндельных узлов (ШУ). В современных конструкциях высокоскоростных ШУ применяют опоры качения, гидростатические, гидродинамические, электромагнитные и газостатические подшипники.

Для подшипников качения предельная быстроходность составляет всего 1,4·106 мм·мин-1, а потеря заданной точности вращения наступает после 1000...2000 часов работы ШУ. Применение электромагнитных опор ведет к росту быстроходности до 4·106 мм·мин-1. Однако при этом возрастает стоимость шпиндельного узла из-за необходимости использования сложной электронной аппаратуры. Недостаток опор скольжения с жидкой смазкой, состоит в значительном выделении тепла в результате относительного скольжения слоёв смазки.

Шпиндельные газостатические опоры способны развить быстроходность до 2,5·106 мм·мин-1 и обеспечить точность вращения шпинделя, равную 0,02...0,04 мкм. Преимущества высокоскоростных шпинделей на газовых опорах состоит в простоте конструкции и независимости от температурных режимов. Главным недостатком газовых подшипников является невысокая несущая и демпфирующая способность смазочного слоя.

Дальнейшее повышение несущей способности бесконтактных опор возможно с использованием комбинированных сил. Это могут быть газостатические подшипники с электромагнитными силами. Использование электромагнитной силы в газостатическом подшипнике позволяет создать дополнительную силу, суммарный вектор которой противоположно направлен силе резания. В настоящие время в КнАГТУ разработаны и введены в эксплуатацию стенды для исследования характеристик газомагнитной опоры и шпиндельного узла на газомагнитных опорах. Так, зондирующие стендовые статические испытания газомагнитного подшипника показали на повышение его несущей способности до двух раз по сравнению с аналогичными газостатическими подшипниками. Продолжаются работы по исследованию выходных характеристик и оптимизации конструкции шпиндельного узла на газомагнитных опорах, а также по повышению устойчивости вращения шпинделя.