Первый в мире! Патентованная технология воздушного охлаждения подшипника одновременно для высокой жёсткости и ультравысоких скоростей вращения

NTN Corporation (далее NTN) разработала Machine Tool Main Spindle Bearing with Air Cooling Spacer¹⁾ применяя запатентованную технологию воздушного охлаждения к шпиндельному подшипнику, чтобы обеспечить высокую жёсткость главных валов шпинделя, а также достичь самого высокого в мире уровня высокоскоростной вращательной производительности.

Главные шпиндели станков требуют высокого уровня жёсткости и вращательного быстродействия для обработки сложных для резки материалов, литых изделий, заготовок сложной формы, компонентов медицинского оборудования и прочих деталей. Если описывать точнее, то станки должны быть в состоянии обработать широкий диапазон заготовок, что предъявляется в качестве основных требований в последние годы; применяться в 5-ти осевых центрах механообработки, включая многочисленные операции механообработки, сосредоточенные в одном устройстве, или комплексные устройства обработки, которые становятся господствующей тенденцией. Это расширение функциональности механообработки также усиливает потребность в высоких скоростях вращения с высокой жёсткостью.

Недавно разработанный Machine Tool Main Spindle Bearing with Air Cooling Spacer направлен на сокращение тепла от главных шпинделей при помощи Air Cooling Spacer²⁾ использующую запатентованную технологию NTN, вместо того, чтобы применять традиционный подход к модернизации: модификация материалов или термообработка, изменение внутренней конструкции или улучшение смазочной поверхности. Это позволяет ограничить разницу в температуре между внутренними и наружными кольцами подшипника, улучшая высокоскоростную вращательную производительность на 20% по сравнению со стандартными продуктами (радиально-упорные высокоскоростные шариковые подшипники), и достичь значения dn•m³⁾=2,1 млн., тем самым добиваясь наивысшего в мире уровня вращательной производительности с масловоздушной смазкой и фиксированным преднатягом.

Предварительный натяг не может быть применён к внутреннему устройству подшипника с внутренним диаметром 70 мм и скоростью вращения 23 000 об/мин (dn•m = 2,1 млн.) после сборки, однако преднатяг до 1300 Н может быть применён в разработанном продукте. Это значительное увеличение жёсткости главного шпинделя во время сборки способствует улучшению функций обработки в более широком диапазоне скоростей. Кроме того, повышение шума создаваемого воздухом при охлаждении шпинделя было ограничено за счет оптимизации внутренней конструкции Air Cooling Spacer, чтобы сохранить тот же уровень производительности, как и у предыдущих Eco-friendly Air-Oil Lubricated Angular Contact Ball Bearings⁴⁾.

NTN продемонстрирует разработанный продукт на выставке “JIMTOF2014 The 27th Japan International Machine Tool Fair”, которая пройдёт с 30 октября по 4 ноября в Tokyo Big Sight, и предложит подшипники различным производителям для разработки шпинделей следующего поколения.

Примечания в тексте

1. Шпиндельный подшипник станка с втулкой воздушного охлаждения.

2. Втулка воздушного охлаждения.

3. Фактор скорости - индекс, с помощью которого оценивается скоростная производительность подшипника, средний диаметр подшипника (dn, мм) x скорость подшипника (m, об/с).

4. Экологичные масловоздушносмазываемые упорно-радиальные подшипники, представлены в каталоге Precision Rolling Bearings.

Особенности

1. Высокоскоростная вращательная производительность: 20-ти процентное усовершенствование по сравнению со стандартными продуктами, фактор скорости dn•m = 2,1 млн. (при масловоздушной смазке и фиксированном предварительном натяге, самый высокий уровень в мире).

2. Высокая жёсткость: соответствующий натяг при сборке основного шпинделя (до 1300 Н, при характерной для стандартных подшипников максимальной скорости вращения).

3. Шумовые характеристики: низкий уровень шума, эквивалентно Eco-friendly Air-Oil Lubricated Angular Contact Ball Bearings (например, у подшипника с внутренним диаметром 70 мм и скоростью вращения 23 000 об/мин уровень шума 93 дБА).

Применение

Приводы станков (комплексные обрабатывающие устройства, обрабатывающие центры), тестеры шпинделей и т.д.

Фотография продукта

Образец собранного подшипника с размерами Ø70 x Ø110 x 62 мм (сборка по схеме О)