Zakład Obrabiarek

Research of aerostatic bearings application for high-speed spindle units has been carried out in the Department of Machine Tools for many years. The work has been developed in cooperation with industry (Fabryka Szlifierek „PONAR-JOTES” and Ośrodek Badawczo Rozwojowy Przemysłu Łożysk Tocznych in Kraśnik), as well as within the research programs – CPBP-02.04 and KBN. The result of the research is the original, patented construction of spindle unit with aerostatic conic bearings fastened flexibly (Fig. 1).

Fig. 1. Scheme of spindle unit of electrospindle: 1 – spindle, 2,3 –bearing liner, 4,5 -plate, 6 – stator, 7 – rotor, 8 – grinding wheel, 9 – damper

 Basing on that patent the series of types of grinding electrospindles with rotational speed up to 180 000 rpm was designed, manufactured and examined. In the spindle units the solid spindle with padded rotor was applied. The experimental research confirmed the electrospindles usability for effective grinding of small holes. In Fig. 2 the construction of the electrospindle of 180 000 rpm along with power supply of the engine, bearings and cooling system are presented.

Fig. 2 The electrospindle with rotational speed up to 180 000 rpm

The aerostatic bearings were applied in wheelhead of the cylindrical grinder and in small-diameter grinding wheels tearing machine. The table of a roundness meter with aerostatic bearings for workshop conditions was also designed and manufactured.

Nowadays the research on design of spindle unit equipped with aerostatic bearings with enhanced longitudal rigidity (for face grinding) is being carried out.

In cooperation with the industry (e.g. FERROXCUBE POLSKA Sp. z o.o.) we also regenerate the electrospindles with aerostatic bearings.

Reference:

1. Krysiński J., Lewandowski D., Socha R., Wrzeciennik ściernicy do szlifowania otworów łożyskowany powietrznie z napędem turbinowym, Materiały sesyjne z sympozjum z dziedziny obrabiarek i obróbki skrawaniem PŁ, 1970.
2. Krysiński J., Koryciński M., Lewandowski D., Wrzeciennik ściernicy szlifierki do otworów, Patent PRL nr 60611.
3. Kwapisz L., Lewandowski D., Socha R., Teodorczyk J., Wrzeciennik ściernicy szlifierki, – Patent PRL 93562.
4. Kwapisz L., Lewandowski D., Die spindellagerung von Schleifmaschinen fur die Schnelzerspanung – Werkzeug Machine International, Vogel-Verlag, nr 2,1974.
5. Lewandowski D., Wrzeciennik ściernicy szlifierki, Patent PRL nr 112483.
6. Lewandowski D., Krępski M., Szybkoobrotowe elektrowrzeciona szlifierskie z automatyczną kompensacją szczelin w łożyskach aerostatycznych, Mechanik nr 12/79.
7. Krępski M., Metoda obliczania układu łożyskowego wrzecion szlifierek z aerostatycznymi łożyskami zawieszonymi na membranach, Praca doktorska, PŁ, 1982.
8. Kwapisz L., Krępski M., Lewandowski D. i inni, Łożyskowanie gazostatyczne wrzecion wysokoobrotowych n>100 000 obr/min, – CPBP-02.04, 1986-1991, Archiwum Instytutu Obrabiarek i TBM PŁ.
9. Kwapisz L., Lewandowski D., Krępski M, i inni, Rozwiązanie problemu łożyskowania wrzecion szlifierskich z elektrycznym napędem bezpośrednim lub pasowym dla prędkości obrotowych 3-120 tys. obr/min. Sprawozdanie z I-go etapu pracy n-b. wykonanej w Instytucie Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn Politechniki Łódzkiej, 1980, (praca niepublikowana).
10. KWAPISZ L., KRĘPSKI M., LEWANDOWSKI D. i inni, Łożyskowanie gazostatyczne wrzecion wysokoobrotowych n>100 000 obr/min, – CPBP-02.04, 1986-1991, Archiwum Instytutu Obrabiarek i TBM PŁ,
11. Kwapisz L., Lewandowski D., Krępski M., i inni, Konstrukcja, prototypy i badania elektrowrzecion n=160-180 tys. obr/min łożyskowanych aerostatycznie, Sprawozdanie z opracowania projektu badawczego KBN nr 7 0 450 91 01, 1993.
12. Lewandowski D., Łożyskowanie aerostatyczne szybkobieżnych zespołów wrzecionowych, Zeszyty Naukowe nr 753 – Rozprawy Naukowe, z.228, Politechnika Łódzka, 1996.
13. Lewandowski D., Krępski M., Zmiany konstrukcji wrzeciona poprawiające właściwości wysokoobrotowego elektrowrzeciona szlifierskiego z łożyskowaniem aerostatycznym, materiały XX Sympozjonu PKM, Opole, 2001.
14. Lewandowski D., Krępski M., Konstrukcja i właściwości eksploatacyjne typoszeregu elektrowrzecion szlifierskich z łożyskowaniem aerostatycznym, materiały XX Sympozjonu PKM, Opole, 2001.
15. Lewandowski D., Krępski M., Aerostatyczne łożyska stożkowe mocowane podatnie – konstrukcja i właściwości, Tribologia , Nr1/2002.
16. Lewandowski D., Krępski M., Zastosowanie stożkowych łożysk aerostatycznych mocowanych podatnie – konstrukcja i właściwości, Tribologia , Nr1/2002.
17. Mosion D., Pawłowski W., 2011: „Optymalizacja konstrukcji zespołu łożysk aerostatycznych elektrowrzeciona szlifierskiego”, Hydraulika i Pneumatyka, nr 6/2011, s.19÷23.

Key words: aerostatic bearings, bearings fastened flexibly, compensation of exploitational deformations, compensation of executive errors, high-speed electrospindle, solid spindle, internal grinding.