Радиальная гидростатическая опора шпиндельного узла Советский патент 1985 года по МПК B23B19/02 F16C32/06 

111 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станкостроении для опор шлифоваль ных шпинделей, например в заточных станках, шлифовальный круг которьш совершает вращательное и осевое осциллирующее движение. Целью изобретения является повыш ние жесткости и надежности гидроста тической опоры путем точной настрой ки входных гидросопротивлений и уве личения проходных сечений дросселирующих каналов за счет увеличения их длины. На фиг. 1 изображена радиальная опора шпиндельного узла; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - р рез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разр Г - Г на фиг. 1; на фиг. 6 - шпиндельный узел заточного станка. Радиальная гидростатическая опор содержит корпус 1 с установленной в нем пинолью 2 (фиг. 1). В корпусе выполнен кольцевой коллектор 3 и канал 4 подвода смазки. Коллектор 3 герметизирован уплотнительными кольцами 5. В пиноли 2 выполнены ра диальные отверстия 6 (фиг. 2 - 5), выходящие в коллектор 3, и установлена с возможностью углового поворота втулка 7 (фиг. 1), в которой в полнены радиальные каналы 8 подвода для подвода смазки в карманы 9. Количество отверстий 6 в пиноли 2 равно числу карманов 9. На наружной поверхности 10 втулки 7 выполнены кольцевые дросселирующие канавки 11 в количестве, равном числу карманов 9. При этом каждая канавка сое- диняет канал 8 кармана 9 с соответствующим глухим отверстием 12. (фиг. 2 и 3), выполненным на наружной поверхности 10 втулки 7 оппозитно радиальному отверстию 6 в пиноли 2. Перемычки 13 разделяют нача ло и конец каждой дросселирующей канавки 11, причем длины всех канавок 11 между глухим отверстием 12 и радиальным каналом 8 равны. Перемычки 14 отделяют канавки друг от друга и от внутренних полостей пгпин дельного узла. & зоне перемычек 13 и 14 между наружной поверхностью 10 втулки 7 и сопряженной с ней поверх ностью I лноли 2 выполнен минимальны зазор, оСбзспечивающий собираемость узла, но исключающий шишнпе перете 2 ки между полостями с разными давлени ями смазки на параметры опоры. Отверстия 15 во втулке 7 обеспечивают контроль давления в карманах 9. Шпиндель 16 установлен во втулке 7 с зазором Д с возможностью вращения и осевого перемещения. Радиальная гидростатическая опора шпиндельного узла работает следующим образом. Через канал 4 смазка под давлением подается в кольцевой коллектор 3 и по радиальным отверстиям 6 через дросселирующие канавки 11 поступает в несущие карманы 9. За счет гидростатического эффекта шпиндель 16 .центрируется в опоре. Однако проходные сечения дросселирующих канавок 11 и зазоры Д между шпинделем 16 и втулкой 7 невозможно выполнить без отклонений от расчетных значений. При этом гидравлическое сопротивление дросселирующих, канавок 11 не будет равно гидравлическому сопротивлению истечению смазки из несущих карманов 9. Так как при равенстве названных сопротивлений обеспечивается наибольшая жесткэсть опоры, производится настройка сопротивлений на входе в карманы 9 изменением длины рабочей части дросселирующих канавок 11 за счет поворота втулки 7 по часовой стрелке (фиг. 2-5). При этом для всех карманов 9 входное сопротивление линейно уменьшается на одну и ту же величину. После выполнения настройки втулка 7 должна быть заштрихована относительно пиноли 2. Пиноль 2 может быть повернута для ориентации карманов 9 втулки 7 по отношению к направлению действующих сил и зафиксирована относительно корпуса 1. Шпиндель 16 .может совершать вращательное и поступательное, например, осцилирующее движение. Значительная длина дросселирующих канавок обеспечивает высокие динамические качества опоры и линейное изменение сопротивления при pa3BoifoTe втулки, что позволяет точно настроить входные гидросопротивления и достичь наибольшей жесткости гидростатической .onopF.i, На фиг. 6 приведен пример выполнения шпиндельного узла заточного станка, имеющего шпиндель 16 на радиальных гидростатических опорах, шлифовальный круг 17, шкив 18 и мехлнизм

311756

осциллирования 19, выполненный посредством эксцентрика 20, вращение которого осуществляется от.привода станка, передающего через рычаг 21 и радиально-упорный подшипник осциллирующие j движения шпинделю 16. Прижимается шпиндель 16 к эксцентрику 20 в осевом направлении посредством пружины 23.

Подвод смазки в опоры осуществляется посредством штуцеров 24 в кол- (о лектор 3 и по радиальным отверстиям 6 пиноли 2 в глухие отверстия 12 втулок 7, далее по дросселирующей канавке 11В каналы 8 подвода смазки и в карманы 9. Смазка из карманов 9 вы- 15 текает через выходные дроссели 25 и далее по штуцерам 26 в слив.

10. 4

При выполнении дросселирующих канвок 11 бронзовая втулка 7 с окончательно выполненным отверстием, карманами 9, радиальными каналами 8 подвода смазки и глухими отверстиями 12 была установлена на оправку, закрепленную в патроне токарного стака с опорой на задний.центр. Дросселирующие канавки 11 вьшолнены одним и тем же резцом на расчетную глубину от радиального канала 8 до глухого отверстия 12, Нарезанные такш-i образом дросселирующие канавки обеспечили радиальное биение шейки шпинделя в пределах 2 мкм, что соответствует точности изготовления шпинделя.

РАДИАЛЬНАЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКАЯ ОПОРА ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА, содержащая корпус, пиноль с радиальными отверстиями, установленную в расточке корпуса, кольцевой коллектор подвода смазки в радиальные отверстия пиноли, вьптол-. ненные между пинолью и корпусом, втулJf rAtfs wr. -« J л ; h. ку, установленную в расточке пиноли, при этом во втулке выполнены несущие карманы и радиальные каналы подвода смазки в несущие карманы, гидросопротивления, расположенные между коллектором и несущими карманами, о т л и- чающаяся тем, что, с целью повышения жесткости и надежности гидростатической опоры путем точной настройки входных гидросопротивлений и. увеличения проходных линий дросселирующих каналов за счет увеличения их длины, гидросопротивления выполнены в виде кольцевых канавок одинаi ковой длины на поверхности втулки, при этом количество канавок (Л равно числу карманов, а каждая канавка разомкнута перемычками по окружности и отделена от других канавок по оси, причем начало каждой канавки совмещено с радиальным отверстием в пиноли, а конец - с радиальным каналом подвода смазки в несущий карман - ел втулки, которая установлена с возможностью углового поворота в пиноли Од при настройке гидросопротивлений.

1 В в Г

/4 .1

/3,

Фиг.2

В-В

6-6

Фиг.З

г-г