Шпиндельный узел Советский патент 1987 года по МПК B23B19/02 

23 н 24. Пространство мелсду . элементами оребрения заполнено ферромагнитной жидкостью, а на наружной конической поверхности втулки 6 размещена электромагнитная катушка 22. Шпиндель 2 установлен на радиально- осевых гидростатических опорах 3 и 4 и с помощью шарнира Гука 21 кинематически связан с приводным валом 5. Для угловой переориентации шпинделя 2 отключают ток в электромагнитной

1 .

Изобретение относится к станкостроению, а именно к шпиндельным узлам с изменяемой осью вращения и управляемым осевым перемещением шпинделя ,,

Целью изобретения является расширение технологических возможностей шпиндельного узла путем изменения углового положения оси шпинделя.

На чертеже схематически изображен шпиндельньш узел, разрез.

Шпиндельный узел состоит из цилиндрического корпуса 1, шпинделя 2, правой 3 и левой 4 гидростатических опор, вала 5 привода, конической втулки 6, элементов 7-12 оребрения, расположенных на конической втулке 6, и элементов 13-18 оребрения, расположенных на цилиндрическом корпусе 1, конической пружины 19, подвижного клина 20, шарнира Гука 21, электромагнитной катушки 22, кольцевых уплотнений 23 и 24, рядов шариков 25 и 26, поршня 27 материала 28 с большим удельным весом, размещенного в полости поршня 27 цилиндрической втулки 29, с подвижной посадкой на конической втулке 6, накидной гайки 30, резьбового стержня 31 на клине 20, взаимодействующего с гайкой 32, стаканообразной втулки 33, соединительной втулки 34 и стяжнрй гайки 35. Гидростатические опоры 3 и 4 снабжены несущими карманами радиального и упорного подшипников, обеспе- чивакнцими условия для уравновешивани шпинделя 2 смазкой под давлением. Вал 5. привода расположен соосно шпин37227

катушке 22., воздействуют клином 20 на пружину 19 и расклинивают ее витки, а враш,ением цилиндрической втулки 29 перемещают клин 20 по продольному пазу, тем самым разворачивая цилиндрический корпус 1. После этого подключают электромагнитную катушку 22 к источнику электрического тока, что обеспечивает жесткую фиксацию положения оси шпинделя 22 в пространстве, 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

5

0

5

0

35

2

делю 2. Коническая втулка 6 сориентирована соосно цилиндрическому корпусу 1. Элементы 7-12 оребрения чередуются с элементами 13-18 оребрения и установлены с зазором между собой. Элементы оребрения выполнены со сферическими поверхностями, расположенными параллельно между собой. Сфера элементов оребрений образована радиусом из одного центра кривизны, расположенного на пересечении геометрической оси шпинделя 2 и образующей конической втулки 6. Пружина 19 вз аимо- действует с цилиндрическим корпусом 1 и конической втулкой.6. Клин 20 взаимодействует с пружиной 19 путем расклинивания витков в радиальном направлении. Шарнир Гука 21 соединяет вал 5 привода и шпиндель 2 через втулку 34, причем ось поворота шарнира р йсположена на пересечении образующей конической втулки 6 и геометрической оси шпинделя 2. В зазорах между элементами оребрения размещена смесь из ферромагнитного порошка и мап1инного масла. На конической втулке с внешней стороны размещена электромагнитная катушка 22, магнитное поле которой при пропускании электрического тока через катушку 22 взаимодействует с упомянутой смесью. Кольцевые уплотнения 23 и 24 установлены между крайними элементами 12 и 18 оребрения, а также между элементами 7 и 13 оребрения. Между этими элементами оребрения установлены опорные ряды шариков 25 и 26. Поршень 27 выполнен полым и частично наполней материалом 28. Клин 20 установлен в пазу цилиндрической втулки 29, при этом втулка консольно установлена на конической втулке 6 с возможностью вращения относительно конической втулки 6 и стопорится накидной гайкой 30. Продольный паз на цилиндрической втулке 29 обеспечивает условие для перемещения клина 20 по винтовой линии пружины 19. Гайка 32 и резьбовой стержень 31 предназначены для перемещения клина 20 в радиальном направлении относительно пружины 19. Коническая пружина 19 установлена большим основанием на.торцовой выточке втулки 6, а меньшим - на торцовом- выступе стяжной гайки 35-. Гайка 35 навернута на стаканообраз- ную втулку 33, которая связана с цилиндрическим корпусом 1. Пружина 19 выполнена с конусностью, равной конусности конической втулки 6, и служит элементом центрирования конической втулки 6 относительно оси шпинделя 2. Крайние элементы 7 и 12 оребрения снабжены круговой канавкой на сферической торцовой поверхности для размещения шариков, при этом ка35

40

навки выполнены на поверхности, обра- зо и через нее электрического тока, щенной в сторону соседних элементов оребрения и удаленных от основания, элементов оребрения на расстояние 2/3 высоты элемента оребрения. Элементы оребрения, установленные на конической втулке 6, и элементы оребрения, установленные на цилиндрическом корпусе, выполнены с переменной высотой, при этом их вершины формируют конусность, равную 2/3 величины конусности конической втулки 6. Электромагнитная катушка 22 размещена в круговой канавке, основание которой расположено параллельно конической поверхности на внутренней стороне конической втулки 6, при этом ширина канавки равна длине участка, на котором размещены элементы оребрения. Втулка 34 снабжена шлицами для осевого перемещения шпинделя 2 и имеет шлицевое соединение с хвостовиком шарнира 21. На переднем торце конической втулки 6 размещена зажимная гайка 36, а на торце цилиндрического корпуса 1 установлена зажимная гайка 37 для фиксации элементов оребрений.

В процессе работы шпиндельного узла с управляемым осевым перемещеДля задания углового положения продольной оси шпинделя 2 отключают электрический ток в электромагнитно катушке 22 и затем поворачивают цилиндрический корпус 1 посредством клина 20. Для этого перемещают клин 20 в радиальном направлении с помощью резьбовой гайки 32 резьбового стержня 31 и вращения цилиндрическо втулки 29, консольно установленной на конической втулке 6.

После задания соответствующего углового положения шпинделю 2 произ водят подключение электромагнитной 4g катушки 22 к источнику электрическо го тока (не показан). Размещение уплотнительных элементов 23 и 24 между элементами оребрения предотвращает утечку смеси ферромагнитног порошка и машинного масла.

Опорные ряды шариков 25 и 26 обеспечивают подвижность цилиндрического корпуса 1 относительно кони ческой втулки 6 при настройке углов го положения шпинделя 2.

50

55

Формула -изобретени

1. Шпиндельный узел, шпиндель которого выполнен в виде поршня с

нием шпинделю 2 задают вращение посредством вала 5 привода через шарнир 21 и втулку 34 и подают смазку под давлением в несущие карманы гидростатических опор 3 и 4. Кроме того, под давлением подается рабочая среда в левую или правую полость цилиндрического корпуса, образуемую поршнем

д шпинделя для его осевого перемещения. Удары поршня в крайних положениях снимаются кольцевыми торцовыми канавками упорного подшипника на гидростатических опорах 3 и А. Вращению шпин5 деля с. увеличенной кинет ической энергией способствует материал 28, который на больших о боротах приобретает форму кольца, обеспечивая дополнительное движение шпинделя при отQ ключенном состоянии приводного вала. Фиксированное положение корпуса 1 относительно конической втулки 6 обеспечено действием смеси из ферромагнитного порошка и машинного мас5 ла. Эта смесь гарантирует жесткую

связь цилиндрического корпуса 1 и конической втулки 6 под действием магнитного поля, образуемого электро- магнитной катушкой 22 при пропуска

и через нее электрического тока,

Для задания углового положения про - дольной оси шпинделя 2 отключают электрический ток в электромагнитной катушке 22 и затем поворачивают цилиндрический корпус 1 посредством клина 20. Для этого перемещают клин 20 в радиальном направлении с помощью резьбовой гайки 32 резьбового стержня 31 и вращения цилиндрической втулки 29, консольно установленной на конической втулке 6.

После задания соответствующего углового положения шпинделю 2 производят подключение электромагнитной катушки 22 к источнику электрического тока (не показан). Размещение уплотнительных элементов 23 и 24 между элементами оребрения предотвращает утечку смеси ферромагнитного порошка и машинного масла.

Опорные ряды шариков 25 и 26 обеспечивают подвижность цилиндрического корпуса 1 относительно конической втулки 6 при настройке углового положения шпинделя 2.

и через нее электрического тока,

Формула -изобретени

1. Шпиндельный узел, шпиндель которого выполнен в виде поршня с

двумя штоками, установленными на гидростатических радиально-осевых опорах, размещенных в расточке цилиндрического корпуса, причем шпиндель кинематически связан с валом привода, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем изменения углового положения оси шпинделя, узел снаб- ig торая выполнена на конической втул- жен конической втулкой, которая охва- ке, а меньшим осно.ванием - на тор- аъшает корпус, установ лена соосно цовом выступе, который выполнен на

торая консольно устаиов:гена на кони ческой втулке с возможностью вращения и фиксации посредством одной из гаек, а на поверхности цилиндрической втулки выполнен сквозной паз, совпадающий с винтовой линией пружины, которая установлена большим основанием на торцовой выточке, кос ним и выполнена из магнитопроводя- щего материала, элементами оребрения размещенными на наружной поверхности корпуса и на внутренней поверхности конической втулки, при. этом поверхности элементов- оребрения выполнены сферообразными, радиусы сфер которых проведены из одного центра кривизны, расположенного на пересечении оси шпинделя и образующей конической втулки, причем каждый элемент оребреА. Узел ПОП.1, отличающийся тем, что каждый ряд опорных шариков установлен в круговой, канавке, которая выполнена на сфериния конической втулки расположен с чередованием с каждым элементом ореб- 25 ческой торцовой поверхности элемен- рения корпуса, при этом в узел вне- тов оребрения, обращенной в сторону

соседнего элемента оребрения, и удалена от основания элемента оребрения

дены коническая пружина, установленная на корпусе со стороны вала привода и предназначенная для взаимодействия с конической втулкой, клин, установленный с возможностью расклинивания витков конической пружины в осевом направлении, шарнир Гука, связывающий приводной вал со шпинделем, электромагнитная катушка, кольцевое уплотнение и два ряда опорных шариков, установленных На крайних, элементах оребрения, причем полости между элементами оребрения заполнены ферромагнитной жидкостью.

на расстояние 2/3 высоты упомянутого 30 элемента оребрения.

1

отличаю2.Узел по п.

щ и и с я тем, что ось шарнира Гука расположена на пересечении оси шгшн- деля и образующей конической втулки.

3.Узел ПОП.1, отличающий с я. тем, что он снабжен цилиндрической втулкой, двумя гайками и стаканообразной втулкой, при этом клин выполнен в виде резьбового стержня со столорной гайкой, закрепленной на цилиндрической втулке, коРедактор Э..Слиган

5.Узел ПОП.1, отличающийся тем, что элементы оребрения, установленные на конической

35 втулке и на цилиндрическом корпусе, выполнены переменной высоты, при этом вершины элементов оребрения расположены на конической поверхности с конусностью, равной 2/3 величины

40 конусности конической втулки.

6.Узел ПОП.1, отличающийся тем, что электромагнитная катущка установлена .в круговой канавке,-которая выполнена на наружной

45 поверхности -конической втулки, причем основание последней расположено пар-аллельно упомянутой поверхности на внутренней стороне конической втулки, а щирина кан-авки равна длине

5Q участка, на котором размещены элементы оребрения. Составитель В. Панфилов

Техред М.Дидык Корректор с. Шекмар

Заказ 4081/14 Тираж 785 -Подписное ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Прои ЗЕодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

торая выполнена на конической втул- ке, а меньшим осно.ванием - на тор- цовом выступе, который выполнен на

торая консольно устаиов:гена на конической втулке с возможностью вращения и фиксации посредством одной из гаек, а на поверхности цилиндрической втулки выполнен сквозной паз, совпадающий с винтовой линией пружины, которая установлена большим основанием на торцовой выточке, ковторой гайке, установленной на ста- канообразной втулке, причем послед

няя жестко связана с корпусом, а пружина выполнена с конусностью, равной конусности конической втулки, и предназначена для центрирования конической втулки относительно оси шпинделя.

А. Узел ПОП.1, отличающийся тем, что каждый ряд опорных шариков установлен в круговой, канавке, которая выполнена на сферической торцовой поверхности элемен- тов оребрения, обращенной в сторону

на расстояние 2/3 высоты упомянутого 30 элемента оребрения.

Изобретение относится к станкостроению, а именно к шпиндельным узлам с изменяемой осью вращения и 19 29 4 30 25 управляемым осевым перемещением шпинделя. Целью изобретения является расширение технологических возможностей шпиндельного узла. Указанная цель достигается благодаря выполне- . нию цилиндрического корпуса 1 с элементами 7-12 оребрения сферообраз- ной формы, размещенными на конической втулке 6, на внутренней поверхности которой выполнены идентичные элементы 13-18 оребрения. Расположение элементов оребрения принято в последовательном чередовании корпусных за элементами конической втулки 6 и между крайними элементами оребрения установлено по ряду опорных шариков 25 и 26 с уплотнением 6, 22 f6 . «е сл со со to N5