Гидростатическая опора Советский патент 1987 года по МПК F16C32/06 

1135039

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к гидростатическим опорам.

Цель изобретения - расширение тех- нологических возможностей опоры за счет стабилизации углового смещения цапфы опоры.

На фиг.1 изображена конструкция гидростатической опоры, осевое се- IQ чение; на фиг.2 - схема соединения несущих карманов между собой.

Гидростатическая опора состоит из двух половинок втулки 1 с несущими карманами 2-17, охватывающими цап- 15 конусом и перпендикулярна ей.

фу 18. Во втулке 1 расположены каналы При известном радиусе R цапфы вала

19 для подвода жидкости в карманы

2-17 и каналы 20 для отвода утечек.

Втулка 1 и цапфа I8 вала выполнены

половину длины цапфы можно определить как

L/2 Rtg i.

с рабочими поверхностями в форме двух 20 где об - угол при вершине ко нусного

встречно-направленных основаниями конусов. Каждая из конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков 21 и 22, расположенных под углом ((6 - Ч )-, один из которых 21 со стороны цапфы вала расположен к продольной оси опоры под углом d , большим угла Ч расположения к продольной оси опоры смежного участка 22. В обеих по- ловинках втулки 1 имеются кольцевые канавки для слива утечек. Питание , опоры осуществляется через гидравлический дроссель подводом жидкости с двумя рядами карманов 2-17, расположенных на конусных поверхностях втулки 1 .

Количество карманов в одном ряду гидростатической опоры должно быть Кратно четырем, поскольку они соединены попарно, причем два кармана 17 и 9 у основания на каждой из конусных поверхностей попарно соединены с карманами 11 и 7, каждый из которых расположен в плоскости продольного сечения, проходящей через соединяемый с ним карман, при вершине этой же конусной поверхности на образующей, перпендикулярной образующей, на которой расположен соединяеь-гый с ним карман, другая пара карманов 10 и 8, у основания на каждой конусной поверхности попарно, соединена с карманами 6 и 15, каждый из которых, расположен в плоскости продольного сечения, проходящей через соединямый с ним карман при вершине другой конусной поверхности на образующей, перпендикулярной образующей, на которой размещен соединяемый с ним карман. Предлагаемая конструкция гидростатической опоры и расположение карманов обеспечивают условие, что в любом осевом сечении опоры нормаль к образующей одного из конусов, опущенная- из места сопряжения конуса с валом, проходит через место сопряжения с валом другого конуса и перпендикулярна его образующей, а также и нормаль к участку 22 одного их конуса, опущенная из места сопряжения участка с конусом, проходит через место сопряжения другого участка совстречным

половину длины цапфы можно определить как

L/2 Rtg i.

участка 21, равно, как и угол между радиусом вала и перпендикуляром к образующей конусного участка 21, опущенным из места сопряжения конусного 25 участка 2 с валом. Тогда полная длина образующей конуса (без учета дополнительно выполненного участка) равна

А 30 COS d cos ((,

Длина перпендикуляра до центра цапфы через радиус цапфы вала запишется как

35

С cos (

а длина образующей конусного участка 21, оставшаяся после выполнения, участка 22, равна

а , 40 . COS ai

где Ч - угол между образующими участка 22 и конусного участка 21, равно, как и угол между перпендикуляром и перпендикуляром к участку 22, 45 опущенным из места его сопряжения с

конусным участком 21. |

Ширину В участка 22 можно записать

В (А - а) cos л

) cos (i

Угол между образлпощими участка 22 и конусного участка 21 определяется следующим образом;

4 arctg ,

где В - ширина участка 22;

R - радиус меньшего основания

или цапфы вала; ei - угол при вершине конуса.

Опора работает следующим образом.

При возникновении прогиба детали, вызванного ее механической обработкой, опирающаяся на опору деталь поворачивается вместе с цапфой на некоторый угол , величина которого зависит от стрелки прогиба детали. Вследствие расположения карманов зазор в каждом кармане меняется одноз- начно, т.е. либо увеличивается для карманов 3, 5, 7 и 9, либо уменьшается для карманов 2, 4, 6 и 8, лежащих в полости прогиба детали. При этом силы, противодействующие возмущающему

угловому повороту, создаются избыточ- 20 поверхностями в форме двух встречноным давлением в карманах 2, 4, 6 и 8 и разрежением (т.е. понижением давления) в карманах 3, 5, 7 и 9 и стремятся вернуть цапфу в исходное положение, поворачивая ее вокруг центра опоры.

Таким образом, предлагаемая конструкция гидростатической опоры обеспечивает повышение жесткости как в осевом, так и в радиальном направлении, позволяет добить ся нового технического эффекта, стабилизировать

каждая из конусных рабочих поверхнос тей выполнена из двух участков, расположенных под углом друг к другу, и один из которых со стороны цапфы

положение оси детали в условиях углового поворота, вызываемого прогибом 5вала расположен к продольной оси детали. Действие предлагаемой гидро-опоры под углом, большим угла распо- статической опоры в качестве проме-ложения к продольной оси опоры смеж- жуточной опоры (люнета) при механи-ного участка.

ческой обработке можно сравнить по эффекту с.действием опоры в виде защемления,

Предлагаемая гидростатическая опора обеспечивает расширение технологических возможностей гидростатической опоры за счет стабилизации углового смещения оси цапфы, что позволя- ет использовать ее, например, в качестве опор шпинделя металлорежущего станка или промежуточной опоры при механической обработке длинномерных деталей.,

15

Формула изобретения

Гидростатическая опора, содержащая втулку и цапфу вала с рабочими

направленных основаниями конусов, а также два ряда равномерно расположенных по окружности на каждой .из конусных поверхностей и соединенных попарно между собой и с. источником подачи рабочей среды под давлением несущих карманов, количество которых в ряду кратно четырем, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей,

каждая из конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков, расположенных под углом друг к другу, и один из которых со стороны цапфы

вала расположен к продольной оси опоры под углом, большим угла распо- ложения к продольной оси опоры смеж- ного участка.

/ OHt/cA

/(

фиг. 2

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к конструкциям гидростатических опор. Целью изобретения является расширение технологических возможностей опоры. Опора состоит из втулки 1 и цапфы 18, вала с рабочими поверхностями в форме двух встречно-направленных и сопряженных большими основаниями усеченных конусов, а также двух рядов, соединенных попарно несущих карманов 2-9. Каждая из конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков 21 и 22. Каждый из них расположен к продольной оси под своим углом, отличным от смежного участка. Т.к. несущие карманы соединены каналами, происходит выравнивание давления в полости тех карманов, за-, зор которых меняется однозначно, т.е. либо увеличивается, либо уменьшается. Избыток давления в одной группе карманов и разрежение давления в другой группе ка.рманоБ приводит к созданию момента сил, противодействующих возмущающему угловому повороту цапфы вот круг центра опоры. Величина момента тем больше, чем больше величина углового поворота. За счет того, что при работе угловые и линейные отклонения положения оси цапфы сводятся к минимуму, реализуется стабилизация углового смещения оси детали в опоре при прогибе детали в результате ее механической обработки. 2 ил. (Л с 1в