Аэростатический подпятник Советский патент 1989 года по МПК F16C32/06 

стороны основания 1 и имеют камеры 7 наддува и отверстия 8 для полачи сжатого газа в зазор между компенсатором 6 перемещения и основанием 1, Подпятник снабжен регуляторами давления, которые размещены в камерах

7наддува напротив отверстий 8

и образованы пьезоэлектрическими двигателями 9 с запорными иглами 10. Сопла 4 подачи сжатого газа выполнены в пяте 3 и соединены через коллектор 11 подвижного узла с источником 12 сжатого газа, В корпусе оснований 1 выполнены выпускные окна 13 для прохождения отработанного газа в окружающую среду.

Узел стабилизации заз.ора включает датчики 5 линейных перемещений, которые через преобразователь 1А, элемен 15 сравнения, задатчик 16 величины регулируемого зазора и высоковольтны усилитель 17, образующие систему автоматического регулирования, управляют величиной открытия отверстий

8компенсаторов 6 перемещения.

Аэростатический подпятник работает следующим образом.

Из коллектора 11 сжатый воздух поступает в камеры 7 наддува компенсаторов 6 перемещения. В исходном положении отверстия 8 компенсаторов 6 полностью открыты. Воздух из камер

7наддува поступает в зазоры между компенсатором 6 и основанием 1 и далее через выпускные окна 13 выходи в окружающую среду. Из коллектора 11 и сопла 4 подачи сжатого газа воздух поступает в рабочие зазоры между пятой 3 и основанием 1 и через выпускные окна 13 также выходит в окружающую среду, обеспечивая работу аэростатического подпятника с максимальной жесткостью в оптимальном режиме .

При действии внещней осевой нагрузки вал 2 получает осевое смещение, например, в левом направлении (фиг.1). В силу того, что отверстия

8подачи газа в зазоры не являются ограничителями расхода, давление в зазорах не изменяется, а поэтому

не изменяются и подъемные силы аэростатических компенсаторов 6 перемещения вала 2 опоры. В собственно аэростатическом подпятнике зазор между лейым основанием I и пятой 3 уменьшается, а между пр.чвым , основанием 1 и ггятой 3 увеличивает

0

5

п

0

5

0

5

0

5

ся. Давление в зазоре левого основания 1 возрастает и уравновешивает внещнюю нагрузку и реакцию смазочного слоя правого основания, и аэрот- статический подпятник переходит в новое равновесное положение.

При смещении вала 2 зазор между торцом вала 2 и датчиком 5 увеличивается. В результате на последнем возг никает электрический сигнал, который после преобразования и усиления на преобразователе 14 поступает на элемент 15 сравнения, где он сравнивается с сигналом задатчика 16 величины регулируемого зазора. Сигнал рассогласования, возникающий на элементе 15 сравнения, поступает на высоковольтный усилитель 17 и далее на одну из групп параллельно подключенных пьезоэлектрических двигателей 9 в зависимости от знака рассогласования между сигналом датчика 5 осевого положения вала 2 и сигналом задатчика 16. В данном случае сигнал управления поступает на пьезоэлектрические двигатели 9, установленные справа от основания 1.

Запорные иглы 10 уменьшают площади проходных сечений отверстий 8 правого компенсатора 6 перемещения пропорционально величине смещения вала 2. Давление в зазоре правого аэростатического компенсатора 6 уменьшается, а следовательно, уменьшается и его подъемная сила. Под действием разности подъемных сил левого и правого компенсаторов вал 2 точно смещается в невозмущенное положение без осевых колебаний за счет стабилизирующего действия жесткости собственно аэростатического подпятника.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить диапазон воспринимаемых нагрузок на величину подъемной силы аэростатического компенсатора осевого смещения, обеспечивая при этом высокую точность обработки деталей.

Формула изобретения

Аэростатический подпятник, содержащий основание, подвижный узел, выполненный за одно целое из вала и пяты, сопла подачи сжатого газа в рабочий зазор и узел стабилизации зазора в виде датчиков линейных перемещений и электричес:ки связанных с нини компенсаторов перемещения, о г - личающийс я тем, что, с целью расширения диапазона воспринимаемых нагрузок и обеспечения обработки особо чистых поверхностей, он снабжен регуляторами давления, при этом компенсаторы перемещения установлены на валу подвижпого узла с зазорами относительно тыльной сто

5308556

роны основания, в компенсаторах перемещения выполнены камеры наддува и отверстия для подачи сжатого газа в зазор между компенЬаторамн перемещения и основанием, причем регуляторы давления размещены в камерах налдува напротив отверстий подачи сжатого газа, а сопла подачи сжатого

1Q газа выполнены в пяте.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях опорных узлов суперпрецизионных станков для обработки особо чистых поверхностей. Цель изобретения - расширение диапазона воспринимаемых нагрузок и обеспечение возможности обработки особо чистых поверхностей. Аэростатический подпятник содержит основание, подвижный узел, выполненный за одно целое из вала и пяты, сопла подачи сжатого газа в рабочий зазор, и узел стабилизации зазора в виде датчиков линейных перемещений и электрически связанных с ним компенсаторов перемещения. Компенсаторы перемещения установлены на валу подвижного узла с зазорами относительно тыльной стороны основания. В компенсаторах перемещения выполнены камеры наддува и отверстия для подачи сжатого газа в зазор между компенсаторами перемещения и основанием. Подпятник снабжен регуляторами давления, которые размещены в камерах наддува напротив отверстий подачи сжатого газа, а сопла подачи сжатого газа выполнены в пяте. Компенсатор позволяет увеличить диапазон воспринимаемых нагрузок и повысить точность обработки за счет обеспечения возврата вала аэростатического подпятника в невозмущенное положение без колебаний. 6 ил.

Л. 5

k-k k

г-д ГУ г -тт

6 г фиг.1

Л

Г , .л

-1 h

F

-тт

6 г фиг.1

Фиг,2

г-г

2;3

Фиг,

,

Л-А

фиг. 6