Пневматическое уплотнение шпинделя Советский патент 1991 года по МПК F16J15/44 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в высокоскоростных шпиндельных узлах, оснащенных гидростатическими подшипниками, особенно для тяжелых металлорежущих станков фрезерно-расточной группы.

Целью изобретения является повышение технологичности и снижение металлоемкости пневматического уплотнения шпинделя.

На фиг.1 показано предлагаемое пневматическое уплотнение, разрез; на .фиг.2 - развертка внутренней поверхности плавающей втулки; на фиг.З - плавающая втулка, вид с торца.

Пневматическое уплотнение шпинделя 1 (фиг.1), установленного в корпусе 2 на гидростатических подшипниках 3, карманы 4 несущих опор которых через управляющие устройства 5 подключены к источнику гидравлического питания, содержит кольцевые дренажную 6 и уплотняющую полости. В уплотняющей полости установлена плавающая кольцевая втулка 7, образующая со шпинделем 1 уплотняющий зазор 8, а с уплотняющей полостью - камеру 9 напорного пневматического давления, соединенную подводной пневмолинией 10 через блок 11 подготовки воздуха и клапан 12 с пневмосетью. В плавающей втулке 7 на наружной поверхности выполнена кольцевая выборка, имеющая две торцовые внутренние стенки 13. Полость кольцевой выборки снаружи непосредственно сообщается с камерой 9 напорного пневматического давления. На

сл

о о

внутренней поверхности 14 плавающей втулки 7 выполнены карманы аэростатических радиальных опор в виде микроканавок 15, размещенные вдоль оси двумя рядами. Опоры, расположенные в соседних рядах, смещены одна относительно другой в шахматном порядке (фиг.2). В средней части каждой микроканавки выполнены дроссельные отверстия 16, через которые микроканавки 15 сообщаются с камерой 9 напорного пневматического давления через полость кольцевой выборки.

На наружных торцах плавающей втулки 7 выполнены карманы опор аэростатических подпятников, представляющие собой сплошные круглые икроканавш 17 (фиг.З). Каждая микроканавкэ через два дроссельных отверстия 18 сообщается с камерой 9 напорного пневматического давления через полость кольцевой выборки.

Микроканавки 17 аэростатического подпятника отделены от камеры 9 напорного давления кольцевыми дренажными канавками 19, сообщающимися каналами 20 со сливом. Камера 9 напорного давления отделена от дренажной канавки 19 щелевым уплотнением 21, образованным наружными торцами плавающей втулки 7 и внутренними торцами уплотняющей полости.

На уплотнительном цилиндрическом пояске 22, примыкающем к технологической зоне, выполнена кольцевал канавка 23, в нижней части которой имеется выходное отверстие 24, сообщающееся со сливом.

При включении станка в карманы 4 гидростатического подшипника 3 подается смазочная жидкость, которая вытекает из подшипника в дренажную полость 6. Сжатый воздух подается от источника в камеру 9 напорного давления, а из нее по дроссельным отверстия 16 и 18 в карманы (микрокз- навки 15 и 17) аэростатических опор и подпятников. Происходит равномерное всплытие плавающей втулки 7 на воздушных зазорах относительно шпинделя 1 и боковых поверхностей уплотняющей полости. При этом воздух из микроканавок 15 выходит через зазоры между плавающей втулкой

7 и шпинделем 1 в дренажную полость 6 под давлением, превышающим величину подпорного давления на сливе, что предотвращает возможность прохода смазочной жидкости в противоположном направлении.

Другая часть воздушного потока проходит через уплотнительный поясок 22 в кольцевую канавку 23 и на слив, а частично-непосредственно наружу в технологическую зону, препятствуя возможности попадания из нее

загрязненных частиц. Из карманов (микроканавок 17) аэростатических подпятников воздух частично выходит вместе с воздухом из микроканавок 15, как указано выше, а частично через дополнительные дренажные

канавки 19 - на слив.

Формула изобретения Пневматическое уплотнение шпинделя, содержащее расположенную в корпусе

кольцевую дренажную полость и кольцевую уплотняющую полость, соединенную с пневмосетью и ограниченную с двух сторон цилиндрическими поясками, установленную в уплотняющей полости плавающую

втулку, образующую наружной поверхностью с корпусом камеру напорного давления, сообщенную с аэростатическими опорами на внутренней поверхности плавающей втулки, опоры аэростатических подпятников, дренажные кольцевые канавки, отделенные торцовыми щелями от камеры напорного давления, подшипниковый узел, отличающееся тем, что, с целью повышения технологичности и снижения

металлоемкости, на наружной поверхности плавающей втулки имеется кольцая выборка, а опоры аэростатических подпятников выполнены на торцовых поверхностях плавающей втулки и соединены с выборкой через дроссельные отверстия.

11

Фиг

Изобретение может быть использовано в высокоскоростных шпиндельных узлах, оснащенных гидростатическими подшипниками. Цель изобретения - повышение технологичности и снижение металлоемкости пневматического уплотнения, В корпусе 2 имеется кольцевая дренажная полость(П) 6. Кольцевая уплотняющая П соединена с пневмосетью и ограничена с двух сторон цилиндрическими поясками 22. В уплотняющей П установлена плавающая втулка 7, образующая наружной поверхностью с корпусом 2 камеру 9 напорного давления, сообщенную с аэростатическими опорами на внутренней поверхности 14 втулки 7. Дренажные кольцевые канавки 19 отделены торцовыми щелями от камеры 9 На наружной поверхности втулки 7 имеется кольцевая выборка. Опоры ас ростатических подпятников выполнены на торцовых поверхностях втулки 7 и соединены с выборкой через дроссельные отверстия 16. 3 ил, СП

ffi /7