Динамометрическая подшипниковая опора Советский патент 1992 года по МПК B23B19/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, и может быть использовано преимущественно в шпиндельных узлах коробок скоростей и подшипниковых узлах механизмов станков, выполненных на базе гидростатических подшипников скольжения.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается за счет повышения чувствительности изменения радиальной составляющей силы резания.

На фиг. 1 изображена динамометрическая подшипниковая опора, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - корпус упругого элемента со съемным наконечником; на фиг. 5 - вид В на фиг 4, на фиг. 6 - мембрана.

Динамометрическая подшипниковая опора содержит корпус 1 с несущими карманами 2. На торце корпуса 1 выполнены камеры 3, по изменению давления в которых можно судить об изменении давления в несущих карманах 2, связанные с карманами дросселирующими каналами 4. Упругий элемент выполнен по числу несущих карманов подшипника сборных конструкций, в состав каждой из которых входят полый стержень 5 с неразъемным сферическим наконечни- ком°6 с его протяженной стороны и деформируемой частью 7 с размещенными на ее внутренней стороне датчиками 8 и съемным наконечником 9 - с другой стороны Для создания натяга в деформируемой части 7 полого стержня 5 использован механизм регулирования натяга, состоящий из вмонтированной с корпус 10 шпиндельной бабки втулки 11, в которой размещен подвижный в направлении, перпендикулярном оси корпуса, регулировочный винт 12 с микрометрической резьбовой поверхностью с одной стороны и с опорШУй конической поверхностью - с другой стороны. Конической поверхностью винт 12 взаимодействует с неразъемным сферическим наконечником 6 полого стержня 5 упругого элемента, Крепление втулки 11 к корпусу 10 шпиндельной

VI

Ј

СлЭ 00 Сл)

бабки осуществляется винтами 13, На цилиндрической части регулировочного винта 12 установлены уплотнительные кольца 14 Полые стержни 5 упругих элементов размещены в единой обойме 15 так, что их съемные наконечники 9 через мембраны 16, защемленные между корпусом 1 подшипника и 17, взаимодействуют с камерами 3 подшипника скольжения. От поворота полых стержней 5 в обойме 15, предотвращающего разрыв соединительных проводов 18 датчиков 8, в обойме 15 запрессованы штифты 19, входящие в паз наружной цилиндрической поверхности корпуса. Обойма 15 винтами 20 жестко соединена с корпусом 1 подшипника. Натяг в сопряжениях коническая поверхность винта 12 - неразъемный наконечник 6 полого стержня 5 - съемный наконечник 9 - мембрана 16 - камера 3 подшипника при обратном ходе винта 12 обеспечивается пружиной 21, жестко закрепленной на торце обоймы 15 и входящей в кольцевой паз полого стержня 5 упругого элемента. Датчики 8 соединительными проводами 18 связаны с усилительно-преобразовательным блоком 22.

Деформируемая часть 7 полого стержня 5 упругого элемента выполнена в виде тонкостенной сферической поверхности радиусом, превышающим радиус цилиндрической части полого стержня 5, ограниченной с обеих сторон равноудаленными от оси торцовыми поверхностями, образующими сферическое кольцо с размерами, наприR, мер, Нд ч 2 RK и Вд ч -у-, где Рд ч и

Вдч - радиус и ширина сферической наружной поверхности деформируемой части корпуса упругого элемента; R - радиус цилиндрической (недеформируемой) части полого стержня 5 упругого элемента. При этом полый стержень 5 упругого элемента вместе с неразъемным сферическим наконечником 6 и деформируемой частью 7 изготовлены из материалов обладающих упругими свойствами.

Съемный наконечник 9 изготовлен в виде тела вращения со сферической поверхно- стью контакта из материала с низкой теплопроводностью.

Мембрана 16 изготовлена в виде тонкостенной оболочки из материала, обладающего упругими свойствами, с выпуклой вниз по отношению к камерам 3 подшипников центральной частью, облегающей сферическую поверхность контакта съемного наконечника 9, и сопряженными с ней симметричными периферийными частями противоположной выпуклости меньшего радиуса кривизны.

Упругие элементы в собранном виде с наклеенными датчиками размещаются в

обойме 15 и с помощью штифтов 19 ориентируются в ней. Пружины 21 крепятся к торцу обоймы 15 Мембраны 16 размещаются между торцами камер 3 и крышками 17. Обойма 15 в сборе размещается в кольце0 вой расточке корпуса 10 шпиндельной бабки так, что упругие элементы своими Наконечниками 9 соприкасаются с мембранами 16. Обойма жестко крепится к корпусу 1 подшипника винтами. Механизмы регули5 рования натяга размещаются в радиальных отверстиях корпуса 10 так, что регулировочные винты 12 своими коническими поверхностями взаимодействуют с наконечниками б упругих элементов. Втулки 11 винтами 13

0 жестко крепятся к корпусу 10 шпиндельной бабки. Вращением винтов 12 создается натяг в деформируемых частях 7 упругих элементов, фиксируемый по показаниям усилительно-преобразовательного блока

5 22. Во время обработки детали сила резания действует через шпиндель на гидростатический радиально-упорный подшипник, вызывая изменения давления в его торцовых и радиальных несущих карманах и, соответст0 венно, в соединенных с ними дросселирующими каналами 4 камерах 3. Изменение давления в камерах 3 вызывает деформации мембран 16, передаваемых через наконечник 9 на деформируемую часть 7 полого

5 стержня 5. Деформации части 7 воспринимаются наклеенными на ее внутреннюю поверхность датчиками 8, преобразуемыми в электрический сигнал, поступающий на вход блока 22.

0 Формула изобретения

1. Динамометрическая подшипниковая опора, содержащая корпус подшипника с несущими карманами, упругий элемент, датчик деформации упругого элемента и вы5 полненные в корпусе камеры, соединенные с несущими карманами через дросселирующие каналы, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, камеры выполнены на торце

0 корпуса подшипника, а число упругих элементов равно числу несущих карманов, причем каждый упругий элемент выполнен в виде полого стержня, один конец которого выполнен сферическим и предназначен для

5 взаимодействия с введенным в опору механизмом регулирования натяга, а другой конец - в виде тонкостенной сферической оболочки с установленным на ней наконечником, предназначенным для взаимодействия с введенной в опору мембраной при

этом на внутренней поверхности оболочки расположены датчики, а мембрана установлена в камере.

2. Опора поп 1,отличающаяся

полней в виде установленного в корпусе винта с конической поверхностью, предназначенной для взаимодействия со сферическим концом упругого эле

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при разработке опор механизмов станков, выполненных на базе гидростатических подшипников скольжения. Динамометрическая опора содержит корпус с несущими карманами, выполненными на торце корпуса камеры с установленными в них мембранами, с которыми взаимодействуют наконечники тонкостенных оболочек упругих элементов, имеющих механизм регулирования натяга. 6 ил. 1 з.п.ф-лы.

тем, что механизм регулирования натяга вы- 5 мента.

75 72 Г /7 19 15 8 J JS

фиг. 7

12

Фиг.2

6-6

15 2077 1

i

K25ZZ2E32ES2

iZZZZZEZZESv

Фиг.З

8

22&2

five 4

74

вхдв

Фиг 5

фиг В