Опорный узел Советский патент 1993 года по МПК B23Q1/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлорежущих станках.. .

Известна конструкция опорного узла включающая корпус с центральным отверстием и размещенными в нем подшипниками, в которых установлена опорная втулка. Конструкция такого опорного узла не обладает универсальностью изменения положения, например, оси размещенной в ней ходовой гайки при возникающих погрешностях относительного расположения оси ходового винта, а, следовательно, и невысокой долговечностью.

Известна конструкция опорного узла, включающая корпус с закрепленным на нем фланце, торцовая поверхность которого (фланца) выполнена в виде вогнутой сферы и сопряжена с выпуклой сферической поверхностью, выполненной на центрируемом элементе, который посредством упорного подшипника, с одной стороны, и двух пружин, с другой стороны, замыкает в осевом направлении опорную втулку на торцах упомянутого корпуса..

Такое конструктивное решение опорного узла .лишено недостатков, отмеченных в аналоге за счет расположения опорной втулки с радиальным зазором в центрируемом элементе, ее (опорной втулки) замыкания в осевом положении посредством упорного подшипника и двух пружин и выполнения одного из торцов центрируемого элемента в виде выпуклой сферической поверхности, которая в свою очередь сопряжена со сферической вогнутой поверхностью, выполненной на. торце опорного фланца закрепленного на корпусе.

Недостатком конструкции опорного узла будет невозможность нагружения опор- н.ой втулки осевыми нагрузками, действующими в противоположных направлениях, что не позволяет использовать конструкцию опорного узла, например, для ходовой гайки фрезерного станка при изменяющемся направлении движения перемещаемого узла, а также низкая долговечность, обусловленная неисключением поворотов опорной втулки при передаче крутящего момента.

Цель изобретения - расширение возможностей и повышение долговечности опорного узла.

Указанная цель достигается тем, что в известном опорном узле, содержащем корпус с центральным отверстием, внутри которого размещен самоустанавливающийся элементе выпуклой сферической поверхностью на одном торце, взаимодействующей с вогнутой сферической поверхностью

фланца корпуса, на другом торце самоустанавливающегося элемента выполнена вогнутая сферическая поверхность, корпус снабжен вторым фланцем с выпуклой сфе5 рической поверхностью, а в узел введен промежуточный элемент со сферическими поверхностями на торцах, предназначенными для взаимодействия с соответствующими поверхностями самоустанавливающегося элемента и второго фланца корпуса, при этом,-на сферических поверхностях промежуточного элемента и второго фланца выполнены расположенные через 90° по окружности V-образные канавки, в

5 которых установлены введенные в узел тела качения.

На фиг.1 приведен общий вид опорного : узла, установленного на фрезерном станке; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З 0 разрез Б-Б на фиг.2.

Опорный узел состоит из корпуса 1, установленного на колонне 2, крепящейся к основанию 3 станка, на котором (основании 3) установлена стойка 4, сопряженная по- 5 средством направляющих 5 с перемещав- м ым узлом 6 (например, консолью). . Перемещаемый узел 6 соединен посредством ходового винта 7 и подшипников 8 и 9 с самоустанавливающимся элементом 10 (см. ,

0 фиг.2), на торцах которого выполнены выпуклая 11 и вогнутая 12 сферические поверхности, которыми самоустанавливающийся элемент 10 (ходовая гайка) сопряжен соответственно с опорным фланцем 13 и проме5 жуточным элементом 14, который сопряжен с дополнительным опорным фланцем 15, закрепленным на корпусе 1, На сферических поверхностях 16 и 17 промежуточного элемента 14 и дополнительном фланце 15 вы- .

0 полнены V-образные канавки 18, 19 и 20 .расположенные через 90° по окружности и в них помещены тела качения 21 и 22 (например, шарики), соединяющие соответственно самоустанавливающийся элемент

5 (ходовую гайку) посредством V-образных канавок 19 и 20 с промежуточным элементом 14 и промежуточный элемент 14 посредством V-образных канавок 18 и 23 с дополнительным фланцем 15, на сфериче0 ской поверхности которого выполнена аналогичная V-образная канавка 23. На ходовом винте 27 установлено коническое колесо 24,сопряженное с приводной конической шестерней 25.

5 Работа опорного узла, например, установленного на консольно-фрезерном станке, происходит следующим образом.

При вращении конической шестерни 25 (см, фиг.1), например, от электродвигателя (на фиг, 1 не показан) крутящий момент передается коническому колесу 24, которое вращает ходовой винт 7, последний, ввора- чиваясь своей резьбой в самоустанавливающийся элемент 10 (ходовую гайку), воздействует развиваемым, при этом, осе- вым усилием на подшипник 8 и корпус 6, перемещая по направляющим 5 стойки 4 корпус 6.

По мере перемещения корпуса 6, из-за наличия геометрических погрешностей относительного расположения направляющих 5 к оси ходового винта 7 и оси самоустанэвливающегося элемента 10 (ходовой гайки), например, в плоскости Z О Y, при этом, вогнутая сферическая поверхность 12 самоустанавливающегося элемента 10 (ходовой гайки) будет смещаться по выпуклой сферической поверхности 16 промежуточного элемента 14, а тела каче- ния 21, находящиеся в V-образных канавках 19 и 20 переместятся на некоторую величину по упомянутым V-образным ка- навкам,допуская при этом наклон оси самоустанавливающегося элемента 10 (ходовой гайки) в плоскости ZQY, препятствуя ее повороту вокруг оси, так как на вогнутой сферической поверхности 17 промежуточного элемента 14 находится V-образная канавка 18, в которой размещены тела качения 22 (шарики) контактирующие с V-образной канавкой 23 неподвижного дополнительного опорного фланца 15, закрепленного на корпусе 1, исключая тем самым поворот самоустанавливающегося элемента 10 (ходовой гайки) относительно ее оси и допуская наклон ее оси, например, в плоскости ZOX путем смещения сферической поверхности 11 самоуправляющегося элемента 10 вместе с промежуточным элементом 14 по сферической вогнутой поверхности опорного фланца 13 и по сферической выпуклой поверхности дополнительного опорного фланца 15, при этом, тела качения 22 находящиеся в V-образных канавках 18 и 23 переместятся на некоторую величину по упомянутым V-рбразным канавкам, допуская при этом наклон оси ходовой гайки в плоскости ZOX, препятствуя ее повороту вокруг собственной оси за счет контакта шариков 22 с неподвижным дополнительным опорным фланцем 15, расположенных в V-образных канавках 18 и 23.

Использование: в области машиностроения, в частности металлорежущие станки. Сущность изобретения: опорный узел содержит самоустанавливающийся элемент 10с выпуклой 11 и вогнутой 12 сферическими поверхностями натОрцах, сопрягающимися .соответственно со сферической поверхноА-А стью фланца 13 и сферической поверхностью 16 промежуточного элемента 14, сопряженного, в свою очередь, поверхностью 17 со сферической поверхностью дополнительного фланца 15. На поверхностях 16, 17 и фланце 15 выполнены V-образные канавки 18-20, расположенные через 90° по окруж- j ности, в которых помещены тела качения 21 и 22. Перемещаемый узел станка соеди- V нен с самоустанавливающймся элементом Ю.поэтому при возникновении погрешнее- тей от перемещения упомянутые сферические поверхности контактируют между собой, тела качения 21, 22 перемещаются по V-образным канавкам, допуская наклон оси элемента 10, но препятствуя его повороту - вокруг оси. 3 ил.

. Формула изобретения

Опорный узел, содержащий корпус с центральным отверстием, внутри которого размещен самоустэнавливающийся элемент с выпуклой сферической поверхностью на одном торце, взаимодействующей с вогнутой сферической поверхностью флан-. ца корпуса, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения возможностей опоры и повышения ее долговечности за счет исключения знакопеременных осевых напряжений и поворота сэмоустанавливающегося элемента, на другом торце самоустанавливающегося элемента выполнена вогнутая сферическая поверхность, корпус снабжен вторым фланцем с выпуклой сферической поверхностью, а в узел введен промежуточный элемент со сферическими поверхностями на торцах, предназначенными для взаимодействия с соответствующими поверхностями самоустанавливающегося элемента и второго фланца корпуса, при этом на сферических поверхностях промежуточного элемента и второго фланца выполнены расположенные через 90° по окружности V- образные канавки, в которых установлены введенные в узел тела качения.

/7/ / / / / / у/ L/ // / / /.l / /////