Прецизионнный шпиндельный узел Советский патент 1976 года по МПК B23B19/02 

(54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

Постоянный контакт между кулачком 9 а толкателем 13 обеспечивает пружина 15

Пружина 16 размещена между толкателем 13 и рычагом 17, поворачивак щимся вокруг оси 18, закрепленной в корпусе 19, который,в свою очередь, sajtpenлен на основании 1. Длина пружины 16 такова, то1 при монтаж;е она сдеформирована на определенную величину. Второй конец рычага 17 опирается на торец нажимной колодки 2О, которая установлена на подвижной посадке в корпусе 19.

Ось отверстия под нажимную колодку в корпусе 19 совпадает с осью отверстия под шпиндель в корпусе 2. Колодка 20 нижним сферическим концом i входит в сфе рическое гнездо кольцевой пяты 21. Пята

21лежит на торцовой поверхности шпинделя.

С поверхностью кулачка 10 находится в постоянном контакте толкатель 22, установленный на подвижной посадке в кронштейне 23, укрепленном на корпусе 2. Постоянный контакт между кулачком Ю и толкателем 22 обеспечивает пружина 24 Пружина 25 размещена между толкателем

22и рычагом 26, поворачивающемся на оси 27, закрепленной на корпусе 2. Длина пружины 25 такова, что при монтаже она сдеформирована на определенную величину. Второй конец рычага 26 опирается на торец нажимной колодки 28, а последняя - на поверхность шпинделя 3. Колодка 28 установлена на подвижной посадке в отверстии, выполненном в корпусе 2. С поверхностью кулачка 11 находится в постоянном контакте толкатель 29, установленный на подвижной посадке в кронштейне ЗО укрепленном на корпусе 2. Постоянный контакт между кулачком Г1 и толкателем 29 обеспечивает |пружина 31. Пружина 32 размещена между толкателем 29 и рычагом 33, поворачиваю1аемся на оси 34, закрепленной на корпусе 2. Длина пружины 32 такова, что при монтаже она сдеформирована на определенную величину. Второй конец рычага 33 опирается на торец нажимной колодки 35, а псюледняя на поверхность шпинделя 3. Колодка 35 установлена на подвижной посадке в от- верстии, выполненном в корпусе 2, и смещена на угол 9О относительно колодки 28

В зазор а (см. фиг. 2) под опорный торец бурта шпинделя 3 и под пяту 21 любым из известных способов подается сжатый воздух, В результате шпинде;ть 3 плавает в зазоре а, между опорным буртом шгшаде-ля и торцом корпуса 2 образуечсй л(13ор б, между буртом шпинделя и

кольцевой пятой 21 образуется зазор в.

Шпиндель приводится во вращение пальцем 6 вала 7, который, в свою очередь, приводится BQ вргиаение через шкив 12. Сдеформированная при монтаже пружина 16 через рычаг 17 действует на нажимную колодку 2О, которая, в свою очередь, действует на кольцевую пяту 21. Кольцевая пята 21 через воздушную подушку, образовавшуюся в зазоре в, передает давление на бурт шпинделя 3 и смешает его в осевом направлении, изменяя величину зааора б, В результате в смазочном воз, слое зазора б возникает гротиво действующая сила, уравновешивающая давледие пяты 21.

В пропессевращенияиз-за ошибок формы

:ош рньи1;.ториов бурта шпинделя 3 и корпуса 2 изменяется форма зазора б. Это изменяет условия течения сжатого воздуха по зазору б и аэростатическую силу противодействия давлению пяты 21.

В результате в каждом угловом положении шпиндель стремится несколько сместиться в осевом направлении в ту или иную сторону. Кулачок 9 спрофилирован так, что, перемещая толкатель 13, он компенсирует изменение аэростатической силы натяжения

пружины 16 и стабилизирует положение шпинделя 3 в осевом направлении. Так как трение между пятой 21 и торцовой поверхностью шпинделя 3 отсутствует, стабилизация шпинделя 3 в осевом направлении не

5 сопровождается случайным смещением геометрической оси шпинделя в радиальном направлении.

Сдеформированныв; при монтаже пружины 25 и.32 через рычаги 26 и 33 действуют

0 на нажимные колодки 28 и 35, которые, в с&ою очередь, давят на поверхность шпинделя 3 и смещаю7г его в зазоре а на некоторую величину в направлении равнодействующей давления колодок.

В результате в сгазочном воздушном слое возникает аэростатическая сила, направ ленная в противоположную равнодействую щей давления колодок сторону и равная ей по величине

iB процессе вращения из-за ошибок формы шеек шпи нделя 3 и отверстий подшипников корпуса 2 профили их сопрягаются ак, что фортка зазора а меняется с изменением углового положения шпинделя.

е Это изменяет условия течения сжатого вбаи духа по зазору а и аэростатическую силу противодействия давлению колодок. В ре.зультате в каждом угловом положении геометрическая ось шпинделя 3 стремится несколько сместиться в ту или иную сторону.

; Кулачок lO спрофилирован так, что, перемещая толкатель 22, он компенсирует изменение аэростатической силы натяжением пружины 25 и стабилизирует положение геометрической оси шпинделя 3 в плоскости, проходящей череэ ось колодки 28. Кулачок 11 спрофилирован так, что, перемещая толкатель 29, он компенсирует изменение аэростатической силы натяжением пружины 32 и стабилизирует положение геометрической оси шпинделя в плоскости, проходящей че;реа ось колодки 35,

Стабилизация положения геометрической оси шпинделя 3 в двух взаимно- перпеняикул5фных ПЛОСКОСТЯХ обеспечивает ее неподвижность в пространс1ве в процессе вращения шпинделя.

Формула изобретения

Прецизионный шпиндельный узел по авт. св. № 376176, отличающийся тем, 4TOj с целью повышения точности, он снабжен дополнительной нажимной колодкой и аэростатической пятой, через которую колодка воздействует на торец шпинделя, а привод колодки i осуществлен от кулачкового механизма.

31 30 29

Ч

V-2 2 J 22 А-А

uz, Z IS 1 а