Двусторонние гидростатические направляющие металлорежущего станка Советский патент 1980 года по МПК B23Q1/01 

1

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для использования в металлорежущих станках, имеющих гидростатические направляющие.

Известны гидростатические направляющие, содержащие две гидростатические опоры, противолежащие на направляющих подвижного узла. На основной направляющей расположена одна из опор, а на дополнительной направляющей (планке) - вторая гидростатическая опора. Масло в первую опору поступает через золотник, а во вторую - через дроссель. Обе торцовые камеры золотника соединены соответственно с выходом.и входом дросселя. С гидростатической опорой, размещенной на вспомогательной направляющей, объединен измерительный элемент, выполненный несущим. К измерительному элементу подведено масло под постоянным давлением. Гидростатическая опора, размещенная на основной направляющей, связана с управляющим элементом регулятора 1).

Рассматриваемое устройство с фиксированным расстоянием между несущими поверхностями и астдтической системой управления обеспечивает стабилизацию толщины смазочного слоя в базовой опоре при изменении внешней нагрузки за счет изменения давления масла только в одной гидростатической опоре. Поэтому необходимо подавать масЛо от источника питания под

, давлением, вдвое больщим, чем в случае дифференциального изменения давления в противолежащих опорах. При повышении давления требуется повысить жесткость корпусных деталей, замыкающих, планок м скрепляющих их болтов, так как повыще10 ние давления приводит к увеличению сил, действующих на элементы конструкции и, следовательно, к увеличению деформации этих элементов.

Кроме того при подаче масла под повыщенным давлением увеличивается тепловыделение, что снижает точность положения рабочего узла, а следовательно, и точность обработки деталей.

Таким образом, известное устройство в ряде случаев не обеспечивает требуемой точности положения рабочего узла и, следовательно, требуемой точности обработки деталей на станке, вследствие повышенного тепловыделения из-за больщого расхода масла, обусловленного зависимостью толщииы смазочного слоя в sa/iikKaromHx гидростатических опорах от положения подвижного узла, давления в замыкающих опорах непараллсльяости базовой и замыкаюяи-й направляющих, податливости корпусных деталей и планок. Известны двусторонпие гидростатические направляющие, имеющие базовые и противоположно им расположенные замыкающие гидростатические опоры с компенсационными элементами. Компенсационные элементы состоят из свободно плавающей планки и .прижатых к ней маслом нескольких плунжеров. Масло подается от источника питания под постоянным давлением в камеру, расположенную на торцах плун жеров. В качестве управляющих элементов здесь применены дроссели. Один дроссель включен между источником питания и базовой опорой, а второй - между источником питания и замыкающей опорой 2. Таким образом, это устройство выполнено с автоматически регулируемым расстоянием между несущими поверхностями перемещаемого узла и с дроссельной системой регулирования толщины смазочного слоя. Ко мпенсационные планки находятся в равковесии под действием смазочного слоя с одной стороны и гидравлического прижима - с другой. Эти планки выполнены в устройстве с целью поддержания постоянной толщины смазочного слоя независимо от точности изготовления направляющих, жесткости корпусных деталей и планок. Однако применение дросселей не обеспечивает в ряде случаев необходимую жесткость смазочного слоя. Другим, недостатком дроссельного регулирования смазочным слоем является то, что использование компенсационных элементов лищило эти направляющие возможности иметь дифференциальное изменение давления в противоположно расположенных опорах: в замыкающей гидростатической опоре при дроссельном регулировании давление всегда постоянно и выбирается максимальным из условия уравновешивания наибольшей нагрузки. Таким образом, рассматриваемая двусторонняя гидростатическая направляющая не обеспечивает необходимую жесткость смазочного слоя и нуждается в более высоком давлении, подводимом от источника питания и, следовательно, имеет повышенные тепловыделение и деформации несущих элементов, что приводит к снижению точности положения подвижного узла станка ц следовательно, понижению точности обработки деталей. Недостатком известного устройств является недостаточная точность положения подвижного узла металлорежущего станка, а, Следовательно, .и пониженная точность обрабртки детали. 1Дель изобрег мня - повышение жесткости смазочного слоя и снижение деформаций fiecyiriHx элементов конструкции. Указанная 1ель достигается тем, что в двусторонние гидростатические направляющие металлорежущего станка, содержащие базовые и противоположно расположенные замыкающие гидростатические опоры, состоящие из плунжеров, сконтактированных торцовыми поверхностями с плавающей аланкой, и камеры, примыкающей к противоположным торцам плунжеров, первый дроссель настройки, гидролиниями соединенный с источником питания, а второй дроссель настройки - с замыкающей «опорой, введены два управляемых трехступенчатых дросселя, средние ступени которых выполнены больщи.ми по диаметру, чем концевые ступени, одна из которых дросселирующая, .4 другая - недросселирующая. При этом п§рвый управляемый дроссель соединен гидролинией с базовой опорой и подключен к первому дросселю настройки через концевую ка.меру, примыкающую к торцу дросселирующей ступени. Второй управляемой дроссель гидролиния.ми соединен с базовой опорой и со вторым дросселем настройки, а также через концевую камеру, примыкаюидую к торцу дросселирующей ступени, подключен к источнику питания. Концевая камера первого управляемого дросселя, примыкающая к- торцу недросселирующей ступени, соединена с источником питания, идентичная камера второго управляемого дросселя соединена с камерой, расположенной на стыке дросселирующей ступени первого управляемого дросселя с его средней ступенью. В камеру, расположенную на стыке концевой педросселирующей ступени второго управляемого дросселя с его средней ступенью, подведена гидролиния обратной связи. При этом гидролиния обратной связи соединяет камеру, расположенную на стыке концевой недросселирующ.ей ступени второго управляемого дросселя еего средней ступенью с гидролиниеи, связывающей второй управляемый дроссель са вторым дросселем настройки, л1ибо гидролиния обратной связи соединяет камеру, расположенную на стыке концевой недросселирующей ступени второго управляемого дросселя с его средней ступенью, с гидролинией, связывающей второй дроссель настройки с за:Мыкающей опорой. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Двусторонние гидростатические напраЕЗляющие содержат параллельные направляющие поверхности 1 и 2, выполненные на станине 3.. Перемещаемый узел 4, например, суппорт металлорежущего станка, располо.жен на станине 3. На перемещаемом узле 4 имеются поверхности 5 и 6, контактирующие через смазочные слои тс.лщйной h н hg с направляющими поверхностями 1 и 2 станины. На поверхности 5 имеется смазочная канавка 7, соединер1ная гидролинией 8 с управляющим устройством. Совокупность поверхности 5 со смазочной канавкой 7 является основной опорой. На поверхности 6 выполнена смазочная канавка 9, соединенная гидролинией 10 с управляющим устройством. Совокупность поверхности 6 со смазочной канавкой 9 является замыкающей опорой. Поверхность 6 выполнена на компенсационной планке 11. Кроме компенсационной планки конструкция содержит также замыкающую планку 12. Плунжеры 13 размещены в глухих расточках замыкающей планки 12. В расточках на торцах плунжеров 13 образуется камера 14, связанная с уП; 1вляющим устройством гидролинией 15. У ;равляюшее устройство содержит два дроссоля настройки - первый 16 и второй 17, а также дьа управляемых трехступенчатых дросселя - первый, состоящий из ступией 18, 19 и 20 и второй, состоящий КЗ ступеней 21, 22 и 23. Дросселирующие ступени 18 и 21 первого и второго управляемых дросселей выполнены в виде плунжеров, на цилиндрических поверхностях которых имеется канавка, служащая переменным гидравлическим сопротивлением. Ступени 19 и 22 выполнены большими по диаметру, чем концевые ступени 18, 20, 21 и 23. Смазочная канавку 7 базовой гидростатической опоры связана с камерами 24 и 25 и источником питания (на чертеже не похаг.ап) через винтовую канавку первого управляемого дросселя, концевую камеру 26 и первый дроссель 16 настройки. Смазочная канавка 9 замыкающей гидростатической опоры через второй дроссель 17 настройки, винтовую канавку второго управляемого дросселя с камерой 27 и концевую камеру 28 связана с источником питания. Концевая камера 29 также связана с источником питания, камеры 30 и 31 - со сливом. Камера. 14 связана с гидролинией соединяющей второй управляемый дроссель со вторым дросселем 17 настройки. Камера 27 обратной связи второго управляемого дросселя также связана с гидролинией, соединяющей второй управляемый дроссель со вторым дросселем 17 настройки. Обратная связь может быть осуществлена также следующим образом: камера 27 обратной связи соединена непосредственно со смазочной канавкой 9 замы($ающей гидростатической опоры. Устройство работает следующим образом. При изменении нагрузки происходит изменение зазора h , (толщины смазочного слоя), что, в свою очередь, приводит к изменению давлений в камерах 24 и 26, а также в камере 25. Оба управляемых дросселя перемещаются, длины и.ч винтовых канавок, дросселирующих масло, изменяются следовательно, изменяется и расход масла, поступающего в смазочные кававки 7 и 9. Причем это изменение расхода осуществляется по дифференциальной зависимости, т. е. при увеличении расхода масла, поступающего в смазочную канавку 7, расход масла, поступающего в смазочную канавку 9 увеличивается. Следовательно, давления в смазочных канавках 7 и 9 изменяются таким-образом, чтобы уравновесить изменивщуюся нагрузку Р. Так как смазочные канавки 7 и 9 связаны соответственно с камерами 24 и 27 обратной связи управляемых дросселей, то перемещение этих дросселей прекращается как только все эле.менты в равновесном состоянии. Формула изобретения 1. Двусторонй| е гидростатические направляющие метаЛу1орежущего станка, содержащие базовые rf противоположно им расположенные замыкавощие гидростатические опоры, состоящие из плунжеров, взаимодействующих торцовыми поверхностями с платающей планкой, и камеры, примыкающей к противоположным торцам плунжеров, а также первый лТ.россель настройки, подключенный к источнику питания и второй дроссель настройки, соединенный гидролиниями с замыкающей опорой и камерой, отличающиеся тем, что, с целью повышения жесткости смазочного слоя и снижения деформаций несущих элементов, введены два управляемых трехступенчаных дросселя, средние cfyneHH которых выполнены большими по диаметру, чем концевые ступени, одна из которых дросселирующая, а другая - недросселирующая, при этом ,первый управляемый дроссель через концевую камеру, примыкающую к торцу дроссели-, рующей ступени, подключен к первому дросселю настройки и гидролинией соединен с базовой опорой, а второй управляемый дроссель через идентичную камеру подключен к источнику питания и гидролинией соединен с базовой опорой и со вторым дросселем настройки, причем концевая камера первого управляемого дросселя, примыкающая к торцу недросселирующей ступени, соединена с источником питания, а идентичная камера второго управляемого дросселя соединена с камерой, расположенной на стыке дросселирующей ступени первого управляемого дросселя с его средней ступенью, при этом в камеру, расположенную на стыке концевой недросселирующей ступени второго управляемого дросселя с его средней ступенью, подведена гидролиния обратной связи.