Гидростатический опорный узел Советский патент 1980 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к машине- строению, точнее к шпиндельным гидростатическим узлам металлорежущих станков, и может быть испольsoBaiio в металлорежущих, например отделочно-расточных станках. ; Известен гидростатический опор-.. . ный узел, содержащий размещенный в корпусе на гидростатических подшипниках вал, на наружной поверхности которого расположен, по меньшей мере, один управляющий карман, сообщающийся с источником подачи смазки под давлением посредством выполненного в корпусе канала и размещенных в теле Всша гидромуфты и каналов Ti} .

Известный узел обеспечивает возможность регулирования положения вала относительно оси отверстия корпуса, однако он обладает целым рядом существенных недостатком, усложняющих его конструкцию и снижающих эксплуатационные и технические возможности. К основным из них можно отнести следующие:

1. Так как в известном узле для подачи смазки в управляпощий карман имеются гидромуфта и каналы внутри

в ращающегося вала, эти каналы ослабляют сечение (и тем самым, его жесткость).

с 2. Центробежные силы, действующие на смазку в этих каналах вала, изменяют отрегулированное необходимое давление смазки в управляющих карманах, что нарушает пред Q варительную настройку давления, снижает точность смещения вала и, тем самьв, точность подналадки режущего инструмента.

3. В известном узле регуляторы 15 давления смазки, подаваемой в управляющий карман на валу, отрегулированы предварительно и не изменяют величину этого давления в зависимости от угла поворота вала. 20 Поэтому, в известном узле нет возможности изменять давление в управляющем кармане в фазе от угла поворота вала, что необходимо, например, для создания компенсаций переменных по фазе нагрузок на вал, обеспечения контролируелшх микроколебаний вала, обеспечения обработки изделий -с наложенными вибрациями, для обработки нецилиндрических поверхностей и т.п.

Цель изобретения - упрощение конструкции при одноЕременном повьлшении эксплуатационных и техлологических характеристик/

Указанная цель .достигается тем, что управляющий карман выполнен в виде кольцевой канавки, имечяаёй расширенный вдоль оси вала участок, при этом глубина расширенного участка кольцевой канавки выполнена большей, чем глубина самой кольцевой канавки.

На фиг. 1 изображен гидростатический опорный узел, продольный осевой разрез; на фиг-. 2 - разрез по на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по Б на фиг. 2.

Гидростатический опорный узел содержит корпус 1 с отверстием 2, внутри которого смонтирован с возможностью вращения вал 3. Между корпусом 1 и валом 3 образованы гидростатические радиальные 4 и упорные подшипники 5, сообщенные каналами б и 7 с дросселями 8 с источником 9 подачи смазки под давлением. На корпусе 1 закреплены крьвлки 10, образующие совместно с каналами 11, 12 и кольцевыми канавками 13 полост слива смазки, которая каналом 14 сообщена с резервуаром источника 9. На наружной поверхности 15 вала 3 выполнен управляющий карман 16 в виде кольцевой канавки 17 с глубиной h (фиг. 2 и 3), имеющей расширенный участок 18; тлубина которого обозначена h .Управляющий карман 16 отдален от канавок 13 дросселирукндими щелями 19 (фиг. 1). В корпусе 1 выполнен канал 20, сообщенный, с: одной стороны, с канавкой 17, ас другой - магистралями 21 через золотник 22 и магистраль 23 с источником подачи смазки. В магистрали б также установлен золотник давления 24. На валу 3 закреплен резец 25, который сориентирован относр тел о расширенного участка 18 управляющего кармана 16.

Гидростатический опорный узел работает следующим образом.

Смазка под давлением от источника 9 подается по магистралям-б и 7 к гидростатическим радиальным 4 и упорным подшипникам 5, вытекает в полость слива смазки и по каналу 14 возвращается в резервуар источника 9. При этом вал 3 центрируется внутри отверстия 2 корпуса 1 и может вращаться в для выполнения, например, расточной операции с помощью резца 25.

При необходимости можно изменить положение вала 3 управлением золотником 24. Давление смазки, подаваемой по магистралям 6 и 7, уменьшается, например до 1-2 кг/см а по м гистрали 23 через золотник 22, магистраль 21 и канал 20 смазка под

давлением подается в кольцевую канавку 17 управляющего кармана 16. Так как кольцевая канавка 17 имеет расширенный участок 18, то силы, обусловленные давлением смазки в управляющем кармане 16 и, действующие на вал 3 в радиальном направлении, неодинаковы в различных направлениях и наибольшие в зоне расширенного участка 18. Поэтому вал 3 под действием сил в зоне расширенного участка 18 смещается относительно поверхности 2 корпуса 1. Так как в предлагаемом гидростатическом опорном узле управляющий карман 16 выполнен в виде кольцевой канавки 17, окружающей вал 3 и имеющей расширенный участок 18, а канал 20 в корпусе 1 узла для подачи смазки в управляющий карман 16 сообщен непосредственно с канавкой 17, отпадает необходимость в дополнительной гидромуфте и каналах внутри вала, что имеет место в известном шпиндельном узле. В результате этого здесГь не ослабляется сечение вала и не уменьшается его жесткость, центробежные силы не вызывают изменения отрегулированных давлений смазки в управляющем кйрмане. Это обеспечивает упрощение конструкции узла при одновременном повышении эксплуатационных характеристик узла {точности работы, жесткости, надежности ) .

При этом в ряде случаев целесообразно глубину расширенного участку 18 канавки 17 выполнять большей, чем глубина остальной части канавки 17, .причем глубину остально.й части канавки 17 целесообразно .выполнять в пределах от 0,005 до 0,1 м. При таком исполнении смазка при прохождении по канавке 17 на пути от канала 20 до расширенного участка 18 канавки 17 будет дросселироват1ьс и давление смазки в зоне расширенного участка 18 будет изменяться автоматически, в зависимости от фазового угла поворота вала 3 относительно канала 20 корпуса. При этом, в зависимости от угла поворота вала 3 относительно корпуса 1, на него будет действовать в радиальном направлении переменная по величине сила, что может быть использовано для компенсации внешних карманных сил, действующих на вал 3 в процессе работы опорного узла.

Предлагаемый гидростатический опорный узел может быть использован например, для осуществления отвода резца от обработанной поверхности изделия перед его выводом из изделия.

Формула изобретения

1. Гидростатический опорный узел содержащий размещенный в корпусе на

гидростатических подшипниках вал, на наружной поверхности которого расположен, по меньшей мере, один управляющий карман, сообщающийся с источником подачи смазки под давлением посредством выполненного в корпусе канала, отличающис я тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном повышении эксплуатационных и технологических характеристик, управляющий карман выполнен в виде кольцевой

канавки, имеющей расширенный вдоль оси вала участок.

2. Узел по п. 1, отличаю щ и, и с я тем, что глубина расширенного участка кольцевой канавf ки выполнена большей, чем глубина самой кольцевой канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3622247, кл. 408-147, 1971.

2 /5 19

Фиг1

16 19 /3