Шпиндельный узел Советский патент 1980 года по МПК B23Q5/06 

(54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шпинцельных узлах прецизионных металлорежущих станков, пр борах и цр. Известны устройства пля непрямого астатического управления толщиной смазочного слоя в замкнутых гидростатических направляющих с регуляторами расхода ij ч Известное устройство не позволяет компенсировать погрещности изготовления и монтажа опорных поверхностей. Известно также устроГгство, в котором положение штшделя фиксируется измерительными соплами, которые, в случае отклонения шпинделя, управляют регулятором расхода смазки, подводимой в карманы гидростатических попиипников 2}. Недостатком этого устройства является ограниченность использования системы по быстродейств1по и низкие динамические характеристики. Целью настоящего изобретения являет ся повышение точности вращения шшшцеля и улучшение динамических характеристик. Для достижения этой цели на шпинделе установлен кулачок, рабочая поверхность которого является измерительной и выполнена по закону, обратному биению шпинделя, при этом измерительное сопло установлено с возможностью радиального регулируемого перемещения, а кулачок с возможностью углового установочного поворота относительно шпинделя, причем кулачок выполнен в виде тонкостенной втулки, установленной на шпинделе с помсяцью регулировочных винтов. На чертеже представлена схема шпиндельного узла. Шпиндельный узел состоит из шпинделя I, установленного в гидростатических подшипниках 2 и 3 с оппозитными карманами, В1щтами 4 закреплен кулачок 5, рабочая поверхность которого образует с соплом 6 зазор Vj , зависящий от профиля кулачка и дистанционной установки сопла 6. Сопло 6 связано с управляющей полостью 7 регулятора 8. Упругим элементом регулятора 8 является мембрана 9, которая образует дросселирующий зазор с торцом сопла 10 регулятора 8, Отверстие 11 служит цля подвода рабочей жидкости в управляющую полость 7, дроссель 12 - для подвода жидкости в один из оппозитных карманов гидростатического подшипника 2. В период настройки системы замеряют действительное биение шпинделя и винтами 4 создают кулачку S профиль который в увеличенном масштабе копирует биение шпинделя. Необходимое передаточное отношение управляющего сигнала настраивают радиальным смещением сопла 6, а необходимое фазовое опережение управляющего сигналаповоротом кулачка 5 относительно шпин деля 1 в зависимости от частоты вращения последнего, давления нaпieтaния и параметров опоры. Устройство работает следующим образом. Рабочая жидкость от источника давления (на чертеже не показан) подается в регулятор расхода 8, из которого, дросселируясь между торцрм сопла 10 и мембраной 9, поступает в оппознтиый карман гидростатической опоры и через отверстия 11 и управляющую пол ость 7 и к соплу 6. В противоположный карман рабочая жидкость поступает через дроссель 12. Изменение зазора П между соплом 6 и кулачком 5 при вращении шпинделя 1 приводит к изменению даш1ения в управляющей полости 7 регулятора 8. В результате этого изменяется рабочий зазор между мембраной 9 и торцом дросселирующего сопла 1О регулятора, а значит изменяется расход рабочей жидкости через карман подшипника, изменяя тем самым положение оси вращающегося шпинделя. Предлагаемое устройство обеспечива повышение точности вращения шпинделя р гидростатических {газостатических) подшипниках и улучшение его дин.амических характеристик (степени устойчивости) при невысокой точности и сложности изготовления управляющего кулачка за счет создания кулачку увеличенного профиля и настройки необходимого передаточного отношения, а также необходимого фазового опережения управляющего сигнала. Формула изобретения 1.Шпиндельный узел, содержащий шпиндель, установленный в гидростатических .(газостатических) подщипниках, регулятор расхода рабочей жидкости, управляющая полость которого связана с измерительным соплом, взаимодействующим с измерительной поверхностью.шпинделя, и источник давления смазки, отлич.ающийся тем, что, с целью повышения точности вращения шпинделя и улучшения динамических характеристик, на шпинделе ус тановлен кулачок, рабочая поверхность которого является измерительной и выполнена по закону, обратному биению шпинделя.. , 2.Узел по п. 1, о т л и ч аю - щ и и с я тем, что измерительное сопло установлено с возможностью радиального регулируемого перемещения, а ку-. лачок с возможностью углового установочного поворота относительно шпинделя.. . 3.Узел ПОП.1, отличающи йс я тем, что кулачок выполнен в виде тонкостенной втулки, установленной на шшдаделе с помощью регулировочных винтов. Источники информации, принятые во ш имание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N9 435916, кл. В 23 с, 1/О2 ,12.04.71. 2.Информационный листок № 316-75. Владимирский межотраслевой территориаль мй ЦНТИ, 1975.