Шпиндельное устройство

 

1. ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, горизонтальный шпиндель, два ряда гидростатических опор шпинделя, осевые разделительные .канавки между гидростатическими опорами , среднрою сливную камеру в прос LJ -б. I -1 , П 7 /5 S т т 12 fc/ лете между рядами гидростатических опор, две крайние сливные камеры, раздельные сливные каналы из каждой слршной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения его производительности и надежности путем регулирования демпфирующей способности и уменьшения пенообразования, осевые разделительные канавки гидростатическими опорами выполнены заглушенными со стороны крайних сливных камер и открытыми в среднюю сливную камеру, а вход в сливной канал средней сливной камеры выполнен в ее верхней точке.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А дц В 23 В 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502967/25-08 (22) 06.09.82 (46) 23.05.84. Бюл. ¹ 19 (72) М.А. Болотников, О.Д. Лещенко, В.А. Прокопенко и В.М. Файнгауз (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (53) 621.941(088.8) (56) 1. "Станки и инструмент". 1979, № 11, с. 22 (прототип). (54)(57) 1. ШПИЩЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, горизонтальный шпиндель, два ряда гидростатических опор шпинделя, осевые разделительные. .канавки между гидростатическими опорами, среднюю сливную камеру в пролете между рядами гидростатических опор„ две крайние сливные камеры, раздельные сливные каналы из каждой сливной камеры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения его производительности и надежности путем регулирования демпфирующей способности и уменьшения пенообразования, осевые разделительные канавки между гидростатическими опорами выполнены заглушенными со стороны крайних сливных камер и открытыми в среднюю сливную камеру, а вход в сливной канал средней сливной камеры выпопнен в ее верхней точке.

2. Устройство по п. 1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что в гидроли1093405 нни сливного канала средней сливной icaмеры установлен регулируемый дроссель, 1

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в тяжелонагруженных станках, шпиндели которых работают в большом диапазоне скоростей вращения. 5

Известно шпийдельное устройство, содержащее шпиндель, установленный в корпусе на гидростатических опорах, делящих полость корпуса на три отдельные сливные камеры: две крайние и среднюю. Гидростатические опоры соединены с источником гидравлического питания, а сливные камеры отдельными сливными каналами, выходящими из нижних zozeK сливных расположенной в нижней части корпуса единой сливной гидролинией — со сливной магистралью (1) .

Однако известная конструкция уст- 20 ройства не обеспечивает достаточно надежной работы в диапазоне высоких окружных скоростей шпинделя. В перед. ней сливной камере собирается примерно половина рабочей жидкости, протекаю- 25 щей через передний ряд опор, что затрудняет уплотнение шпиндельного уст ройства и приводит к значительным утечкам в технологическую зону, Во всех зонах шпиндельного устройства 30 всегда имеет место контакт воздушной и жидкостной сред, при этом происходит интенсивное вспенивание рабочей жидкости на высоких скоростях вращения шпинделя. Вспенивание приво-З5 дит к изменению физико-химических свойств рабочей жидкости, в результате чего ухудшаются динамические свойства гидравлических опор, возможно преждевременное разрушение 40 насоса, отказывают в работе элементы управления гидросистемы станка (клапаны, распределители и т.д.). Кроме того, происходит окисление в разложение рабочей жидкости в результате длительного пенообразования, что приводит к необходимости частой замены всей рабочей жидкости.

В известном устройстве также весьма ограничены возможности управления демпфирующими свойствами гидростатических опор.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности шпиндельного устройства путем регулирования демпфирующей способности и уменьшение пенообраэования.

Указанная цель достигается тем, что в шпиндельном устройстве, содержащем корПус, горизонтальный шпиндель, два ряда гидростатических опор шпинделя, осевые разделительные канавки между гидростатическими опорами, среднюю сливную камеру в пролете между рядами гидростатических опрр, две крайние сливные камеры, раздельные сливные каналы из каждой сливной камеры, осевые разделительные канавки между гидростатическими опорами выполнены заглушенными со стороны крайних сливных камер и открытыми в среднюю сливную камеру, а вход в сливной канал средней сливной камеры выполнен в ее верхней точке.

При этом в гидролинии сливного канала средней сливной камеры может быть установлен регулируемый дроссель.

На фиг. 1 изображено шпиндельное устройство, продольный разрез, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Шпиндельное устройство содержит .Установленный в корпусе 1 (фиг. 1) с возможностью вращения на двух рядах радиальных гидростатических опор 2 и 3 горизонтальный шпиндель

4. С переднего и заднего торцов корпус 1 закрыт крышками 5 и 6. Ряды опор делят полость корпуса на три отдельные сливные камеры: крайнюю переднюю 7, среднюю 8 и крайнюю заднюю 9. Ряды опор 2 и 3 соединены с источником гидравлического питания (не показан).

1093405

f0

20

40

Между гидростатическими опорами выполнены осевые разделительные канавки 10 (фиг. 2 и 3), открытые в среднюю камеру 8. Со стороны передней .камеры 7 в канавки 10 установлены заглушки 11. Средняя камера

8 соединена с полостью 12 слива каналом 13, исходящим из точки, лежащей в верхней части передней камеры 7. В гидролинию канала 13 слива средней камеры 8 включен дроссель

14. Передняя камера 7 соединена с полостью 12 слива каналом 15, а задняя камера — каналом 16. Гидроопоры 2 и 3 ограничиваются дросселирующими перемычками опор 17.

Шпиндельное устройство работает следующим образом.

При включении источника питания рабочая жидкость поступает в гидростатические опоры 2 и 3, после чего шпиндель 4 всплывает и занимает рабочее положение относительно корпуса 1. Далее рабочая жидкость вытекает из гидростатических опор в камеры корпуса 1 и далее по гидролиниям 13, i5 и 16 — в сливную полость 12. При этом большая часть рабочей жидкости вытекает из опор в среднюю камеру 8 через заглушенные осевые канавки 10, открытые в среднюю камеру, и внутреннюю часть дросселирующих перемычек 17.

Меньшая часть рабочей жидкости из опор попадает через наружную часть дросселирующих перемычек 17 в край- ние камеры, граничащие соответственно с зоной резания и коробкой скоростей.

При этом каналы 13, 15 и 16 слива не связаны между собой, но соединены напрямую с полостью 12 слива.

Так как гидролиния слива выполнена исходящей из верхней точки средней камеры 8, то слив из этой камеры начинается после заполнения ее доверху рабочей жидкостью. При этом воздух, как источник пенообра" эования, вытесняется из камеры.

При неустойчивом режиме обработки для уменьшения вибраций (например, при чистовых операциях) используется

4 регулируемый дроссель 14. Настраивая подпор на сливе иэ средней камеры, можно изменять динамические параметры гидростатических опор 2 и 3, управляя их демпфированием и добиваясь, таким образом, более надежной работы шпиндельного устройства.

Предложенное техническое решение позволяет организовать сток рабочей жидкости преимущественно в среднюю камеру при уменьшении вытекания в крайние камеры, что упрощает отвод жидкости из передней камеры, например, самотеком в полость слива, в результате уменьшается воэможность попада" ния рабочей жидкости в граничащую с ней технологическую зону резания шпинделя. При этом обеспечивается принудительное заполнение средней камеры рабочей жидкостью, которая вытесняя воздух из этой камеры, устра. няет причину пенообразования в ней результат перемешивания жидкости с воздухом при высоких скоростях вращения тяжелонагруженного шпинделя.

Отсутствие пенообразования сохраняет физико-химические свойства рабочей жидкости, такие как вязкость, модуль упругости, при этом сохраняются параметры гидросистемы, определяющие ее динамические свойства (например, демпфирование), обеспе:-иваю щие четкую работу элементов управления гидросхемы (клапанов, распределителей и т.д.) и устраняющие вероятность преждевременного выхода насоса из строя.

Наличие регулируемого дроссепя позволяет управлять демпфирующими свойствами гидростатических опор при неустойчивых режимах обработки (для уменьшения вибраций при чистоВых Операциях).

Таким образо», предлагаемая конструкция, повышая надежность работы и виброустойчивость шпиндельного устройства, способствует увеличению производительности станка путем сокращения простоев на ремонт и об,служиВание, а также ВозмОжнОсти ис пользования оптимальных режимов обработки.

1093405

Составитель Н, Чужанов ,Техред Т,Маточка Корректор Ю. Макаренко

Редактор В. Данко

Заказ 3344/7

Тираж 1037 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4./5

Филиал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проектная, 4