Гидростатическая опора

 

1. ГВДРОСТАТИЧЕСКАЯ ОПОРА, содержащая корпус и охватьтающую цапфу вала, втулку, на рабочей поверхности которой выполнены равномерно расположенные по окружности приемные камеры и несущие карманы, разделенные кольцевым уплотняювщм пояском, а также источник питания, смазкой под давлением,.соединенный с приемными камерами посредством кольцевьк щелевых дросселей, образованных поверхностью цапфы вала и внутренней поверхностью втулки, а : каждая приемная камера соединена с диаметрально противоположным несущим карманом, отличающая с я тем, что, с целью уменьшения податливости, улучшения динамических характеристик и обеспечения возможности управления положением вала, она снабжена смонтированным в корпусе напротив приемных камер средством управления, а часть втулки , на которой размещены приемные камеры, выполнена с меньпмм наружным диаметром и установлена в корпусе с возможностью радиального W перемещения. 2.Опора по П.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что средство управления выполнено в виде регулировочных винтов. 3.Опора по П.1, отличающаяся тем, что средство управ ления вьшолнено-В виде электромаг&д нита..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„»4 90

4(з1) Р 16 С 32/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3692682/25-27 (22) 19;10.83 (46) 07.03.85. Бюл. 9 9 (72) С.Н. Шатохин, В.А. Коднянко и В.П. Зайцев (71) Красноярский политехнический институт (53) 621.822.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 435397, кл. F 16 С 32/06, 1960.

2. Б, Зехцер и др. Шпиндельный узел с гидростатическимн подшипниками с внутренним дросселированием.

И.Л., 1976, В 24-76, Укр.НИИНТИ, Одесский МЦНТИ (прототип) . (54) (57) 1. ГИДРОСТАТИЧЕСКАЯ ОПОРА, содержащая корпус и охватывающую цапфу вала, втулку, на рабочей поверхности которой выполнены равномерно расположенные по окружности приемные камеры и несущие карманы, разделенные кольцевым уплотняющим пояском, а также источник питания. смазкой под давлением,.соединенный с приемными камерами посредством кольцевых щелевых дросселей, образованных поверхностью цапфы вала и внутренней поверхностью втулки, а каждая приемная камера соединена с диаметрально противоположным несущим карманом, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью уменьшения податливости, улучшения динамических характеристик и обеспечения возможности управления положением вала, она снабжена смонтированным в корпусе напротив приемных камер средством управления, а часть втулки, на которой размещены приемные камеры, выполнена с меньшим наружным диаметром и установлена в корпусе с возможностью радиального перемещения.

2. Опора по п.1, о т л и ч а ю.щ а я с я тем, что средство управления выполнено в виде регулировочных винтов.

3. Опора по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что средство управления выполнено в виде электромагнита.

1143900

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шпиндельных узлах металлорежущих. станков.

Известна гидростатическая опора с нулевой и отрицательной податливостью,. которая содержит регулятор, расхода смазки, корпус, вал и втулку, на внутренней поверхности которой выполнены несущие карманы, соедй-10 ненные с регулятором расхода Ь1 . а

Недостатками гидростатической опоры являются сложность конструкции регулятора расхода и значительные его габариты.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является гидростатическая опора, содержащая корпус, охватывающую цапфу вала, втулку, на рабочей поверхности которой выполнены равномерно расположенные по окружности приемные камеры, и несущие карманы, разделенные кольцевым уплотняющим пояском,а также ис" точняк питания смазкой под давлением, соединенный с приемными камерами посредством кольцевых щелевых дросселей, а каждая приемная камера соединена с диаметрально противоположным . несущим карманом (2$.

Однако известная опора не позволяет получить режим нулевой или отрицательной податливости.

Целью изобретения является умень- З5 шение податливости, улучшение динамических характеристик и обеслечение воэможности управления положением вала.

Поставленная цель,цостигается тем, что гидростатическая опора, содержащая корпус и охватывающую цапфу вала втулку, на рабочей поверхности которой выполнены равномерно расположенные по окружности приемные камеры и несущие карманы, разделенные кольцевым уплотняющим пояском, а также источник питайия смазкой под давлением, соединенный с прием-. ными камерзми посредством кольцевых щелевых дросселей, а каждая приемная камера соединена с диаметрально противоположным несущим карманом, снабжена смонтированным в корпусе напротив приемники камер средством управления, а часть втулки, на которой размещены. приемные камеры, выполнена .с меньшим наружным диаметром и установлена в корпусе с возможностью радиального перемещения.

Средство управления может быть выполнено в виде регулировочных винтов, или в виде электромагнита.

На чертеже представлена схема гидростатической опоры.

B корпусе опоры 1 установлена втулка 2 с несущими карманами 3, 4 и приемными камерами 5 и 6. Несущие карманы 3 и 4 отделены от.сливной полости 7 и от приемных камер 5 и 6 кольцевыми уплотняющими поясками 8 и 9 соответственно. Приемные камеры

5 и 6 отделены кольцевыми щелевыми дросселями 10 от полости 11, связан ной с источникам питания смазки под давлением. Каждая иэ приемных камер

5 и 6 соединена каналами 12 с диаметрально противоположным несущим карманом 4 и 3 соответственно. Часть втулки, имеющая приемные камеры эа счет тонкостенной упругой оболочки

13, имеет. возможность упругого радиального смещения в пределах рабочего зазора между втулкой 2 и цапфой вала 14. Для настройки положения вала в подшипнике в корпусе опоры 1 установлено средство 15 управления, связанное с подвижной частью втулки, имеющей приемные камеры.

Средство управления может быть выполнено либо в виде привода, воздействующего на подвижную часть втулки и сообщающего ей управляемые радиальные или орбитальные микроперемещения, либо в виде регулировочных винтов, либо в виде электромагнита.

Опора работает следующим образом.

Смазка, поступающая от насоса (не показано) во внутреннюю полость

11 корпуса с давлением P> = const, через щелевой дроссель 10 поступает с давлением P (Рн в приемные камеры

5 и 6 и связанные с ними диаметрально противоположные несущие карманы

3 и 4, откуда через кольцевой уплотняющий поясок 8 поступает в сливную полость 7.

При увеличении (уменьшении) нагруз-. ки на вал 14 опоры рабочий зазор между уплотняющим пояском 8 нагружаемого кармана 4 и валом 14 уменьшается (увеличивается), а рабочий зазор между валом и уплотняющим пояском разгружаемого кармана 3 увеличивается (уменьшается) .

1143900

»!Й

Фипиел ППП Юатеат, г.Уагород, ул,Проектная, 4

При этом давление смазки в нагружаемом кармане 4 и связанной с ним приемной камере 5 увеличивается (уменьшается), а в разгружаемом кармане 3 и в связанной с ним приемной камере 6 — уменьшается (увеличивается).

Разность давления смазки в несущих карманах 3 и 4 уравновешивает нагрузку на вал 14, а разность дав- 10 ления смазки в приемных камерах 5 и 6 ведет к упругому радиальному смещению приемной части втулки в направлении, противоположном смещению вала 14. В результате этого 15 перемещения зазор между щелевым дросселем 10 приемной камеры 5 уве личивается (уменьшается), а приемной камеры 6 — уменьшается (увеличивается)..При этом давление смазки щ приемной камеры 5 и связанного с ней несущего кармана 4 дополнительно увеличивается (уменьшается), а в противоположной приемной камере 6 и связанной с ней несущем кармане 3 дополнительно уменьшается (увеличи: вается). Возникающая добавочная разность давлений в несущих карманах 3 и 4 перемещает вал в противоположном направлении.

При соответствующих значениях упругости оболочки можно получить нулевую и отрицательную податливосгъ подшипника-.

Наличие средства 15 управления позволяет смещать подвижную часть втулки при настройке положения вала в подшипнике.

В случае, если средство 15 управления выполнено в виде привода, кото-. рый сообщает -подвижной части втулки с приемными карманами радиальные или орбитальные микроперемещения, вал 14 совершает соответствующие управляемые движения в пределах рабочего зазора.

Наличие подвижной части втулки с приемными камерами позволяет уменьшить податливость опоры, а при необходимости — получить нулевую и отрицательную податливость, при этом улучшаются динамические характеристики опоры. Кроме того, предлагаемаЯ опора позволяет значительно повысить разрешающую способность преобразователя нагрузка — давление при использовании его в качестве динамометрического устройства.

Управляющее устройство, выполненное в виде привода, позволяет получать управляемые или орбитальные перемещения вала, что расширяет область применения подшипника, наприМер, в станках с системами ЧПУ.