Устройство для измерения жесткости вращающихся узлов механизмов

 

Изобретение относится к станкостроению и може1- быть применено для измерения жесткости станков, например круглошлифовальных. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет более компактной конструкции, обеспечивающей нагружение вращающихся узлов станка, имеющих ограниченный доступ к вращающейся поверхности . В корпусе 2 установлены на шариках 3 направляющей 4 гидродинамическая нагрузочная опора 5, динамометр 6 с измерительным преобразователем. В корпусе 9 на плоских пружинах установлен штырь 12 с измерительной аэродинамической опорой 13, которая взаимодействует с измерителем перемещений 14 и с рабочей поверхностью нагружаемого узла 15. Гидродинамическая опора 5 соединена с механизмом подачи СОЖ. Оси опор 5 и 13 размещены в одной плоскости, проходящей через ось вращения нагружаемого узла 15 и с одной стороны от оси вращения. Опора 5 ограждена пластинами 18 и 19. К направляющей 4 с зазором от пластины 19 прикреплена пластина 20. В боковой поверхности опоры 5, обращенной к пластине 20, выполнено уУлубление 21 в форме сопла в направлении узла 15. 4 ил, 4-1 fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (у)э В 24 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ФьИ86%Н : и =" П3-ПВКЮГА;;

ЫИБЛйО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

12 4"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4428420/08 (22) 23.05.88 (46) 15.10.91. Бюл. М 38 (71) Вильнюсский инженерно-строительный институт (72) А.-Г.Ю, Марцинкявичюс (53) 621.924.221..2:621.747.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1315853, кл. G 01 M 13/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ ВРАЩАЮЩИХСЯ УЗЛОВ М ЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к станкостроению и можеТ быть применено для измерения жесткости станков, например круглошлифовальных. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей устройства за счет более компактной конструкции, обеспечивающей нагружение вращающихся узлов станка, имеющих огра„„5Q„„1684000 А1 ниченный доступ к вращающейся поверхности. В корпусе 2 установлены на шариках 3 направляющей 4 гидродинамическая нагрузочная опора 5, динамометр 6 с измерительным преобразователем. В корпусе 9 на плоских пружинах установлен штырь 12 с измерительной аэродинамической опорой

13, которая взаимодействует с измерителем . перемещений 14 и с рабочей поверхностью нагружаемого узла 15. Гидродинамическая опора 5 соединена с механизмом подачи

СОЖ. Оси опор 5 и 13 размещены в одной плоскости, проходящей через ось вращения нагружаемого узла 15 и с одной стороны от оси вращения. Опора 5 ограждена пластинами 18 и 19, К направляющей 4 с зазором от пластины 19 прикреплена пластина 20. В боковой поверхности опоры 5, обращенной к пластине 20, выполнено углубление 21 в форме сопла в направлении узла 15. 4 ил.

1684000

Изобретение относится к станкостроению и может быть применено для измерения жесткости станков, например круглошлифовальных

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет более компактной конструкции, обеспечивающей нагружение вращающихся узлов станка, имеющих ограниченный доступ к вращающейся поверхности.

На фиг.1 показано устройство, установленное на шлифовальном станке, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.2; на фиг.4— разрез В-B на фиг,1, тыльная сторона опоры.

Устройство включает в себя следующие узлы и детали.

На столе станка 1 установлен корпус 2 устройства измерения жесткости с установленной в нем на шариках 3 направляющей

4 гидродинамической нагруэочной опоры 5, динамометром 6 с измерительным преобразователем 7 и нагрузочным винтом 8. Рядом с опорой 5 в корпусе 9 на плоских пружинах, 10 и 11 установлен штырь 12 с измерительной опорой 13, которая взаимодействует с измерителем перемещений 14, Причем измеритель 14 установлен а корпусе 9, а измерительным наконечником упирается в измерительную аэродинамическую опору

13, которая взаимодействует с рабочей поверхностью нагружаемогоузла (шлифовал ьного круга) 15, Опора 5 своей рабочей поверхностью ограждает часть рабочей поверхности шлифовального круга примерно на половину ширины.

Сверху в опоре 5 выполнен карман 16, к которому подведен шланг 17 подачи СОЖ, По бокам карман 16 и опора 5 ограждены пластинами 18 и 19. Сбоку к направляющей

4 прикреплена пластина 20 так, что в поперечном направлении она находится на некотором расстоянии (зазор порядка 3 — 5 мм) от пластины 19.

Кроме -.ого, опора в поперечном разрезе вдоль продольной образующей также имеет дополнительное углубление 21, вместе с зазором между пластиной 19 и пластиной 20 образующее полость отвода СОЖ, На фиг.4 показано, что углубление 21 вдоль опоры сверху сужается и образует сверху вниз расширяющуюся полость (сопло).

Устройство работает следующим образом, Сначала шлифовальный круг отведен в сторону от опор 5 и 13. После включения вращения шлифовального круга он подводится к опорам 5 и 13, но не касается их, а только аэродинамическим воздействием

40 воздуха смещает опору 13, которая воздеи ствует на измеритель перемещений 14, Отсчитывая перемещение шлифовального круга 15 при помощи механизма подач шлифовальной бабки, тарируют зависимость показаний измерителя 14 от радиального перемещения.

После тарировки показаний измерителя

14 опору 5 при помощи винта 8 подводят к шлифовальному кругу так, чтобы пластины

19 и 20 приблизились вплотную к рабочей поверхности шлифовального круга (эти детали могут быть выполнены из тонкого текстолита, поэтому ими можно врезаться в шлифовальный круг для более полного прилегания к поверхности круга).

После подвода нагрузочного устройства к шлифовальному кругу включается подача

СОЖ через шланг 17 в карман 16 опоры 5.

При вращении шлифовального круга 15

СОЖ поступает в зазор между опорой 5 и кругом и создает гидродинамическую силу, действующую в радиальном направлении с одной стороны на круг, с другой — на опору.

Радиальная сила измеряется при помо и динамометра 6 с преобразователем 7. Величина этой силы регулируется при помощи нагрузочного винта 8. Вращением этого винта опора подается в сторону шлифовального круга либо от него. От этого меняется зазор между шлифовальным кругом и башмаком, а тем самым и радиальная гидродинамическая сила, От действия гидродинамической силы корпус 2 вместе со столом

1 станка с одной стороны и шлифовальный круг 15 вместе с шлифовальной бабкой с другой стороны смещаются друг относительно друга, Это смещение измеряется и ри помощи измерителя 14, Жесткость станка определяют по формуле

hF = л где Л F — нагружающая сила (показания преобраэвателя 7);

ЛY — относительное смещение шлифовального круга и нагруэочного устройства (разность показаний измерителя 14 при нулевой и заданной нагрузке), При проведении измерений часть СОЖ просачивается в боковом направлении поперек пластины 19 из зазора между кругом

15 и опорой 5. Поток воздуха, нагнетаемый шлифовальным кругом, сдувает СОЖ, попавшую в зазор между пластинами 19 и 20, в направлении вращения круга. Этот эффект усиливается расширением выемки 21 в сторону, противоположную поверхности шлифовального круга (фиг.1) и вдоль опоры 5

1б84000

17 (фиг,4) — в направлении вращения шлифовального круга. В результате давление в выемке падает и отсасывает СОЖ, проникающую в щель между пластинами 19 и 20 в выемку 21. Пластина 20 при этом дополни- 5 тельно переграждает путь СОЖ в сторону опоры 13, предохраняя от попадания СОЖ в зазор между опорой 13 и шлифовальным кругом 15, и способствует повышению точности измерений, поскольку попадание 10

СОЖ между шлифовальным кругом и опорой 13 приводит к непостоянству плотности рабочей среды в щели и, следовательно, погрешностям показаний измерителя 14. Для 15 более полного предохранения зазора между кругом 15 и опорой 13 может быть выполнена ступень на круге (пунктир на фиг,2).

В современных круглошлифовальных станках в основном для шпинделей шлифо- 20 вального круга используются гидродинамические подшипники, жесткость которых может быть измерена только при вращении шпинделя посредством предложенного устройства.

Формула изобретения 25

Устройство для измерения жесткости вращающихся узлов механизмов, включающее в себя нагрузочный узел, установленный с возможностью взаимодействия с поверхностью нагружаемого узла посредством опоры, и измеритель перемещений, установленный с возможностью взаимодействия с той же поверхностью, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, s него введена аэродинамическая опора, установленная с возможностью радиального перемещения относительно поверхности нагружаемого узла и взаимодействия с измерителем перемещений, а нагрузочная опора выполнена гидродинамической и соединена с механизмом подачи СОЖ, при этом оси опор размещены в одной плоскости, проходящей через ось вращения нагружаемого узла и с одной стороны от оси вращения, причем между опорой и наконечником с зазором установлена введенная в устройство пластина в плоскости, перпендикулярной оси вращения нагружаемого узла, а в боковой поверхности гидродинамической опоры, обращенной к пластине, выполнено углубление в форме сопла в направлении вращения нагружаемого узла.

Составитель Ю,Степанов

Редактор Н.Швыдкая Техред M.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 3469 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101