Аэростатическая опора скольжения

 

Использование: система фотозаписи (воспроизведения), где требуется обеспечивать минимальные отклонения оси вращения , где торцовые и радиальные биения дисковых носителей информации не превышают одного или нескольких микрометров. Опора снабжена размещенным между корпусом и сферической поверхностью плавающей втулки кольцевым вкладышем со сферической внутренней поверхностью с охватом ее со стороны одного из торцов плавающей втулки и установленным с возможностью радиальных смещений, а также электромагнитной системой центрирования корпуса по оси вращения. Повышение стабильности оси вращения достигается за счет создания наиболее благоприятных условий посредством изменения свойств демпфирования при радиальных смещениях введенного кольцевого вкладыша и тангенциальных смещений корпуса, центрируемого по оси вращения электромагнитной системы Ротор в динамическом состоянии на закритической частоте вращения самоцентрируется , а возмущающие воздействия на него при созданных благоприятных условиях демпфирования уменьшаются. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 С 32/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769811/27 (22) 30.10.89 (46) 07.05.92. Бюл. ¹ 17 (71) Производственное объединение "Уральский опытно-механический завод" (72) В.П.Решетов и Б.А.Трубицын (53) 621.822,5 (088,8) (56) Патент США ¹ 3005666, кл, 308-122, 1961, (54) АЭРОСТАТИЧЕСКАЯ ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Использование: система фотозаписи (воспроизведения), где требуется обеспечивать минимальные отклонения оси вращения, где торцовые и радиальные биения дисковых носителей информации не превышают одного или нескольких микрометров.

Опора снабжена размещенным между корпусом и сферической поверхностью плаваИзобретение относится к области машиностроения, а именно к специализированным опорам на воздушной смазке, предназначенным для прецезионной обработки отверстий, заточки инструмента и т.д., и может использоваться в системах оптической записи-воспроизведения, где требуется обеспечивать минимальные отклонения оси вращения, чтобы торцовые и радиальные биения поверхностей дисковых носителей информации не превышали одного или нескольких микрометров, Известна аэростатическая опора скольжения, содержащая корпус с двумя опорными сферическими поверхностями и ротор с жестко закрепленной сферой на его конце, образующей с одной из сферических опорных поверхностей сферический аэростатический подшипник, а также расположенную, Ы2,, 1732039А1 ющей втулки кольцевым вкладышем со сферической внутренней поверхностью с охватом ее со стороны одного из торцов плавающей втулки и установленным с возможностью радиальных смещений, а также электромагнитной системой центрирования корпуса по оси вращения. Повышение стабильности оси вращения достигается за счет создания наиболее благоприятных условий посредством изменения свойств демпфирования при радиальных смещениях введенного кольцевого вкладыша и тангенциальных смещений корпуса, центрируемого по оси вращения электромагнитной системы, Ротор в динамическом состоянии на закритической частоте вращения самоцентрируется, а возмущающие воздействия на него при созданных благоприятных условиях демпфирования уменьшаются. 4 ил, ° и между корпусом и ротором плавающую втулку с наружной сферической поверхно- Сд стью, образующую с другой опорной сфери- Я ческой поверхностью ротора второй " аэростатический подшипник, и каналы для . () подвода рабочей среды под давлением в ) рабочие зазоры подшипников.

Недостаток этой опоры состоит в том, что в условиях возмущающих воздействий не обеспечивается достаточная стабильюаеВ ность положения оси вращения ротора, К таким воздействиям можно отнести вибрации основания, временная нестабильность геометрических форм, температурные колебания.

Другой недостаток — значительные потери рабочей среды, если выполнить канал для обеспечения вакуумной фиксации дискового носителя информации.

1732039

Снижение стабильности положения оси вращения ухудшает качество оптической записи и снижает плотность записи, так как геометрические размеры бит информации порядка 0,8 — 1 мкм. 5

На фиг, 1 дана предлагаемая опора, разрез, общий вид; на фиг, 2 — кинематическая схема; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — схема сохранения положения оси вращения массивного ротора. 10

Аэростатическая опора скольжения содержит корпус 1 (фиг.1) со сферической 2 и цилиндрической 3 опорнымй поверхностями и ротор 4 с жестко закрепленной сферой 5 на его конце, образующей первый аэро- 15 статический подшипник, плавающую втулку

6 с наружной сферической поверхностью 7, образующей со сферической поверхностью

8 ротора второй аэрастатический подшипник, кэ „-.-.:.. 9 длл подвода рабочей среды 20 под дэв;, ."«гл, кольцевой вкладыш 10 со сферической внутренней поверхностью 11, охватывающей сферическую поверхность плаваю;ей втулки 6 со стороны одного из ее то цов, установленный с возможностью 25 радиальных смещений, и электромагнитную систему 12 центрирования корпуса по оси вращения, индуктор которой вмонтирован в основание 13, взаимодействующее с корпусом 1 по сферическим поверхностям 30

l4 сопряжения с нагнетанием s зазор 15 рабочей сг еды, обеспечивающей смазку.

Уагнитопровод 16 якоря электромагнитной системы дифференциально смещен о носительно индуктора, что обеспечивает 35 центр;".рогание корпуса 1 по оси вращения.

Распределение масс ml и m2 ротора, относительно оси Х вЂ” X (фиг.2), рассчитано так, To моменты инерции верхней и нижней части равны: 40 . 1 =.12

Это создает условие равенства нулю опрокидывающего момента Мо = 0 и позволяет сосредото ить центр тяжести m3 ротора m3=

= ml + m2 по оси X— - Х, При этом возникают 45 малые радиальные смещения ЛХ; центра тяжести от центробежной силы дебалансной массы Ьаз.

Плавающая втулка 6 обеспечивает компенсацию погрешностей изготовления ци- 50 линдрической поверхности 3 корпуса 1 (фиг.1),а вкладыш 10 создает условия оптимального демпфирования при инерционном динамическом состоянии ротора 4 (фиг.4) и смещениях корпуса 1(пунктир). Эти 55 смещения корпуса, центрируемого по оси вращения электромагнитной системой 12, являются следствием возмущающих воздействий, которые обусловлены вибрацией основания 13, погрешностями изготовления поверхностей скольжения и т.д.

Аэростатическая опора скольжения работает следующим образом.

В динамическом состоянии ротора 4 (фиг.1) рабочая среда поступает под давлением в канале 9 по перепускным радиальным каналам в зазоры первого и второго подшипников, обеспечивая центрировку плавающей втулки 6 и вкладыша 10 относительно оси вращения ротора. Электромагнитная система 12 центрирует корпус 1 по оси вращения, а рабочая среда, поступающая под давлением в зазор 15 между сферическими поверхностями основания 13 и корпуса 1, создаетусловия для тангенциальных смещений корпуса (фиг.4) на угол

Лс1 относительно центра 0 первого подшипника. На закритической частоте вращения ротора 4 осуществляется его самобалансировка и инерциальное состояние: обеспечивающее малую п рецессию оси вращения. Смещения Л R плавающей втулки 6, изменяющие зазор между сферами второго подшипника по дуге а1а2, весьма мало изменяют зазор Ьдз между сферами плавающей втулки 6 и вкладыша 10 ввиду его радиального смещения íà А6л при самоцентрировании в смещенном состоянии плавающей втулки 6. Это определяет оптимальные условия демпфирования во втором подшипнике и обеспечивает повышенную стабильность оси вращения ротора, Предложенная опора обеспечивает возможность работы в условиях возмущающих воздействий на основание и в сравнении с прототипом позволяет лучше компенсировать погрешности геометрических форм элементов при улучшенных массогабаритных показателях.

Форглула изобретения

Аэростатическая опора скольжения, содержащая корпус с двумя опорными сферическими поверхностями и ротор с жестко закрепленной сферой на его конце; образующей с одной из сферических опорных поверхностей сферический аэростатический подшипник, а также расположенную между корпусом, и ротором плавающую втулку с наружной сферической поверхностью,. образующую с другой опорной сферической поверхностью ротора.второй аэростатический подшипник, и каналы для подвода рабочей среды под давлением в рабочие зазоры подшипников, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности оси вращения, она снабжена размещенным между сферическими поверхностями корпу1732039 са и плавающей втулкой с возможностью ее охвата со стороны одного из ее торцов плавающим в радиальном направлении кольцевым вкладышем со сферической внутренней поверхностью, а также электромагнитной системой центрирования по оси вращения.

1732039

1732039

Составитель В,Решетов

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 1568 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