Прецизионнный шпиндельный узел

 

О Il И--C- À Н с Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

CdId 3 Советских

Социалистических

Республик

)возвао (61) дооолннтельнов к «вт. свнл-ву

/ (22) Заявлено 17.09.74 (21) 2060922/25-8 (51) М. Кл.

В 23 В 19102 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетГюаударстееиный trawme

CONTI Мхиаатрча СССР аа делам изабретеххх я еткрмтмй (43) Опубликовано25.02.76.Бюллвтень № 7 (63) УДК 621.941-229. .3 (088. 8) (45) Дата опубликования описания,25.03.76

В. К. Петрушин (72) Автор изобретения (7l) Заявитель (54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

Изобретение относится к точным обрабатываюшим стан хам.

По авт. св. N! 376176 известны прецизионные шпиндельные узлы, содержашие иажимные подпружиненные колодки, приводимые рычагами и взаимодействукхцие с цилиндрической поверхностью шпинделя для стабилизации его гзоложения в воздушном зазоре, образованном подшипниками, в которых он установлен.

В известных прецизионных шпиндельных узлах отсутствует стабилизация шпинделя в осевом направлении, что не может не сказываться иа его точности, С целью повышения точ.ности, ыпнндельный узел,снабжен дополнител(ьной нажимной колодкой и аеростатическсей пятой, через которую колодка воздействует на торец шпинделя, причем привод кэ,лодки осушествлен от толка теля кулачкозього механизма.

На фиг, 1 изображен прециэионн ый шпиндельный узел, про,аольный разр ез; на фнг. 2 — то же, разреэ А-А.

На основании 1 закреплен корпус 2, в отверстиикоторого установлен шпиндель Э.

Между отверстием корпуса и шпинделя имеется зазор а (см. фиг, 2). Отверстие корпуса разделено иа две части пояском 4, в результате чего образуется передний и задний подшипники шпинделя.

Шпиндель Э опирается буртом на торец

10 корпуса 2. В бурте шпинделя выполнен радиальный паэ 5, в,который свободно входит ведуший палец 6, расположенный на полом приводном валу 7. Вал 7 установлен иа подвижной посадке в корпусе 8, 1Э ограничивакхцем также и осевое перемезцеиие вала 7. Корпус 8 установлен на корпусе 2 так, что ось отверстия под вап 7 совпадает с осью отверстия корпуса 2 под шпиндель 3. На валу 7 жестко

20 закреплены кулачки 9, 10, 11 и приводной шкив 12. В постоянном контакте с поверхностью кулачка 9 находится толкатель 13, установленный на подвижной о« садке в кронштейне 14, укрепленном на

Йб корпусе 2, ° 5

Постоянный контакт между кулачком 9 и толкателем 13 обеспечивает пружина 15.

Пружина 16 размещена между толкателем 13 и рычагом 17, поворачивающимся вокруг оси 18, закрепленной в корпусе 19, который,в свою очередь, закреплен на основании 1. Длина пружины 16 такова, gT0 при монтаЖе оиа сдеформирована на определенную величину. Второй конец рычага 17 опирается на торец нажимной колодки 20, которая установлена на подвижной посадке в корпусе 19.

Ось отверстия под нажимную колодку в корпусе 19 совпадает с осью отверстия под шпиндель в корпусе 2. Колодка 20 нижним сферическим койцом входит в сферическое гнездо кольцевой пяты 21. Пята

21 лежит на торцовой поверхности шпинделя.

С поверхностью кулачка 10 находйтся э постоянном контакте толкатель 22, установленный на подвижной посадке в кронштейне 23, укрепленном на корпусе 2.

Постоянный контакт между кулачком 10 и толкателем 22 обеспечивает пружина 24.

Пружина 25 размещена между толкателем

22 и рычагом 26, .поворачивающемся, на оси 27, закрепленной на корпусе 2. Длина пружины 25 такова, что при монтаже она сдеформирована на определенную величину.

Второй конец рычага 26 опирается на торец нажимной колодки 28, а последняяна поверхность шпинделя 3. Колодка 28 установлена на подвижной чосадке в отверстии, выполненном в корпусе 2. С поверхностью кулачка ll находится в постоянном контакте толкатель 29, установленный на подвижной посадке в кронштейне 30, укрепленном на корпусе 2. Постоянный контакт между кулачком 1 1 и. толкателем 29 обеспечивает )пружина 31. Пружина 32 размещена между толкателем 29 и рычагом ЗЗ, поворачивающемся на оси 34, закрепленной на корпусе 2. Длина пружины 32 такова, что при монтаже она сдеформирована на определенную величину.

Второй конец рычага 33 опирается на торец нажимной колодки 35, а последняяна поверхность шпинделя 3. Колодка 35 установлена на подвижной посадке в отверстии, выполненном в корпусе 2, и смео щена на угол 90 относительно колодки 28;

В зазор "а» (см. фиг. 2) под опорный тор и бурта шпинделя 3 и под пяту 21 любым иэ известных способов подается сжатыи воздух, В результате шпиндель 3 плавает в зазоре "a", между опорным бур том шпинделя и торцом корпуса 2 образуе.i.è зазор "б", между буртом шпинделя и (кольцевой пятой 21 образуется зазор в .

Шпиндель приводится so вращение пальцем

6 вала 7, который, в свою очередь, приводится во вращение через шкив 12. Сдеформированная при монтаже. пружина i6 через рычаг 17 действует на нажимиую колодку 20, которая, в свою очередь, действует на кольцевую пяту 21. Кольцевая пята 21 через воздушную подушку, образовавшуюся в зазоре "в", передает давление на бурт шпинделя 3 и смещает его в осевом направлении, изменяя величину зазора б", В результате в смазочном воз,душном слое зазора "б" возникает против действующая сила, уравновешивающая давление пяты 21.

В процессе вращеиия изза ошибок формы

:опорных, торцов бурта шпинделя 3 и корпуса 2 изменяется форма зазора б . Это изменяет условия течения сжатого воздуха по зазору "б и аэростатическую силу противодействия давлению пяты 21.

В результате в каждом угловом положении шпиндель стремится несколько сместиться в осевом направлении B ту или иную сторону. Кулачок 9 спрофилирован так, что, перемещая толкатель 1 3, он компенсирует изменение аэростатической силы натяжения пружины 16 и стабилизирует положение шпинделя 3 в осевом направлении. Так как трение между пятой 21 и торцовой поверхностью шпинделя 3 отсутствует, стабили зация шпинделя 3 в осевом направлении не сопровождается случайным смещением геометрической оси шпинделя в радиальном направлении.

Сдеформированные: при монтаже пружины

25 и,32 через рычаги 26 и 33 действуют на нажимные колодки 28 и 35, которые1 в свою очередь, давят на поверхность шпинделя 3 и смещают его в зазоре а на некоторую величину в награвлении равнодействующей давления колодок.

В результате в с." азочном воздушном слое возникает ааростатическая сила, направ ленная в противоположную равнодействую -щей давления колодок сторону и равная ей

aî величине.

Б процессе вращения из-эа ошибок формы шеек шпинделя 3 и отверстий подшипников корпуса 2 профили их сопрягаются

"так, что форма зазора а меняется с изменением углового положения шпинделя.

Это изменяет условия течения сжатого воз духа по зазору а и аэростатическую силу противодействия давлению колодок. В результате в каждом угловом положении геометрическая ось шпинделя 3 стремится несколько сместиться в ту или иную сторону.

503640

;Кулачок 10 спрофилирован так, что, перемещая толкатель 22, он компенсирует изменение аэростатической силы натяжением пружины 25 и стабилизирует положение геомьтрической оси шпинделя 3 в плоскости, 5 проходящей через ось колодки 28, Кулачок

11 спрофилирован так, что, перемещая толкатель 29, он компенсирует изменение аэростатической силы натяжением пружины 32 и стабилизирует положение геометрической 1ф оси шпинделя в плоскости, проходящей че,рез ось колодки 35.

Стабилизация положения геометрической оси шпинделя 3 в двух взаимно- перпенди35 кулярных плоскостях обеспечивает ее неподвижность в пространстве в процессе speщения шпинделя.

Формула изобретения

Прецизионный шпиндельный узел по авт. св. ¹ 376176, отлича юm и й с я. тем, что, с целью повышения точности, он снабжен дополнительной нажимной колодкой и аэростатической пятой, через которую колодка воздействует на торец шпинделя, а привод колодки осуществлен от кулачкового механизма.

503640)

Ef 9

Составитель E. Макарова

Редактор О. Стейииа Техред М. Ликович! Корректор H. Ьугакова

Заказ 43% Тираж ЩЯ Подписное

UHHHilH Государственного комитета Совета министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101