Гидростатическая опора

 

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к конструкциям гидростатических опор. Целью изобретения является расширение технологических возможностей опоры. Опора состоит из втулки 1 и цапфы 18, вала с рабочими поверхностями в форме двух встречно-направленных и сопряженных большими основаниями усеченных конусов, а также двух рядов, соединенных попарно несущих карманов 2-9. Каждая из конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков 21 и 22. Каждый из них расположен к продольной оси под своим углом, отличным от смежного участка . Т.к. несущие карманы соединены каналами, происходит выравнивание давления в полости тех карманов, за-, зор которых меняется однозначно, т.е. либо увеличивается, либо уменьшается. Избыток давления в одной группе карманов и разрежение давления в другой группе ка.рманоБ приводит к созданию момента сил, противодействующих возмущающему угловому повороту цапфы вот круг центра опоры. Величина момента тем больше, чем больше величина углового поворота. За счет того, что при работе угловые и линейные отклонения положения оси цапфы сводятся к минимуму , реализуется стабилизация углового смещения оси детали в опоре при прогибе детали в результате ее механической обработки. 2 ил. (Л с 1в

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU,, 1350391.(я) 4 F 16 С 32/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4025026/31 2? (22) 06.01.86 (46) 07.11.87. Бюл. Ф 41 (71) Институт сверхтвердых материа— лов АН УССР (72) А.А.Иваненко, А.М.Кошкин, А.А.Орал и С.В.Сохань (53) 621.822.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1208347, кл. F 16 С 32/06, 1983. (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКАЯ ОПОРА (57) Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к конструкциям гидростатических опор.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей опоры. Опора состоит из втулки 1 и цапфы 18, вала с рабочими поверхностями в форме двух встречно-направленных и сопряженных большими основаниями усеченных конусов, а также двух рядов, соединенных попарно несущих карманов 2-9. Каждая.из конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков 21 и 22. Каждый из них расположен к продольной оси под своим углом, отличным от смежного участка. Т.к. несущие карманы соединены каналами, происходит выравнивание давления в полости тех карманов, за-; зор которых меняется однозначно, т.е. либо увеличивается, либо уменьшается.

Избыток давления в одной группе карманов и разрежение давления в другой группе карманов приводит к созданию момента сил, противодействующих возмущающему угловому повороту цапфы во.-. круг центра опоры. Величина момента тем больше чем больше величина углоУ

CJ вого поворота. 3а счет того, что при работе угловые и линейные отклонения положения оси цапфы сводятся к минимуму, реализуется стабилизация угло- С вого смещения оси детали в опоре при прогибе детали в результате ее механической обработки. 2 ил.

1350391

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к гидростатическим опорам.

Цель изобретения — расширение тех.3 нологических возможностей опоры эа счет стабилизации углового смещения цапфы опоры.

На фиг.l изображена конструкция гидростатической опоры, осевое сечение; на фиг.2 — схема соединения несущих карманов между собой.

Гидростатическая опора состоит из двух половинок втулки 1 с несущими карманами 2-17, охватывающими цап- 15 фу 18. Во втулке l расположены каналы

19 для подвода жидкости в карманы

2-17 и каналы 20 для отвода утечек.

Втулка 1 и цапфа 18 вала выполнены с рабочими поверхностями в форме двух 20 встречно-направленных основаниями конусов. Каждая иэ конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков 21 и 22, расположенных под углом (l — V), один из которых 21 со сто †25 роны цапфы вала расположен к продольной оси опоры под углом, большим угла Ч расположения к продольной оси опоры смежного участка 22. В обеих лов ловинках втулки 1 имеются кольцевые 30 канавки для слива утечек. Питание опоры осуществляется через гидравлический дроссель подводом жидкости с двумя рядами карманов 2-17„ расположенных на конусных поверхностях втулки 1.

Количество карманов в одном ряду гидростатической опоры должно быть

Кратно четырем, поскольку они соединены попарно, причем два кармана 17 и 40

9 у основания на каждой иэ конусных поверхностей попарно соединены с карманами ll и 7, каждый иэ которых расположен в плоскости продольного сечения, проходящей через соединяемый с ним карман, при вершине этой же конусной поверхности на образую— щей, перпендикулярной образующей, на которой расположен соединяемый с ним карман, другая пара карманов 10 и 8, у основания на каждой конусной поверхности попарно, соединена с карманами б и 15, каждый из которых расположен в плоскости продольного сечения, проходящей через соединямый с ним карман при вершине другой конусной поверхности на образующей, перпендикулярной образующей, на которой размещен соединяемый с ним карман. Предлагаемая конструкция гидростатической опоры и расположение карманов обеспечивают условие, что в любом осевом сечении опоры нормаль к образующей одного из конусов, опущенная. из места сопряжения конуса с валом, проходит через место сопряжения с валом другого конуса и перпендикулярна

его образующей, а также и нормаль к участку 22 одного их конуса, опущенная из места сопряжения участка с конусом, проходит через место сопряжения другого участка со встречным конусом и перпендикулярна ей.

При известном радиусе R цапфы вала половину длины цапфы можно определить как

L/2 = Rtg 4 где p(— угол при вершине конусного участка 21, равно, как и угол между радиусом вала и перпендикуляром к образующей конусного участка 21, опущенным из места сопряжения конусного участка 21 с валом. Тогда полная длина образующей конуса (без учета дополнительно выполненного участка) равна

L/2 Rtg g

А =

cos К cos К

Длина перпендикуляра до центра цапфы через радиус цапфы вала запишется как

С

cos <6 а длина образующей конусного участка 21, оставшаяся после выполнения. участка 22, равна

Rte 9 а = ctg4 =--cos Ы где Ч вЂ” угол между образующими участка 22 и конусного участка 21, равно, как и угол между перпендикуляром и перпендикуляром к участку 22, опущенным из места его сопряжения с конусным участком 21.

Ширину В участка 22 можно записать

В = (А — а) cos <

R яК КЦ;

В = (-— — — - - — ) cos г6

cos g со< М

Rtg ф — Rtg, L где tgk=- ——

2R

Угол между образующими участка 22 и конусного участка 21 определяется следующим ° обраэом:

L - 2В

9 = arctg

1350391

Я опус/

QlVZ. 2 где  — ширина участка 22;

R — радиус меньшего основания или цапфы вала;

Ы вЂ” угол при вершине конуса.

Опора работает следующим образом.

При возникновении прогиба детали, вызванногЬ ее механической обработкой, опирающаяся иа опору деталь поворачивается вместе с цапфой на 10 некоторый угол, величина которого зависит от стрелки прогиба детали.

Вследствие расположения карманов зазор в каждом кармане меняется однозначно, т.е. либо увеличивается для 15 карманов 3, 5, 7 и 9, либо уменьшается для карманов 2, 4, 6 и 8, лежащих в полости прогиба детали. При этом силы, противодействующие возмущающему угловому повороту, создаются избыточ- 20 ным давлением в карманах 2, 4, 6 и 8 и разрежением (т.е. понижением давления) в карманах.3, 5, 7 и 9 и стремятся вернуть цапфу в исходное положение, поворачивая ее вокруг центра споры.

Таким образом, предлагаемая конструкция гидростатической опоры обеспечивает повышение жесткости как в З0 осевом, так и в радиальном направлении, позволяет добиться нового технического эффекта, стабилизировать положение оси детали в условиях углового поворота, вызываемого прогибом З детали. Действие предлагаемой гидростатической опоры в качестве промежуточной опоры (люнета) при механической обрабс тке можно сравнить по эффекту с действием опоры в виде защемления.

Предлагаемая гидростатическая опо ра обеспечивает расширение технологических возможностей гидростатической опоры за счет стабилизации углового смещения оси цапфы, что позволяет использовать ее, например, в качестве опор шпинделя.металлорежущего станка или промежуточной опоры при механической обработке длинномерных деталей. формула изобретения

Гидростатическая опора, содержащая втулку и цапфу вала с рабочими поверхностями в форме двух встречнанаправленных основаниями конусов, а также два ряда равномерно расположенных по окружности на каждой из конусных поверхностей и соединенных попарно между собой и с.источником подачи рабочей среды под давлением несущих карманов, количество которых в ряду кратно четырем, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, каждая из конусных рабочих поверхностей выполнена из двух участков, расположенных под углом друг к другу, и один из которых со стороны цапфы вала расположен к продольной оси опоры под углом, большим угла расположения к продольной оси опоры смежного участка.