Гидростатическая опора
Владельцы патента RU 2325565:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения и может применяться, например, в гидростатических направляющих металлорежущих станков. Гидростатическая опора содержит направляющую, корпус с подводящим каналом для нагнетания рабочей жидкости, в котором расположен плавающий элемент. На рабочей поверхности корпуса на выходе подводящего канала выполнен несущий карман. На торцах плавающего элемента выполнены управляющие карманы, соединенные дросселирующим каналом. Наружные поверхности плавающего элемента имеют кольцевые выступы и образуют с сопряженными поверхностями корпуса и направляющей щелевые дросселирующие зазоры. Технический результат: создание гидростатической опоры с отрицательной податливостью и повышений нагрузочной способностью при небольшом числе плавающих элементов. 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может применяться, например, в гидростатических направляющих металлорежущих станков.
Известна гидростатическая опора, содержащая выполненный с несущим карманом и центральным подводящим каналом плавающий опорный элемент, контактирующий с направляющей и расположенный в полости корпуса, соединенном с источником нагнетания рабочей жидкости (авторское свидетельство СССР №363569, кл. В23Q 1/02, 1970).
Недостатком опоры является низкая нагрузочная способность и невозможность получить отрицательную податливость.
Наиболее близким аналогом изобретения является гидростатическая опора, содержащая выполненный с несущим карманом и центральным подводящим каналом плавающий опорный элемент, контактирующий с направляющей и расположенный в отверстии корпуса, соединенном с источником нагнетания рабочей жидкости, снабженная соплом, расположенным с зазором в центральном подводящем канале опорного элемента, которое закреплено в корпусе и сообщается со сливом (авторское свидетельство СССР №562681, кл. F16С 32/06, 1977).
Данная опора имеет следующие недостатки:
- не является бесконтактной, так как плавающий опорный элемент непосредственно контактирует с направляющей, в результате чего увеличивается трение при скольжении направляющей;
- не может обеспечить отрицательную податливость, так как величина выходного сопротивления регулируется изменением рабочего зазора при всплывании направляющей (обратная связь по положению), а не изменением давления в несущем кармане (обратная связь по нагрузке);
- при большой длине направляющей для обеспечения нагрузочной способности требуется большое число плавающих опорных элементов, расположенных по ее длине, что усложняет конструкцию опоры.
Задачей изобретения является создание гидростатической опоры с отрицательной податливостью и повышенной нагрузочной способностью при небольшом числе плавающих элементов.
Поставленная задача достигается тем, что в гидростатической опоре, содержащей направляющую, корпус с подводящим каналом для нагнетания рабочей жидкости, в котором расположен плавающий элемент, согласно изобретению, на рабочей поверхности корпуса на выходе подводящего канала выполнен несущий карман, на торцах плавающего элемента выполнены управляющие карманы, соединенные дросселирующим каналом, наружные поверхности плавающего элемента имеют кольцевые выступы и образуют с сопряженными поверхностями корпуса и направляющей щелевые дросселирующие зазоры.
На фиг.1 показан продольный разрез гидростатической опоры; на фиг.2 - плавающий элемент гидростатической опоры.
Гидростатическая опора состоит из направляющей 1 и корпуса 2, рабочие поверхности которых разделяет щелевой дросселирующий зазор 3, образующий несущий слой опоры. Корпус имеет подводящий канал, соединенный с источником нагнетания рабочей жидкости (не показан). На рабочей поверхности корпуса 2, на выходе подводящего канала, выполнен несущий карман 4. На выходе подводящего канала расположен плавающий элемент 5 с выполненными на торцах управляющими карманами 6, соединенные дросселирующим каналом 7. Наружные поверхности плавающего элемента 5 имеют кольцевые выступы 8, 9 и образуют с сопряженными поверхностями корпуса щелевые дросселирующие зазоры 10, 11 и 12 ступенчатой формы.
Гидростатическая опора работает следующим образом.
При действии внешней нагрузки F направляющая 1 смещается в направлении нагрузки и уменьшает толщину щелевого дросселирующего зазора 3. При этом давление в щелевых дросселирующих зазорах 10, 11 и 12 возрастает так, что плавающий элемент 5 смещается в направлении нагрузки F и увеличивает расход смазки, поступающей в несущий карман 4. В результате направляющая 1 смещается противоположно действию нагрузки F. Таким образом, в заявленной опоре плавающий элемент 5 является активным регулятором расхода рабочей жидкости и при соответствующем сочетании параметров управляющих карманов 6 и дросселирующих сопротивлений обеспечивает повышение нагрузочной способности опоры, а также режим отрицательной податливости в начальном диапазоне нагрузок. При этом кольцевые выступы 8, 9, выполненные на наружных поверхностях плавающего элемента 5 и придающие ступенчатую форму щелевым дросселирующим зазорам 10, 11 и 12, позволяют обеспечить эффект «гидравлической пружины», необходимый для стабилизации осевого и радиального положения плавающего элемента 5 и устойчивости опоры.
Гидростатическая опора, содержащая направляющую, корпус с подводящим каналом для нагнетания рабочей жидкости, в котором расположен плавающий элемент, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности корпуса на выходе подводящего канала выполнен несущий карман, на торцах плавающего элемента выполнены управляющие карманы, соединенные дросселирующим каналом, наружные поверхности плавающего элемента имеют кольцевые выступы и образуют с сопряженными поверхностями корпуса и направляющей щелевые дросселирующие зазоры.
