Гидростатическая опора

Гидростатическая опора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБГЕтЕНИЯ 18217

Союз Советских

Сецналмстическив

Рвснублмк

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 08.02.79(21) 2722066/25-27 (51М с присоединением заявки М—

F 16 С 32/06

Государственный момнтет .

СССР ио 4cJIRN изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150481. Бюллетень No 14 (53) УДК 621. .822.5(088.8}

Дата опубликования описания 17. 04. 81 (72) Авторы изобретения

Б.Л. Коробочкин я Д.Г. Левит --. ..1, :-,"-,." c;1

Ф

Ордена Трудового Красного Знамени э сперименЫльяыя научно-исследовательский институт еталйаффжущир;.„

f станков (ЭНИМС)

1 (71) Заявитель (54} ГИДРОСТАТИЧЕСКАЯ ОПОРА

Изобретение относятся к станкостроению, а именно к следящим устройствам гидропривода станков, а также к устройствам, обеспечивающим шпинделям станков наряду с полностью жидкостным трением мякроперемещеняя.

Известна гидростатическая опора, содержащая втулку, охватывающую цапфу вала с несущими карманами, торцовую камеру подвода рабо; ей жидкости и камеру слива, а также входной дроссель, расположенный между торцовой камерой подвода и несущими карманами, и выходной дроссель — между несущими карманами и камерой слива 1 ). 1З

Недостатком известной опоры является малая надежность в работе в результате засорения и облитерации щелей.

Цель изобретения — повьааение на- 20 дежностя работы путем обеспечения орбитального движения вала и уменьшения габаритов.

Указанная цель достигается тем, 25 что несущие карманы расположены по винтовой линии с угловой протяжеяностью не менее 180, при этом дроссели образованы рабочими поверхностями втулки и цапфы вала. 30

На фнг. 1 изображена гядростатическая опора с тремя несущими карманами, продольный разрез; на фиг.2вид А на фяг. 1 и эпюра давлений в одном из карманов; на фиг.,3 то же, но с эпюрой давлений в соседнем кармане; на фяг. 4 — то же, но с эпюрой давлений в третьем кармане опоры; на фиг. 5 представлена векторная диаграмма мгновенных значений сял от давлений в трех карманах, а также показан результат сложения векторов этих силт на фяг. б показаны эпюры давлений в несущих карманах при числе ях, равном четы рем; на фиг. 7 — векторная диаграмма мгновенных значений сил от давлений в карманах я результирующий вектор силы.

Гидростатическая опора состоит яз втулки 1, в которой расположен вал 2 с выполненными на нем тремя несущими карманами 3, торцовой камеры

4 подвода рабочей жидкости и камеры слива 5. Входной дроссель в виде дросселирующей щели б расположен между камерой 4 подвода и несущими карманами 3, выходной дроссель в виде дросселирующей щели 7 — между несущими карманами З.и камерой 5

821793

20

45 слива. Несущие карманы 3 расположены по. винтовой линии с угловой протяженностью не менее 180 .

Гидростатическая опора работает следующим образом.

Рабочая среда под давлением P подается Ъ камеру 4 подвода и через дросселирующие щели б, образован ные,поверхностями опоры 1 и вала

2, длиной, на участках аб, вг и ед поступает. в карманы 3, затем через карманы 3 и соответствующие дросселирующие щели 7 на участках а б, в г и е д длиной 2, образованные также поверхностями .вала 2 и втулки 1, поступает в камеру слива 5. При этом в первоначальном йо- 15 ложении вал 2 по отношению к втулке 1 занимает эксцентричное положение под действием внешней нагрузки, например, собственного веса. Вслед2 ствие этого, зазоры на участках входа в карманы, также как и выходы из них, не равны между собой. Зазор входа в соответствующий карман на участке аб больше зазора входа в соответствующие карманы на участках вг и ед, причем зазор на участке вг равен зазору на участке ед (при .мгновенном положении вала во втулке, показанном на фигурах 1 — 5). На участках слива зазор на участке а б меньше зазоров на участках в r не д, а зазоры на участках в г и е д равны между собой. Таким образом, давление в кармане с большим входным зазором на участке аб и с малым выходным на участке а б, значительно превышает давление в карманах с меньшим входными зазорами на участках вг и ед и большими выходными на участках в г и е д, так как именно зазоры определяют 40 .величину гидравлического сопротивления. Давления в соответствующих карманах р„, р и р>, умноженные на эффективные площади карманов(рав-, ные между собой) создают векторы сил Р„, Р2 и Р, пропорциональные этим давлениям. Векторная сумма сил образует суммарный вектор силы Р, действующий на вал по направлению, перпендикулярному оси, соединяющей геометрический центр вала и точку вала, соответствующую наименьшему радиальному зазору .(фиг. 5), Вследствие этого вал перемещается по направлению этой силы . Однако он не касается втулки, так как точка, соответствующая наименьшему зазору, смещается в угловом направлении, суммарный вектор силы Р также поворачивается на такой же угол, т.е. опять составляет прямой угол с осью, 60 соединяющей геометрический центр вала и точку, соответствующую наименьшему радиальному зазору. Условие перемещения оси вала вокруг оси втулки сохраняется . Таким обра- 65 зом, вал во втулке совершает орбитальное движение, причем при допустимой внешней нагрузке он никогда не касается втулки.

В гидростатической опоре (фиг. 6 и 7) .имеющей четыре винтовых кармана при наличии входного гидравлического сопротивления на участке аб и выходного - на участке б а принадлежащих одному из карманов, и при условии наличия аналогичных сопротивлейий других карманов: входных — вг, де и жи и выходны.: — r в, е д и ж и, .вал совершает осциллирующее круговое орбитальное движение. Если вал относительно втулки расположен эксцентрично, (фиг. 6) со смещением вниз (в плоскости чертежа), то величины давлений в карманах, как показано на эпюрах, составляют р, Р2 Р H Р, i причем Р2=Р ) e Р1 ) Р5

a p> (p4-p> p< ° Соответственно, векторы сил от давлений в карманах саставляют произвегение величин давлений на эффективные площади карманов, которые равны между собой„ поэтому

Р3с Р4 =Р2<Р, (фиг. 7), а суммарный вектор силы Р составляет прямой угол с осью, соединяющей геометрический центр вала и точку, соответствующую наименьшему радиальному зазору. Это условие сохраняется при любом эксцентричном положении вала во втулке, а число карманов не оказывает никакого влияния. Кроме того, выполнение карманов может быть осуществлено как на валу, так и на втулке, Реверсирование орбитального. движения может осуществляться подачей рабочей жидкости в камеру 5 и сливом из камеры 4, как указано пунктирными стрелками (фиг. 1).

Предлагаемое устройство в связи с повышением надежности работы путем обеспечения орбитального движения вала позволяет избегать в следящих золотниках заклинивания и вести проектирование, ориентируясь только на жидкостное трение, т.е. снизить уси-: лие прижима копировального щупа к копиру, уменьшить его износ и повысить точность копирования. Кроме того, применение предлагаемого устройства в сервозолотнике, позволяет снизить мощность управляющего сигнала и уменьшить его ra.бариты, а также повысить точность его рабо-. ты.

Формула изобретения

Гидростатическая опора, содержащая втулку, охватывающую цапфу вала с несущими карманами, торцовую камеру подвода рабочей жидкости и камеру слива, а также входной дроссель, расположенный между торцовой камерой подвода и несущими карма821793 нами, и выходной дроссель — между несущими карманами и камерой слива, отличающаяся тем,что, с целью повышения надежности работы путем обеспечения орбиталь» . ного движения вала и уменьшения габаритов, несущие карманы расположены по винтовой линии с угловой про гяженностью не менее 180, при этом дроссели образованы рабочими поверхностями втулки и цапфы вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Великобритании 9 1327776, кл. F 2 А

1973.

821793

d фис. 4 фмг. Ь физ.7 фиг. б

Составитель Т..Хромова

Редактор Л. Повхан Тех е Н.Баб ка Ко кто Ю. Макаренко

Заказ 1774/55 Тираж 860 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,