Шпиндельный узел

Шпиндельный узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (1848146

-g (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 12,10.79 (21) 2859744/25-08 с присоединением заявки ¹ (51) M. К.з

В 23 В 19/00

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 230781 Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 621.

906(088.8) (72) Авторы изобретения

С.Н.Шатохин, В.С.Секацкий и В.A.Êóðåøoâ (71) Заявитель

Красноярский политехнический институт (54) ШПИИДЕЛЬНЫИ УЗЕЛ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например в шпиндельных узлах металлорежущих станков. 5

Известны устройства, содержащие шпиндели на гидростатических опорах с мембранными регуляторами расхода, управляемыми за счет обратной связи подавлению в несущих карманах подшипника (1) .

К недостаткам этих устройств следует отнести сложность настройки регуляторов и их стыковки с электрическими цепями систем управления в станках.

Известен шпиндельный узел с электропневматическими клапанами, который содержит шпиндель, установленный в газостатических опорах с рабочими камерами, электропневматические клапаны, выполняющие функции регуляторов расхода смазки типа сопло-заслонка, систему регулирования, в которую входят преобразователь jjcTpoAcTBQ срав- 25 нения и усилитель, и индуктивные датчики положения шпинделя. Активный элемент регулятора выполнен в виде пакета синфазно соединенных пьезо= пластин, который торцом прикреплен к мембране и образует с соплом регулятора:дросселирующий зазор, настраиваемый регулировочным винтом. Индуктивные датчики подключены ко входу преобразователя, а пьезопластины — к выходу усилителя (21.

Однако шпиндель обладает недостаточной точностью положения под нагрузкой, так как обратная связь по положению не позволяет получить отрицательной податливости несущего слоя газостатической опоры, необходимой для компенсации упругих перемещений базовых элементов узла. Также имеет место недостаточная точность вращения шпинделя, так как на формирование управляющего сигнала в индуктивных датчиках положения шпинделя влияют погрешности формы и расположения измерительной поверхности. Кроме того, шпиндель обладает сложной конструкцией из-за наличия автономных датчиков положения шпинделя.

Цель изобретения — повышение точности положения шпинделя под .нагрузкой и при вращении, упрощение конструкции и настройки узла.

Поставленная цель достигается тем, что в шпиндельном узле, содержащем шпиндель, установленный в гидро-газостатических опорах с рабочими камера8481,46 ми, систему регулирования, состоящую иэ преобразователя; устройства сравнения и усилителя, и регулятор расхода смазки типа сопло-заслонки, актинным элементом которого является пакет синфлзно соединенных пьезопластин, одна часть пьезопластин пакета подключена ко входу преобразователя, а другая — к выходу усилителя.

На чертеже представлена схема шпиндельного узла. В корпусе 1 шпиндельной бабки на гидростатических опорах 2 и 3 установлен шпиндель 4.

Рабочие Камеры 5 и 6 передней радиальной гидростатической опоры 3 связаны с соплами 7 регуляторов 8. расхода смазки. В каждом регуляторе к мембране 9 прикреплен пакет 10 синфаэно соединенных пьезопластин, опирающийся на регулировочный винт 11. Пьезопластины 12 подключены ко входу преобразователя 13, а пьезопластины 14 — к выходу усилителя 15. Выход преобразователя через устройство 16 сравнения связан со входом усилителя.

Пьезопластины 12 выполняют роль датчика давления, который вырабатывает электрический сигнал обратной связи, пропорциональный давлению жидкости в раббчей.камере опоры. Пьезопластины 14 выполняют функции привода мембраны регулятора.

При работе устройства смазка от источника давления (не показан) подается в регуляторы 8 расхода и, дросселируясь в зазорах между торцами сопел 7 и мембранами 9,. поступает в рабочие камеры 5 и 6 гидростатической опоры 3. Настройка шпинделя 4 в центральное положение осуществляется винтами 11. Отклонение шпинделя 4 под действием нагрузки от центрального положения приводит к изменению давлений в рабочих камерах 5 и 6 и, следовательно, изменению усилий на мембраны 9 и пакеты 10 пьезопластин.

Электрический сигнал, вызванный изменением усилия., от пьезопластин 12 поступает в преобразователь 13, который выдает напряжение постоянного тока, пропорциональное изменению давлений в рабочих камерах опоры под действием нагрузки. Рассогласование напряжения с заданной величиной, выдаваемое устройством 16 сравнения поступает после усилителя 15 на пьезопластины 14, которые изменяют свою толщину и, тем самым, дросселирующие зазоры регуляторов 8 расхода. В результате расход смазки через рабочие камеры 5 и 6 изменяется так, что шпиндель 4 смещается в обратном направлении. При соответствующем выборе параметров шпиндельного узла можно получить любую, в том числе и отрицатель ную податливость несущего слоя гидростатической опоры.

Таким образом, совмещение в одном пакете пьезопластия датчика давления и привода мембраны регулятора позволяет обеспечить режим отрицательной податливости несущего слоя гидростатической опоры,за счет чего могут быть компенсированы упругие пе20 ремещения базовых элементов шпиндельного узла и повышена точность его работы, а также упростить конструкцию и настройку узла.

Формула изобретения шпиндельный узел, содержащий шпиндель, установленный в гидро-газостатических опорах с рабочими камерами, Зр систему регулирования, состоящую иэ преобразователя, устройства сравнения . и усилителя, и регулятор расхода смазки типа сопло-заслонка, активным элементом которого является пакет син-. фазно соединенных пьезопластин, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности положения шпинделя под нагрузкой и при вращении, упрощения конструкции и настройки узла, одна часть пьезопластин па4 кета подключена ко входу преобразователя, а другая — к выходу усилителя.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

45 9 480525, кл. В 23 Q 5/06, 1972.

Аэростатический шпиндельный узел с электропневматическими клапанами. Информационный листок ) 324-75.

Владимирскии, межотраслевой территориур альный ЦНТИ, 1975.

848146

Составитель t3.Êoðoëåâ

Редактор Н.Кончицкая ТехредМ.Рейвес Корректор М. Пожо

Заказ 5963/10 Тираж 1148 Подписное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,,К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4