опорно-направляющее устройство

Формула изобретения

1. ОПОРНО-НАПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее основание, образованное верхней и нижней стенками с размещенным между ними разделительным слоем с системой подводящих каналов, и запорные клапаны со сферической опорной поверхностью, установленные в выходных каналах верхней стенки, отличающееся тем, что разделительный слой представляет собой пластину с расположенными в зоне проходного сечения выходных каналов калиброванными отверстиями, а подводящие каналы образованы на стороне пластины, обращенной к нижней стенке, и соединены с упомянутыми отверстиями.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что запорные клапаны выполнены из антифрикционного материала с цилиндрической центрирующей и конической запорной поверхностями, при этом выходные каналы верхней стенки выполнены с конической запорной поверхностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к опорно-направляющим устройствам для перемещения объектов, например кареток в станках или подачи заготовок в зону формообразующих узлов станков.

Известно опорно-направляющее устройство, включающее основание, образованное верхней и нижней стенками с размещенным между ними разделительным слоем с системой подводящих каналов и дросселирующие элементы, установленные в выходных каналах верхней стенки.

Недостатком указанного устройства является то, что оно недостаточно эффективно, так как выходные каналы не имеют запорных элементов (клапанов), устраняющих утечки сжатого воздуха в случае отсутствия на верхней стенке основания перемещаемого объекта, система подводящих каналов выполнена в виде каналов в распределительном слое, а также в виде замкнутых микроканавок, образованных на поверхности верхней стенки, соединенных с выходными каналами, что не позволяет перемещать объекты с обнажением поверхности верхней стенки основания. Дросселирующие элементы имеют отверстия, сечение которых подбирается экспериментально. Подводящие каналы в распределительном слое выполнены в виде отверстий или медных трубопроводов, что приводит к увеличению высоты основания, а следовательно, повышению материалоемкости устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является опорно-направляющее устройство, включающее основание, образованное верхней и нижней стенками с размещенными между ними разделительным слоем с системой подводящих каналов, запоpные клапаны со сферической опорной поверхностью, установленные в выходных каналах верхней стенки.

Однако указанное устройство имеет недостаточную эффективность. Оно не обеспечивает необходимой точности перемещения объекта по поверхности верхней стенки, так как подводящие каналы в зоне проходного сечения выходных каналов образованы порами в разделительном слое, выполненным из уретанового пенопласта. Подводящие каналы-поры между собой взаимосвязаны, а их разрезы не контролируются. Это не позволяет при открытии запорных клапанов дозировать подачу сжатого воздуха в воздушный зазор между перемещаемым объектом и поверхностью верхней стенки основания, а следовательно, обеспечивать требуемую точность базирования перемещаемого объекта, например, при его обработке. Применение устройства затруднено в воздушной среде, содержащей мелкодисперсные частицы, например, в деревообрабатывающем производстве, так как качественная очистка каналов распределительного слоя образованных порами в пенопласте практически невозможна. Качество уплотнения выходных каналов зависит от точности выполнения сферической поверхности запорных клапанов, которая является одновременно и опорной поверхностью, так как при перемещении объектов запорные клапаны вращаются, при этом происходит перераспределение участков сферической поверхности клапанов, выполняющих разные функции, в частности опорной с запорной и наоборот. При этом неизбежно возникает местная выработка (износ) сферической поверхности и потеря герметичности, а следовательно, возрастают утечки и снижается эффективность устройства. Запорные клапаны установлены в специальных корпусах, запрессованных в выходные каналы верхней стенки основания, и подпружинены. Это приводит к увеличению высоты основания.

Целью изобретения является повышение эффективности работы опорно-направляющего устройства путем улучшения его технических, технологических и эксплуатационных параметров.

Это достигается тем, что в опорно-направляющем устройстве, включающем основание, образованное верхней и нижней стенками с размещенным между ними разделительным слоем с системой подводящих каналов, запорные клапаны со сферической опорной поверхностью, установленные в выходных каналах верхней стенки, разделительный слой выполнен в виде пластины с выполненными в зоне проходного сечения выходных каналов калиброванными отверстиями, подводящие каналы образованы на стороне пластины, обращенной к нижней стенке и соединены с указанными отверстиям, кроме того, запорные клапаны имеют цилиндрическую центрирующую и коническую запорные поверхности и выполнены из антифрикционного материала, а выходные каналы верхней стенки имеют коническую запорную поверхность.

На фиг. 1 изображен фрагмент опорно-направляющего устройства; на фиг. 2 вариант установки запорного клапана; на фиг. 3 рабочее положение опорно-направляющего устройства.

Устройство включает основание, образованное верхней 1 и нижней 2 стенками, между которыми размещен разделительный слой, выполненный в виде пластины 3 с системой подводящих каналов 4. В равномерно распределенных по поверхности верхней стенки 1 выходных каналах установлены запорные клапаны 5 со сферической опорной 6, цилиндрической центрирующей 7 и конической запорной 8 поверхностями. Выходные каналы имеют запорную коническую поверхность 9. Пластина 3 имеет калиброванные отверстия 10, выполненные в зоне проходного сечения выходных каналов. Подводящие каналы 4 образованы на стороне пластины 3, обращенной к нижней стенке 2, и соединены с калиброванными отверстиями 10. Запорные клапаны 5 выполнены из антифрикционного материала, например капролона или фторопласта. Система подводящих каналов 4 соединена через штуцер 11 с источником сжатого воздуха 12. Верхняя 1 и нижняя 2 стенки, а также пластина 3, размещенная между ними, стянуты болтами 13 в один пакет. Геометрические размеры и физические свойства пластины 3 являются предметом НОУ-ХАУ.

Опорно-направляющее устройство работает следующим об разом.

При установке перемещаемого объекта, например заготовки 14 на поверхность верхней стенки 1 основания и его перемещения по ней, опорная поверхность заготовки 14 взаимодействует со сферической поверхностью 6 запорных клапанов 5, перемещая их соосно выходным каналам и размыкая запорные поверхности клапанов 5 и выходных каналов. В образовавшийся зазор от источника сжатого воздуха 12 через подводящие каналы 4, калиброванные отверстия 10 и зазор между плоскостью нижней стенки 2 и торцем запорных клапанов 5 поступает сжатый воздух, который по кольцевому зазору между цилиндрической центрирующей поверхностью 7 запорных клапанов 5 и стенкой выходных каналов подается под опорную поверхность заготовки 14, формируя разделительный воздушный слой 15 между заготовкой 14 и опорной поверхностью верхней стенки 1, который облегчает перемещение заготовки 14 по основанию опорно-направляющего устройства и демпфирует колебания заготовки 14 при ее перемещении. В связи с тем, что связь подводящих 4 и выходных каналов осуществляется посредством калиброванных отверстий 10, сопротивление истечению воздуха из каждого выходного канала одинаково. Поэтому толщина воздушного слоя равномерна по всей опорной поверхности заготовки 14. Это обеспечивает необходимую точность базирования заготовки при ее подаче, например, к формообразующему органу станка.

При дальнейшем перемещении заготовки 14 вдоль и/или/ поперек основания ее опорная поверхность выходит из зоны выходных каналов, запорные клапаны 5 под действием сжатого воздуха перемещаются соосно выходным каналам вверх, при этом их запорная коническая поверхность 8 прижимается к запорной поверхности 9 выходных каналов, обеспечивая их герметичное соединение и прекращение подачи сжатого воздуха из основания наружу. При этом соосность указанного перемещения клапанов 5 и герметичность соединения конических поверхностей обеспечивается за счет цилиндрической центрирующей поверхности 7 запорных клапанов 5. При этом долговечность клапанов 5 повышается как за счет применения для их изготовления антифрикционного материала, так и за счет разделения функций между поверхностями клапанов 5, приводящего к тому, что запорная поверхность является только запорной, а опорная только опорной.

При работе опорно-направляющего устройства в воздушной среде, содержащей мелкодисперсные частицы, например в составе механизмов подачи деревообрабатывающих станков возникает необходимость периодической очистки системы подводящих каналов и калиброванных отверстий от загрязнения. Такая очистка выполняется без всяких проблем вследствие легкодоступности указанных элементов, обеспечиваемой при снятии нижней стенки 2 основания (отворачивании болтов 13).

Предложенное сочетание рабочих поверхностей запорных клапанов 5, отсутствие специальных элементов (пружин) для обеспечения герметичности основания позволяет минимизировать его размеры. Выполнение разделительного слоя в виде пластины 3 с системой подводящих каналов 4, обращенных в нижней стенке 2, позволяет уменьшить толщину пластины 3 вследствие увеличения площади ее контакта с поверхностью верхней стенки 1 между выходными каналами при обеспечении требуемой жесткости. Все это способствует уменьшению толщины основания, а следовательно, снижению материалоемкости устройства.

В целях повышения ремонтопригодности устройства конические запорные поверхности выходных каналов могут быть образованы во втулках 16, запрессованных в отверстия в верхней стенке 1 основания (см. фиг. 2).

Таким образом применение предлагаемого технического решения обеспечивает повышение эффективности работы опорно-направляющего устройства путем улучшения его технических, технологических и эксплуатационных параметров.