гидростатическая опора
Классы МПК: | F16C32/06 с подвижным элементом, поддерживаемым подушкой из текучей среды, созданной в основном иначе, чем за счет движения вала, например гидро- или аэростатические B23Q1/38 использующие пневматические или гидравлические подшипники или опоры с подушкой из текучей среды |
Автор(ы): | Демин Вадим Геннадьевич (RU), Пикалов Яков Юрьевич (RU), Шатохин Станислав Николаевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-01-28 публикация патента:
20.07.2009 |
Изобретение относится к области машиностроения и может применяться, например, в гидростатических направляющих металлорежущих станков. Гидростатическая опора содержит корпус с подводящим и дренажным каналами, в полости которого расположен плавающий элемент с центральным подводящим каналом. Полость, в которой расположен плавающий элемент, имеет замкнутую форму. Наружные поверхности плавающего элемента выполнены с кольцевыми выступами, образующими с сопряженными поверхностями замкнутой полости торцевые и радиальную дросселирующие щели ступенчатой формы. На рабочей поверхности корпуса выполнен несущий карман. На стыках торцевых и радиальной дросселирующих щелей выполнены кольцевые канавки, одна из которых соединена с несущим карманом, а другая - с дренажным каналом. Технический результат: создание гидростатической опоры с отрицательной податливостью, с пониженными энергетическими затратами и повышенной нагрузочной способностью при небольшом числе плавающих элементов. 1 ил.
Формула изобретения
Гидростатическая опора, содержащая корпус с подводящим и дренажным каналами, в полости которого расположен плавающий элемент с центральным подводящим каналом, отличающаяся тем, что полость, в которой расположен плавающий элемент, имеет замкнутую форму, наружные поверхности плавающего элемента выполнены с кольцевыми выступами, образующими с сопряженными поверхностями замкнутой полости торцевые и радиальную дросселирующие щели ступенчатой формы, на рабочей поверхности корпуса выполнен несущий карман, на стыках дросселирующих щелей выполнены кольцевые канавки, одна из которых соединена с несущим карманом, а другая - с дренажным каналом.
Описание изобретения к патенту
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, закрепленным в корпусе и сообщающимся со сливом (Авторское свидетельство СССР № 562681, Кл. F16С 32/06, 1977).
Данная опора имеет следующие недостатки:
- 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;
- большое число плавающих опорных элементов затрудняет применение системы нагнетания смазки типа «насос-карман», которая применяется в направляющих тяжелых станков.
Задачей изобретения является создание гидростатической опоры с отрицательной податливостью, с пониженными энергетическими затратами и повышенной нагрузочной способностью при небольшом числе плавающих элементов.
В гидростатической опоре, содержащей корпус с подводящим и дренажным каналами, в полости которого расположен плавающий элемент с центральным подводящим каналом, согласно изобретению полость, в которой расположен плавающий элемент, имеет замкнутую форму, наружные поверхности плавающего элемента выполнены с кольцевыми выступами, образующими с сопряженными поверхностями замкнутой полости торцевые и радиальную дросселирующие щели ступенчатой формы, на рабочей поверхности корпуса выполнен несущий карман, на стыках дросселирующих щелей выполнены кольцевые канавки, одна из которых соединена с несущим карманом, а другая - с дренажным каналом.
На чертеже показан продольный разрез гидростатической опоры.
Гидростатическая опора содержит корпус 1, в замкнутой полости которого расположен плавающий элемент 2, наружные поверхности которого выполнены с кольцевыми выступами 3, 4, образующими с внутренней поверхностью корпуса 1 торцевые дросселирующие щели 5, 6 и радиальную дросселирующую щель 7 ступенчатой формы. На наружной поверхности корпуса 1 выполнен несущий карман 8. На стыке торцевых и радиальной дросселирующих щелей 5, 6, 7 выполнены кольцевые канавки 9, одна из которых соединена с несущим карманом 8 на рабочей поверхности корпуса 1, а другая - с дренажным каналом 10. Корпус 1 имеет подводящий канал, соединенный с источником нагнетания смазки (не показан). Рабочие поверхности корпуса 1 и направляющей 11 образуют щелевой дросселирующий зазор 12. Оппозитные торцевые поверхности плавающего элемента 2 соединены центральным подводящим каналом 13.
Гидростатическая опора работает следующим образом.
При действии внешней нагрузки F направляющая 11 смещается, уменьшая толщину щелевого дросселирующего зазора 12. При этом давление в торцевой дросселирующей щели 5 увеличивается, что приводит к смещению плавающего элемента 2 в направлении действия нагрузки F, торцевая дросселирующая щель 6 уменьшается, расход смазки из дренажного канала 10 сокращается, а расход смазки в несущий карман 8 - увеличивается. В результате направляющая 11 смещается противоположно действию нагрузки F. Таким образом, в заявленной опоре плавающий элемент 2 является активным регулятором расхода рабочей жидкости, который обеспечивает повышение нагрузочной способности опоры, а также режим отрицательной податливости в начальном диапазоне нагрузок. При этом кольцевые выступы 3, 4, выполненные на поверхности плавающего элемента 2 и придающие ступенчатую форму дросселирующим щелям 5, 6, 7, обеспечивают эффект гидравлической пружины и позволяют стабилизировать осевое и радиальное положение плавающего элемента 2.
Такая конструкция гидростатической опоры позволяет обеспечить режим нулевой и отрицательной податливости, увеличить несущую способность и значительно уменьшить энергетические потери мощности.
Класс F16C32/06 с подвижным элементом, поддерживаемым подушкой из текучей среды, созданной в основном иначе, чем за счет движения вала, например гидро- или аэростатические
упорный подшипниковый узел - патент 2529070 (27.09.2014) | |
самоцентрирующееся опорное устройство для вращающихся цилиндрических элементов - патент 2511899 (10.04.2014) | |
гидростатическая опора - патент 2508483 (27.02.2014) | |
комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения - патент 2489615 (10.08.2013) | |
регулятор для гидростатических опор - патент 2487280 (10.07.2013) | |
газостатический подшипник - патент 2486380 (27.06.2013) | |
узел гидродинамического ленточного подшипника - патент 2485366 (20.06.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2484322 (10.06.2013) | |
электрошпиндель - патент 2479095 (10.04.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2471095 (27.12.2012) |
Класс B23Q1/38 использующие пневматические или гидравлические подшипники или опоры с подушкой из текучей среды
гидростатическая опора - патент 2508483 (27.02.2014) | |
регулятор для гидростатических опор - патент 2487280 (10.07.2013) | |
газостатический подшипник - патент 2486380 (27.06.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2484322 (10.06.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2471095 (27.12.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2467217 (20.11.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2463493 (10.10.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2453739 (20.06.2012) | |
шпиндельный узел - патент 2449185 (27.04.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2425261 (27.07.2011) |