KR100286400B1 - Hydrostatic bearing apparatus having h-type pocket - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유정압 베어링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송부재를 유압에 의해 지지하는 포켓(pocket)을 H형으로 형성시킴으로써 이송부재와의 베어링 갭(bearing gap)의 감소를 통해 강성(stiffness)을 증가시키며 유체의 소비를 감소시킬 수 있는 유정압 베어링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrostatic bearing device, and more particularly, by forming a H-shaped pocket for supporting the conveying member by hydraulic pressure, the stiffness through reducing the bearing gap with the conveying member. And a hydrostatic bearing device capable of increasing fluid consumption and reducing fluid consumption.
유정압 베어링은 비접촉식 베어링으로서, 공기, 윤활 오일 등의 유체를 그 내부로 안내하고 상기 유체의 배출을 제한함으로써 지지력(load capacity)을 보유하게 된다. 상기 유정압 베어링은 대면하는 물체와의 사이에 형성되는 유막(fluid film)의 평균화 효과(averaging effect)에 의해 주축 샤프트 또는 안내 레일을 따라 전달되는 저주파의 오차 성분을 감소시키고 고감쇠 특성에 의해 고주파의 진동까지 감쇠시킴으로써 정밀 공작기계용 주축이나 이송 테이블에 적합하여 각종 정밀 연삭기용 주축과 안내면 및 초정밀 공작기계의 안내면 등에 주로 사용된다.Hydrostatic bearings are non-contact bearings that retain a load capacity by guiding fluids such as air, lubricating oil, and the like and limiting the discharge of the fluid. The hydrostatic bearing reduces the error component of the low frequency transmitted along the main shaft or the guide rail by the averaging effect of the fluid film formed between the facing object and the high attenuation characteristic. It is suitable for spindles for precision machine tools and feed tables by damping vibrations of the machine tool, and is mainly used for spindles and guide surfaces for various precision grinding machines and guide surfaces for ultra precision machine tools.
특히, 유정압 베어링을 대형 연삭기의 안내면에 사용할 경우에는 테이블의 크기가 매우 커지고 테이블의 자중이나 공작물의 하중도 매우 크므로, 도 1에 도시된 바와 같은 단면 패드형 베어링이 주로 사용되고 있다. 베어링이 설치된 안내면은 테이블의 직선 운동을 안내한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 테이블은 그에 대향하고 기하학적으로 대응하는 형상을 갖는 안내면에 설치된 상기 베어링의 상면에 형성된 포켓으로부터 분사되는 고압 상태의 얇은 유막(fluid film)에 의해 상기 베어링으로부터 소정 간격을 유지한다. 공작기계의 안내면에는 다수의 포켓이 형성될 수 있는데, 상기 다수개의 포켓으로의 유체의 유입은 상기 테이블에 인가되는 하중에 따라 각기 적절한 압력을 상기 테이블의 저면에 인가할 수 있도록 조절된다. 공작물의 하중이 상기 테이블에 인가됨에 따라 상기 하중이 인가된 측의 베어링 갭은 감소되며, 그 반대측의 베어링 갭은 증가한다. 상기 단면 패드형의 경우, 베어링 갭 h는 수학식 1과 같이, 테이블에 가해지는 하중(테이블의 자중 포함) W의 합이 유정압 윤활에 의해 베어링과 테이블 사이에 형성되는 압력 P를 베어링의 전체 면적 A에 대해 적분한 값과 같다는 원리로부터 산출된다. 즉,In particular, when the hydrostatic bearing is used for the guide surface of a large grinding machine, since the size of the table is very large and the weight of the table and the load of the workpiece are very large, the sectional pad bearing as shown in FIG. 1 is mainly used. Guide surfaces with bearings guide the linear motion of the table. At this time, as shown in FIG. 2, the table is removed from the bearing by a thin fluid film of a high pressure state, which is injected from a pocket formed on an upper surface of the bearing installed on a guide surface having an opposite and geometrically corresponding shape. Maintain a predetermined interval. A plurality of pockets may be formed on the guide surface of the machine tool, and the inflow of the fluid into the plurality of pockets is adjusted to apply appropriate pressure to the bottom of the table, respectively, according to the load applied to the table. As the load of the workpiece is applied to the table, the bearing gap on the side to which the load is applied decreases, and the bearing gap on the opposite side increases. In the case of the cross-sectional pad type, the bearing gap h is the total pressure P formed between the bearing and the table by the hydrostatic lubrication as the sum of the loads (including the weight of the table) W applied to the table as in Equation 1 It is calculated from the principle that it is equal to the value integrated over the area A. In other words,
(단, 여기서는 베어링 전체 면적에 대한 포켓 면적의 비에 의한 무차원 면적 및 무차원 유량 계수, Ps 는 윤활 유체 공급 장치의 공급 압력, Pr 은 포켓 압력이며, kc는 베어링에 강성을 주기 위해 사용되는 모세관의 모세관 계수를 의미한다.)(Where, Is the dimensionless area and the dimensionless flow coefficient by the ratio of the pocket area to the bearing area, Ps is the supply pressure of the lubricating fluid supply device, Pr is the pocket pressure, and kc is the capillary of the capillary used to give the bearing rigidity Means coefficient.)
는 상기 포켓 면적의 비가 클수록 그 값이 증가한다. The value increases as the ratio of the pocket area increases.
한편, 상기 테이블을 고속으로 이송하는 경우, 이송 방향 혹은 그 반대 방향으로 유출되는 유체의 속도 V는 수학식 2와 같다.On the other hand, when the table is conveyed at high speed, the velocity V of the fluid flowing out in the conveying direction or the opposite direction is expressed by Equation 2.
(단, 여기서 η: 윤활유의 점도, ℓ: 이송 방향 랜드폭)(Wherein η: viscosity of lubricating oil, ℓ: land width in the feed direction)
이때, 테이블의 이송 속도 U가 이송 방향 유출 속도 V보다 커지게 되면 테이블의 선단이 순간적으로 무급유 상태(starvation)가 되며, 이때의 유체의 이송 방향 유출 속도 V는 한계 이송 속도가 된다. 이러한 상태가 지속되면 유정압 베어링의 고유 특성인 감쇄 기능이 저하되고 운동 정밀도가 떨어지는 현상이 발생한다.At this time, when the feeding speed U of the table becomes larger than the feeding direction outflow speed V, the front end of the table is instantaneously lubricated, and the feeding direction outflow speed V of the fluid at this time becomes the limiting feeding speed. If this condition persists, the damping function, which is an inherent characteristic of the hydrostatic bearings, is degraded and the movement precision is lowered.
한편, 도 3에는 양면 패드형 베어링이 도시되어 있다. 상기 양면 패드형 베어링은 미국 특허 제 5,104,237에 개시되어 있는데, 도 4 및 5에는 양면 패드형 베어링이 설치된 베어링 캐리지(bearing carriage)의 사시도 및 그 내부 유체 유동을 나타낸 개략도가 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 3 shows a double sided pad bearing. The double-sided pad-type bearing is disclosed in US Pat. No. 5,104,237, which shows a perspective view of a bearing carriage with a double-sided pad-type bearing and a schematic diagram showing the fluid flow therein.
도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 베어링 캐리지(19)는 베어링 레일(17)을 따라 이동한다. 베어링 캐리지(19)의 X방향으로의 이동은 베어링 레일(17)의 상면(16A) 및 저면(16B)에 대해 각각 길이 방향으로 연장된 베어링면(14A, 14B)에 의해 안내된다. 도 5에 명확히 도시된 바와 같이, 베어링면(14A, 14B)에는 상기 길이 방향으로 서로 대향하는 형상의 포켓(10A, 10B)이 형성되어 있다. 포켓(10A, 10B) 내부는 그 각각의 중앙에 형성된 어퍼처(9A, 9B)를 통해 유체 공급원(1)으로 부터 압력 Ps로 공급된 고압 유체로 충진된다.As shown in FIGS. 4 and 5, the bearing carriage 19 moves along the bearing rail 17. The movement of the bearing carriage 19 in the X direction is guided by bearing surfaces 14A and 14B extending in the longitudinal direction with respect to the upper surface 16A and the bottom surface 16B of the bearing rail 17, respectively. As clearly shown in Fig. 5, the bearing surfaces 14A and 14B are formed with pockets 10A and 10B having shapes that face each other in the longitudinal direction. The pockets 10A and 10B are filled with high pressure fluid supplied from the fluid source 1 to the pressure Ps via the apertures 9A and 9B formed at their respective centers.
도 2는 종래기술에 따른 고속 이송용 유정압 베어링 장치의 직사각형 또는 정사각형 형상의 포켓을 도시하고 있다. 고속 이송용 유정압 베어링 장치를 설계하는 경우, 그 한계 속도를 높이기 위해서는 이송 방향 랜드폭 ℓ을 줄이는 방법 또는 모세관의 저항을 감소시켜 포켓 내부로 공급되는 유량을 증가시킴으로써 포켓 압력을 증가시키는 방법 등이 있으나, 상기 두 가지 방법에 있어서, 베어링 장치의 부하 능력이 증가하게 되어 외부 하중 W와 평형에 도달하기 위한 베어링 갭이 증가하게 되며 따라서 윤활 유체 유량이 증가하고 강성이 감소한다.Figure 2 shows a rectangular or square shaped pocket of a hydrostatic bearing device for high speed transfer according to the prior art. When designing a hydrostatic bearing device for high-speed feed, to increase the limit speed, a method of reducing the land width l in the feed direction or increasing the flow pressure into the pocket by reducing the capillary resistance increases the pocket pressure. However, in the above two methods, the load capacity of the bearing device is increased so that the bearing gap for reaching equilibrium with the external load W increases, so that the lubricating fluid flow rate increases and the rigidity decreases.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 유정압 베어링 장치의 포켓 형상을 H형으로 형성시킴으로써 소정의 한계 속도에서 소비 유량을 절감하고 강성을 증가시킬 수 있는 유정압 베어링 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to overcome the above problems, by providing a H-shaped pocket shape of the hydrostatic bearing device provides a hydrostatic bearing device that can reduce the flow rate and increase the rigidity at a predetermined speed limit It is.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은:The present invention to achieve the above object is:
제1고형 부재의 직선 이동 또는 회전 이동을 안내하기 위한 제2고형 부재;A second solid member for guiding linear movement or rotational movement of the first solid member;
상기 제2고형 부재의, 상기 제1고형 부재와 대면하는 측면에 상기 제1고형 부재의 직선 또는 회전 이동 방향인 제1방향으로 연장 형성된 다수개의 베어링면;A plurality of bearing surfaces extending on the side of the second solid member facing the first solid member in a first direction which is a linear or rotational movement direction of the first solid member;
상기 제1고형 부재를 상기 제2고형 부재로부터 소정 간격 이격시키기 위한 상기 제2고형 부재를 관통하여 공급되는 유체의 유량을 줄이기 위해, 상기 각각의 베어링면에 각각 상기 제1방향 및 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 연장 형성되는 다수의 리세스를 포함하는 포켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 유정압 베어링 장치를 제공한다.In order to reduce the flow rate of the fluid supplied through the second solid member for separating the first solid member from the second solid member by a predetermined distance, the first direction and the first direction, respectively, on the respective bearing surfaces. Provided is a hydrostatic bearing device having a pocket including a plurality of recesses extending in a second direction orthogonal thereto.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 포켓은 상기 각각의 베어링면의 소정 위치에 상기 제2방향으로 연장 형성되는 제1리세스, 상기 제1리세스와 동일한 형상을 갖고 상기 베어링면 상에서 상기 제1리세스와 대향하는 위치에 형성되는 제2리세스 및 상기 제1 및 제2리세스의 중앙부와 연통되도록 상기 제1방향으로 연장 형성되는 제3리세스를 포함함으로써 전체적으로 ＆quot;H＆quot; 형상을 취한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pocket has a first recess extending in the second direction at a predetermined position of each bearing surface, the first recess having the same shape as the first recess, and the first recess on the bearing surface. &Quot; H " as a whole by including a second recess formed at a position facing the first recess and a third recess extending in the first direction so as to communicate with the central portions of the first and second recesses. Take shape.
상기 제3리세스의 중앙에는 상기 제2고형 부재를 관통 형성되는 홀이 형성되며, 상기 유체가 상기 홀을 통과하여 상기 포켓으로 유입되어 상기 제1고형 부재의 상기 제2고형 부재와 대면하는 면에 정압을 인가함으로써 상기 제1고형 부재를 상기 제2고형 부재로부터 소정 간격 이격시키게 된다.A hole is formed in the center of the third recess through the second solid member, the fluid flows through the hole into the pocket to face the second solid member of the first solid member Applying a positive pressure to the first solid member is spaced apart from the second solid member by a predetermined interval.
상기 제1, 제2 및 제3리세스의 깊이는 동일함으로써 상기 제3리세스로 유입되는 상기 유체가 팽창 혹은 압축을 경험하지 않고 상기 제1, 제2 및 제3리세스에 고르게 분포된다.The depths of the first, second and third recesses are the same so that the fluid entering the third recess is evenly distributed in the first, second and third recesses without experiencing expansion or compression.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 포켓은 상기 제1 혹은 제2리세스로부터 상기 베어링면의 상기 제1 혹은 제2리세스에 근접한 상기 제1방향측 단부까지의 거리인 랜드폭이, 포켓이 상기 제1 및 제2리세스를 둘러싸는 직사각형 포켓인 경우의 랜드폭과 동일함으로써, 상기 제1고형 부재의 이동시, 상기 포켓으로부터 분사되는 상기 유체의 상기 제1방향으로의 유출 속도와 같아지는 상기 제1고형 부재의 이동 속도인 한계 속도가 상기 직사각형 포켓인 경우의 한계 속도와 동일하며, 상기 포켓의 내부 부피가 상기 직사각형 포켓인 경우의 내부 부피보다 작음으로써 상기 포켓에 공급되는 상기 유체의 유량이 감소된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pocket has a land width that is a distance from the first or second recess to an end portion of the first direction side proximate the first or second recess of the bearing surface, The pocket width is equal to the land width in the case of the rectangular pocket surrounding the first and second recesses, thereby equaling the outflow velocity in the first direction of the fluid injected from the pocket upon movement of the first solid member. Loss of the fluid supplied to the pocket is caused by the fact that the limit speed, which is the moving speed of the first solid member, is equal to the limit speed when the rectangular pocket is smaller than the inner volume of the rectangular pocket. The flow rate is reduced.
따라서, 상기 포켓에 공급되는 상기 유체의 유량이 작음으로써 상기 제1 및 제2고형 부재 간의 간격이 상기 직사각형 포켓인 경우의 간격보다 작아 상기 유정압 베어링의 강성이 증가하게 된다.Therefore, since the flow rate of the fluid supplied to the pocket is small, the stiffness of the hydrostatic bearing is increased because the distance between the first and second solid members is smaller than the gap in the case of the rectangular pocket.
본 발명에 따른 H형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치는 종래의 직사각형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치와 동일한 한계 속도를 유지하면서도 상기 한계 속도와 관계없는 포켓 내부 면적을 줄여 유정압 베어링 장치의 부하 능력을 감소시킴으로써 힘의 평형에 의해 결정되는 베어링 갭이 종래 유정압 베어링 장치보다 작아져, 포켓 내부 면적의 감소에 따른 강성의 감소는 상기 베어링 갭의 감소에 의한 강성의 증대로 상쇄되어 오히려 더 큰 강성을 얻을 수 있으며, 또한, 상기 포켓 내부에 공급되는 유체의 소비를 현저히 줄일 수 있다.The hydrostatic bearing device having an H-type pocket according to the present invention reduces the internal area of the pocket independent of the limit speed while maintaining the same limit speed as the conventional hydrostatic bearing device having a rectangular pocket, and thus loads the hydrostatic bearing device. By reducing the capacity, the bearing gap determined by the balance of forces is smaller than the conventional hydrostatic bearing device, so that the decrease in stiffness due to the reduction in the pocket interior area is offset by the increase in stiffness due to the reduction in the bearing gap, and thus larger. Rigidity can be obtained and the consumption of fluid supplied inside the pocket can be significantly reduced.
제1도는 일반적인 단면 패드형 유정압 베어링 장치의 작동 원리를 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing the principle of operation of a general cross-sectional pad type hydrostatic bearing device.
제2도는 종래기술에 따른 유정압 베어링 장치의 포켓을 보여주는 개략도이다.2 is a schematic view showing a pocket of a hydrostatic bearing device according to the prior art.
제3도는 일반적인 양면 패드형 유정압 베어링 장치의 작동 원리를 보여주는 개략도이다.3 is a schematic view showing the working principle of a general double-sided pad type hydrostatic bearing device.
제4도는 종래기술에 따른 유정압 베어링 장치를 사용한 베어링 캐리지 및 베어링 레일를 보여주는 사시도이다.4 is a perspective view showing a bearing carriage and a bearing rail using a hydrostatic bearing device according to the prior art.
제5도는 제4도에 도시된 유정압 베어링 장치의 유체 공급 경로를 보여주는 개략도이다.5 is a schematic view showing a fluid supply path of the hydrostatic bearing device shown in FIG.
제6도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 H형 포켓의 개략도이다.6 is a schematic diagram of an H-type pocket according to a preferred embodiment of the present invention.
제7도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 H형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 개략도이다.7 is a schematic view for explaining the principle of operation of the hydrostatic bearing device having an H-shaped pocket according to an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
210 : 이송 부재 220 : 고정 부재210: transfer member 220: fixed member
230 : 베어링면 242 : 제1리세스230: bearing surface 242: first recess
246 : 제2리세스 244 : 제3리세스246: Second recess 244: Third recess
h : 베어링 갭 Pr : 포켓 압력h: bearing gap Pr: pocket pressure
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 H형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술한다.Hereinafter, a hydrostatic bearing device having an H-shaped pocket according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6 및 도 7에는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 H형 포켓(240)과 H형 포켓(240)을 구비한 유정압 베어링 장치(200)가 도시되어 있다.6 and 7 illustrate a hydrostatic bearing device 200 having an H-shaped pocket 240 and an H-shaped pocket 240 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명에 따른 유정압 베어링 장치(200)는 정밀 공작기계용 주축이나 안내면 상에서 직선 운동 혹은 회전 운동을 하는 이송 테이블과 같은 이송부재(210)의 이동을 안내하기 위해 설치된다. 이하, 상기 주축 또는 안내면은 고정부재(220)로 지칭된다.6 and 7, the hydrostatic bearing device 200 according to the present invention is for guiding the movement of the conveying member 210, such as a conveying table for linear or rotary motion on the spindle or guide surface for precision machine tools Is installed. Hereinafter, the main shaft or guide surface is referred to as a fixing member 220.
상기 이송 부재(210)와 대면하는 고정 부재(220)의 측면에는 다수개의 베어링면(230)이 이송 부재(210)의 직선 운동 또는 회전 운동 방향인 제1방향(300)으로 연장 형성된다.A plurality of bearing surfaces 230 are formed on the side of the fixing member 220 facing the transfer member 210 in the first direction 300 which is a linear or rotational direction of the transfer member 210.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 H형 포켓(240)은 이송 부재(210)를 고정 부재로(220)부터 소정 간격 이격시킴과 동시에 고정 부재(220)를 관통하여 공급되는 유체의 유량을 줄이기 위해, 각각의 베어링면(230)에 각각 제1방향(300) 및 제1방향(300)과 직교하는 제2방향(400)으로 연장 형성되는 다수의 리세스를 포함한다. 상기 유체는 바람직하게는 공기 또는 윤활 오일로서, 포켓(240)과 연통하는 고정 부재(220)의 관통홀(250)을 통해 포켓(240) 내부로 공급된다. 이때, 상기 유체는 유체 공급원(도시 안됨)으로부터 소정 압력으로 공급되며 유정압 베어링 장치(200)에 적절한 강성을 제공하기 위해 특정한 강성 계수를 갖는 모세관(도시 안됨)을 통해 상기 관통홀(250)로 유입된다.As shown in FIG. 6, the H-shaped pocket 240 according to the exemplary embodiment of the present invention penetrates the fixing member 220 while simultaneously transferring the conveying member 210 from the fixing member 220 by a predetermined interval. In order to reduce the flow rate of the fluid supplied, a plurality of recesses are formed on each bearing surface 230 extending in a first direction 300 and a second direction 400 orthogonal to the first direction 300, respectively. Include. The fluid is preferably supplied as air or lubricating oil into the pocket 240 through the through hole 250 of the fixing member 220 in communication with the pocket 240. At this time, the fluid is supplied to the through-hole 250 through a capillary tube (not shown), which is supplied at a predetermined pressure from a fluid source (not shown) and has a specific stiffness coefficient to provide proper rigidity to the hydrostatic bearing device 200. Inflow.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 포켓(240)은 각각의 베어링면(230)의 소정 위치에 제2방향(400)으로 연장 형성되는 제1리세스(242), 제1리세스(242)와 동일한 형상을 갖고 베어링면(230) 상에서 제1리세스(242)와 대향하는 위치에 형성되는 제2리세스(246) 및 제1 및 제2리세스(242, 246)의 중앙부와 연통되도록 제1방향(300)으로 연장 형성되는 제3리세스(244)를 포함한다. 따라서, 포켓(240)은 도 6에 도시된 바와 같이 전체적으로 "H" 형상을 취한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the pocket 240 may include a first recess 242 and a first recess 242 extending in a second direction 400 at a predetermined position of each bearing surface 230. In communication with the central portion of the second recess 246 and the first and second recesses 242 and 246 which have the same shape as, and are formed on the bearing surface 230 to face the first recess 242. The third recess 244 extends in the first direction 300 to include the third recess 244. Thus, pocket 240 has an overall "H" shape as shown in FIG.
고정 부재(220)의 관통홀(250)은 제3리세스(244)의 중앙과 연통되며, 상기 유체가 관통홀(250)을 통과하여 포켓(240)으로 유입되어 고정 부재(220)와 대면하는 이송 부재(210)의 대향면에 고르게 정압을 인가함으로써 이송 부재(210)를 고정부재(220)로부터 소정 간격 이격시키게 된다.The through hole 250 of the fixing member 220 communicates with the center of the third recess 244. The fluid flows into the pocket 240 through the through hole 250 and faces the fixing member 220. By applying a positive pressure evenly to the opposite surface of the conveying member 210 to be separated from the fixed member 220 by a predetermined interval.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제1, 제2 및 제3리세스(242, 246, 244)의 깊이는 동일하다. 따라서, 제3리세스(244)의 중앙을 통해 포켓(240)으로 유입되는 상기 유체가 팽창 혹은 압축을 경험하지 않고 제1, 제2 및 제3리세스(242, 246, 244)에 고르게 분포될 수 있다.According to one preferred embodiment of the present invention, the depths of the first, second and third recesses 242, 246, 244 are the same. Thus, the fluid entering the pocket 240 through the center of the third recess 244 is evenly distributed in the first, second and third recesses 242, 246, 244 without experiencing expansion or compression. Can be.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포켓(240)은 제1방향(300)의 베어링면(230) 상의 단부에서 제1 혹은 제2리세스(242, 246)의 벽면까지의 최단거리에 해당하는 랜드폭 ℓ 2가, 도 2에 도시된 직사각형 포켓을 가진 유정압 베어링 장치(100)에서의 랜드폭 ℓ1과 동일하다. 따라서, 이송 부재(210)의 이동시, 포켓(240)으로부터 제1방향(300)으로 분사되는 상기 유체의 유출 속도와 같아지는 이송 부재(210)의 이동 속도인 한계 속도가 종래기술의 직사각형 포켓을 가진 유정압 베어링 장치(100)에서의 이송부재의 한계 속도와 동일하다. 결국, 포켓(240)의 내부 부피가 종래기술의 유정압 베어링 장치(100)의 직사각형 포켓의 내부 부피보다 작기 때문에, 상기 포켓(240)에 공급되는 상기 유체의 유량은 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 포켓(240) 상에서 이동하는 이송 부재(210)는 종래기술의 유정압 베어링 장치(100)의 직사각형 포켓 상에서 이동하는 이송부재와 동일한 한계 속도를 보유할 수 있다.The pocket 240 according to the preferred embodiment of the present invention corresponds to the shortest distance from the end on the bearing surface 230 in the first direction 300 to the wall surface of the first or second recesses 242 and 246. Land width l 2 is the same as land width l 1 in hydrostatic bearing device 100 with a rectangular pocket shown in FIG. 2. Therefore, when the transfer member 210 moves, the limit speed, which is the movement speed of the transfer member 210 equal to the outflow speed of the fluid injected from the pocket 240 in the first direction 300, is determined by the rectangular pocket of the prior art. It is equal to the limit speed of the conveying member in the excitation hydrostatic bearing device 100. As a result, since the internal volume of the pocket 240 is smaller than the internal volume of the rectangular pocket of the hydrostatic bearing device 100 of the prior art, the flow rate of the fluid supplied to the pocket 240 can be reduced as well, The conveying member 210 moving on the pocket 240 may have the same limit speed as the conveying member moving on the rectangular pocket of the hydrostatic bearing apparatus 100 of the prior art.
한편, 포켓(240)에 공급되는 상기 유체의 유량이 감소됨으로써 제1 및 고정부재(210, 220) 간의 간격 h4가 종래기술의 직사각형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치(100)에서의 간격 h3보다 작다. 따라서, 유정압 베어링 장치(200)의 강성이 증가하게 된다.On the other hand, since the flow rate of the fluid supplied to the pocket 240 is reduced, the interval h4 between the first and the fixing members 210 and 220 is smaller than the interval h3 in the hydrostatic bearing device 100 having the rectangular pocket of the prior art. small. Therefore, the rigidity of the hydrostatic bearing device 200 is increased.
표 1에는 유정압 패드의 포켓 형상이 직사각형인 경우와, H형인 경우 각각에 대하여, 10개의 유정압 패드가 자중을 포함한 하중 W 2ton을 지지할 때의 성능 시험 데이타가 제시되어 있다. 단, 상기 하중의 이송 속도는 20m/min이고 상기 포켓에 공급되는 유체 공급 압력은 10kgf/cm2이며, 상기 유체의 점도는 400 ℃ 기준 10cSt 이다.Table 1 shows the performance test data when 10 hydrostatic pads support the load W 2 tons including their own weights for the case where the pocket shape of the hydrostatic pad is rectangular and the H type. However, the feed rate of the load is 20m / min, the fluid supply pressure supplied to the pocket is 10kg f / cm 2 , the viscosity of the fluid is 10cSt based on 400 ℃.
표 1에 나타난 바와 같이, 직사각형 포켓을 가진 유정압 베어링 장치에서의 랜드폭 ℓ 1과 H형 포켓(240)을 가진 유정압 베어링 장치(200)에서의 랜드폭 ℓ2이 동일한 경우에, 후자는 전자와 적어도 동일한 한계 속도를 유지하면서도, 베어링 갭 h4을 감소시킨다. 이때, 베어링 갭에 의해 산출되는 베어링 강성은 하중을 베어링 갭으로 나눈 값인 바, 이 베어링 강성은 본 발명에 따른 H형 포켓의 유정압 베어링 장치(200)가 종래기술에 따른 직사각형 포켓의 유정압 베어링 장치(100) 보다 더 크다. 따라서, H형 포켓(240)과 직사각형 포켓을 비교해보면, H형 포켓(240)의 내부 면적의 감소에 의해 발생하는 베어링 강성의 감소는 그 베어링 갭의 감소에 의해 발생하는 베어링 강성의 증가와 상쇄될 수 있다. 본 발명에 따른 H형 포켓(240)을 가진 유정압 베어링 장치(200)의 베어링 강성은 직사각형 포켓을 가진 유정압 베어링 장치(100)의 베어링 강성보다 크다는 결과를 보이고 있다.As shown in Table 1, when the land width l 1 in the hydrostatic bearing device with the rectangular pocket and the land width l2 in the hydrostatic bearing device 200 with the H-shaped pocket 240 are the same, the latter While maintaining the speed limit at least equal to and reduces the bearing gap h4. At this time, the bearing stiffness calculated by the bearing gap is a value obtained by dividing the load by the bearing gap, and the bearing stiffness is the hydrostatic bearing of the rectangular pocket according to the prior art. Larger than device 100. Therefore, when comparing the H-shaped pocket 240 and the rectangular pocket, the reduction in the bearing stiffness caused by the reduction of the inner area of the H-shaped pocket 240 is offset by the increase in the bearing stiffness caused by the reduction in the bearing gap. Can be. The bearing stiffness of the hydrostatic bearing device 200 having the H-shaped pocket 240 according to the present invention has been shown to be greater than the bearing stiffness of the hydrostatic bearing device 100 having the rectangular pocket.
결론적으로, 본 발명에 따른 H형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치는 종래의 직사각형 포켓을 구비한 유정압 베어링 장치와 동일한 한계 속도를 유지하면서도 상기 한계 속도와 관계없는 포켓 내부 면적을 줄여 유정압 베어링 장치의 부하 능력을 감소시킴으로써 힘의 평형에 의해 결정되는 베어링 갭이 종래 유정압 베어링 장치보다 작아져, 포켓 내부 면적의 감소에 따른 강성의 감소는 상기 베어링 갭의 감소에 의한 강성의 증대로 상쇄되어 오히려 더 큰 강성을 얻을 수 있으며, 또한, 상기 포켓 내부에 공급되는 유체의 소비를 현저히 줄일 수 있다.In conclusion, the hydrostatic bearing device having an H-shaped pocket according to the present invention reduces hydrostatic bearing by reducing the inner area of the pocket independent of the limit speed while maintaining the same limit speed as the conventional hydrostatic bearing device having a rectangular pocket. By reducing the load capacity of the device, the bearing gap determined by the balance of forces is smaller than that of the conventional hydrostatic bearing devices, so that the decrease in rigidity due to the reduction of the internal area of the pocket is offset by the increase in rigidity due to the reduction of the bearing gap. Rather, greater stiffness can be obtained, and also the consumption of fluid supplied inside the pocket can be significantly reduced.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above according to an embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
Claims (6)
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| KR1019980017854A KR100286400B1 (en) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | Hydrostatic bearing apparatus having h-type pocket |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100492400B1 (en) * | 2002-11-29 | 2005-05-30 | 김창곤 | Automatic Pesticide Spreader Using a Oscillating Device in a Rice transplanter or a Agricultural Vehicle |
| KR20200046272A (en) | 2018-10-24 | 2020-05-07 | 현대위아 주식회사 | Hydrostatic bearing pockets for machine tools |
-
1998
- 1998-05-18 KR KR1019980017854A patent/KR100286400B1/en not_active IP Right Cessation
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