SU1337227A1

SU1337227A1 - Шпиндельный узел

Info

Publication number: SU1337227A1
Application number: SU864007233A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Гаврилов; Юрий Владимирович Малашенко; Павел Григорьевич Финаев; Ирина Павловна Николаева
Original assignee: Омский политехнический институт; Омское Моторостроительное Объединение Им.П.И.Баранова
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1987-09-15

Abstract

Изобретение относитс к станкостроению , а именно к шпиндельным узлам с измен емой осью вращени и 19 29 4 30 25 управл емым осевым перемещением шпиндел . Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей шпиндельного узла. Указанна цель достигаетс благодар выполне- . нию цилиндрического корпуса 1 с элементами 7-12 оребрени сферообраз- ной формы, размещенными на конической втулке 6, на внутренней поверхности которой выполнены идентичные элементы 13-18 оребрени . Расположение элементов оребрени прин то в последовательном чередовании корпусных за элементами конической втулки 6 и между крайними элементами оребрени установлено по р ду опорных шариков 25 и 26 с уплотнением 6, 22 f6 . «е сл со со to N5

Description

23 н 24. Пространство мелсду . элементами оребрени заполнено ферромагнитной жидкостью, а на наружной конической поверхности втулки 6 размещена электромагнитна катушка 22. Шпиндель 2 установлен на радиально- осевых гидростатических опорах 3 и 4 и с помощью шарнира Гука 21 кинематически св зан с приводным валом 5. Дл угловой переориентации шпиндел 2 отключают ток в электромагнитной

1 .

Изобретение относитс к станкостроению , а именно к шпиндельным узлам с измен емой осью вращени и управл емым осевым перемещением шпиндел ,,

Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей шпиндельного узла путем изменени углового положени оси шпиндел .

На чертеже схематически изображен шпиндельньш узел, разрез.

Шпиндельный узел состоит из цилиндрического корпуса 1, шпиндел 2, правой 3 и левой 4 гидростатических опор, вала 5 привода, конической втулки 6, элементов 7-12 оребрени , расположенных на конической втулке 6, и элементов 13-18 оребрени , расположенных на цилиндрическом корпусе 1, конической пружины 19, подвижного клина 20, шарнира Гука 21, электромагнитной катушки 22, кольцевых уплотнений 23 и 24, р дов шариков 25 и 26, поршн 27 материала 28 с большим удельным весом, размещенного в полости поршн 27 цилиндрической втулки 29, с подвижной посадкой на конической втулке 6, накидной гайки 30, резьбового стержн 31 на клине 20, взаимодействующего с гайкой 32, стаканообразной втулки 33, соединительной втулки 34 и ст жнрй гайки 35. Гидростатические опоры 3 и 4 снабжены несущими карманами радиального и упорного подшипников, обеспе- чивакнцими услови дл уравновешивани шпиндел 2 смазкой под давлением. Вал 5. привода расположен соосно шпин37227

катушке 22., воздействуют клином 20 на пружину 19 и расклинивают ее витки, а враш,ением цилиндрической втулки 29 перемещают клин 20 по продольному пазу, тем самым разворачива цилиндрический корпус 1. После этого подключают электромагнитную катушку 22 к источнику электрического тока, что обеспечивает жесткую фиксацию положени оси шпиндел 22 в пространстве, 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

5

0

5

0

35

2

делю 2. Коническа втулка 6 сориентирована соосно цилиндрическому корпусу 1. Элементы 7-12 оребрени чередуютс с элементами 13-18 оребрени и установлены с зазором между собой. Элементы оребрени выполнены со сферическими поверхност ми, расположенными параллельно между собой. Сфера элементов оребрений образована радиусом из одного центра кривизны, расположенного на пересечении геометрической оси шпиндел 2 и образующей конической втулки 6. Пружина 19 вз аимо- действует с цилиндрическим корпусом 1 и конической втулкой.6. Клин 20 взаимодействует с пружиной 19 путем расклинивани витков в радиальном направлении. Шарнир Гука 21 соедин ет вал 5 привода и шпиндель 2 через втулку 34, причем ось поворота шарнира р йсположена на пересечении образующей конической втулки 6 и геометрической оси шпиндел 2. В зазорах между элементами оребрени размещена смесь из ферромагнитного порошка и мап1инного масла. На конической втулке с внешней стороны размещена электромагнитна катушка 22, магнитное поле которой при пропускании электрического тока через катушку 22 взаимодействует с упом нутой смесью. Кольцевые уплотнени 23 и 24 установлены между крайними элементами 12 и 18 оребрени , а также между элементами 7 и 13 оребрени . Между этими элементами оребрени установлены опорные р ды шариков 25 и 26. Поршень 27 выполнен полым и частично наполней материалом 28. Клин 20 установлен в пазу цилиндрической втулки 29, при этом втулка консольно установлена на конической втулке 6 с возможностью вращени относительно конической втулки 6 и стопоритс накидной гайкой 30. Продольный паз на цилиндрической втулке 29 обеспечивает условие дл перемещени клина 20 по винтовой линии пружины 19. Гайка 32 и резьбовой стержень 31 предназначены дл перемещени клина 20 в радиальном направлении относительно пружины 19. Коническа пружина 19 установлена большим основанием на.торцовой выточке втулки 6, а меньшим - на торцовом- выступе ст жной гайки 35-. Гайка 35 навернута на стаканообраз- ную втулку 33, котора св зана с цилиндрическим корпусом 1. Пружина 19 выполнена с конусностью, равной конусности конической втулки 6, и служит элементом центрировани конической втулки 6 относительно оси шпиндел 2. Крайние элементы 7 и 12 оребрени снабжены круговой канавкой на сферической торцовой поверхности дл размещени шариков, при этом ка35

40

навки выполнены на поверхности, обра- зо и через нее электрического тока, щенной в сторону соседних элементов оребрени и удаленных от основани , элементов оребрени на рассто ние 2/3 высоты элемента оребрени . Элементы оребрени , установленные на конической втулке 6, и элементы оребрени , установленные на цилиндрическом корпусе, выполнены с переменной высотой, при этом их вершины формируют конусность, равную 2/3 величины конусности конической втулки 6. Электромагнитна катушка 22 размещена в круговой канавке, основание которой расположено параллельно конической поверхности на внутренней стороне конической втулки 6, при этом ширина канавки равна длине участка, на котором размещены элементы оребрени . Втулка 34 снабжена шлицами дл осевого перемещени шпиндел 2 и имеет шлицевое соединение с хвостовиком шарнира 21. На переднем торце конической втулки 6 размещена зажимна гайка 36, а на торце цилиндрического корпуса 1 установлена зажимна гайка 37 дл фиксации элементов оребрений.

В процессе работы шпиндельного узла с управл емым осевым перемещеДл задани углового положени продольной оси шпиндел 2 отключают электрический ток в электромагнитно катушке 22 и затем поворачивают цилиндрический корпус 1 посредством клина 20. Дл этого перемещают клин 20 в радиальном направлении с помощью резьбовой гайки 32 резьбового стержн 31 и вращени цилиндрическо втулки 29, консольно установленной на конической втулке 6.

После задани соответствующего углового положени шпинделю 2 произ вод т подключение электромагнитной 4g катушки 22 к источнику электрическо го тока (не показан). Размещение уплотнительных элементов 23 и 24 между элементами оребрени предотвращает утечку смеси ферромагнитног порошка и машинного масла.

Опорные р ды шариков 25 и 26 обеспечивают подвижность цилиндрического корпуса 1 относительно кони ческой втулки 6 при настройке углов го положени шпиндел 2.

50

55

Формула -изобретени

1. Шпиндельный узел, шпиндель которого выполнен в виде поршн с

нием шпинделю 2 задают вращение посредством вала 5 привода через шарнир 21 и втулку 34 и подают смазку под давлением в несущие карманы гидростатических опор 3 и 4. Кроме того, под давлением подаетс рабоча среда в левую или правую полость цилиндрического корпуса, образуемую поршнем

д шпиндел дл его осевого перемещени . Удары поршн в крайних положени х снимаютс кольцевыми торцовыми канавками упорного подшипника на гидростатических опорах 3 и А. Вращению шпин5 дел с. увеличенной кинет ической энергией способствует материал 28, который на больших о боротах приобретает форму кольца, обеспечива дополнительное движение шпиндел при отQ ключенном состо нии приводного вала. Фиксированное положение корпуса 1 относительно конической втулки 6 обеспечено действием смеси из ферромагнитного порошка и машинного мас5 ла. Эта смесь гарантирует жесткую

св зь цилиндрического корпуса 1 и конической втулки 6 под действием магнитного пол , образуемого электро- магнитной катушкой 22 при пропуска

и через нее электрического тока,

Дл задани углового положени про - дольной оси шпиндел 2 отключают электрический ток в электромагнитной катушке 22 и затем поворачивают цилиндрический корпус 1 посредством клина 20. Дл этого перемещают клин 20 в радиальном направлении с помощью резьбовой гайки 32 резьбового стержн 31 и вращени цилиндрической втулки 29, консольно установленной на конической втулке 6.

После задани соответствующего углового положени шпинделю 2 производ т подключение электромагнитной катушки 22 к источнику электрического тока (не показан). Размещение уплотнительных элементов 23 и 24 между элементами оребрени предотвращает утечку смеси ферромагнитного порошка и машинного масла.

Опорные р ды шариков 25 и 26 обеспечивают подвижность цилиндрического корпуса 1 относительно конической втулки 6 при настройке углового положени шпиндел 2.

и через нее электрического тока,

Формула -изобретени

двум штоками, установленными на гидростатических радиально-осевых опорах , размещенных в расточке цилиндрического корпуса, причем шпиндель кинематически св зан с валом привода, отличающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей путем изменени углового положени оси шпиндел , узел снаб- ig тора выполнена на конической втул- жен конической втулкой, котора охва- ке, а меньшим осно.ванием - на тор- аъшает корпус, установ лена соосно цовом выступе, который выполнен на

тора консольно устаиов:гена на кони ческой втулке с возможностью вращени и фиксации посредством одной из гаек, а на поверхности цилиндрической втулки выполнен сквозной паз, совпадающий с винтовой линией пружины , котора установлена большим основанием на торцовой выточке, кос ним и выполнена из магнитопровод - щего материала, элементами оребрени размещенными на наружной поверхности корпуса и на внутренней поверхности конической втулки, при. этом поверхности элементов- оребрени выполнены сферообразными, радиусы сфер которых проведены из одного центра кривизны, расположенного на пересечении оси шпиндел и образующей конической втулки, причем каждый элемент оребреА . Узел ПОП.1, отличающийс тем, что каждый р д опорных шариков установлен в круговой, канавке, котора выполнена на сферини конической втулки расположен с чередованием с каждым элементом ореб- 25 ческой торцовой поверхности элемен- рени корпуса, при этом в узел вне- тов оребрени , обращенной в сторону

соседнего элемента оребрени , и удалена от основани элемента оребрени

дены коническа пружина, установленна на корпусе со стороны вала привода и предназначенна дл взаимодействи с конической втулкой, клин, установленный с возможностью расклинивани витков конической пружины в осевом направлении, шарнир Гука, св зывающий приводной вал со шпинделем , электромагнитна катушка, кольцевое уплотнение и два р да опорных шариков, установленных На крайних, элементах оребрени , причем полости между элементами оребрени заполнены ферромагнитной жидкостью.

на рассто ние 2/3 высоты упом нутого 30 элемента оребрени .

1

отличаю2 .Узел по п.

щ и и с тем, что ось шарнира Гука расположена на пересечении оси шгшн- дел и образующей конической втулки.

3.Узел ПОП.1, отличающий с . тем, что он снабжен цилиндрической втулкой, двум гайками и стаканообразной втулкой, при этом клин выполнен в виде резьбового стержн со столорной гайкой, закрепленной на цилиндрической втулке, коРедактор Э..Слиган

5.Узел ПОП.1, отличающийс тем, что элементы оребрени , установленные на конической

35 втулке и на цилиндрическом корпусе, выполнены переменной высоты, при этом вершины элементов оребрени расположены на конической поверхности с конусностью, равной 2/3 величины

40 конусности конической втулки.

6.Узел ПОП.1, отличающийс тем, что электромагнитна катущка установлена .в круговой канавке ,-котора выполнена на наружной

45 поверхности -конической втулки, причем основание последней расположено пар-аллельно упом нутой поверхности на внутренней стороне конической втулки, а щирина кан-авки равна длине

5Q участка, на котором размещены элементы оребрени . Составитель В. Панфилов

Техред М.Дидык Корректор с. Шекмар

Заказ 4081/14 Тираж 785 -Подписное ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Прои ЗЕодственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

тора выполнена на конической втул- ке, а меньшим осно.ванием - на тор- цовом выступе, который выполнен на

тора консольно устаиов:гена на конической втулке с возможностью вращени и фиксации посредством одной из гаек, а на поверхности цилиндрической втулки выполнен сквозной паз, совпадающий с винтовой линией пружины , котора установлена большим основанием на торцовой выточке, ковторой гайке, установленной на ста- канообразной втулке, причем послед

н жестко св зана с корпусом, а пружина выполнена с конусностью, равной конусности конической втулки, и предназначена дл центрировани конической втулки относительно оси шпиндел .

А. Узел ПОП.1, отличающийс тем, что каждый р д опорных шариков установлен в круговой, канавке, котора выполнена на сферической торцовой поверхности элемен- тов оребрени , обращенной в сторону

Claims

Формула изо бретения

1. Шпиндельный узел, шпиндель которого выполнен в виде поршня с двумя штоками, установленными на гидростатических радиально-осевых опорах, размещенных в расточке цилиндрического корпуса, причем шпиндель кинематически связан с валом привода, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем изменения углового положения оси шпинделя, узел снабжен конической втулкой, которая охватывает корпус, установлена соосно с ним и выполнена из магнитопроводящего материала, элементами оребрения размещенными на наружной поверхности корпуса и на внутренней поверхности конической втулки, при этом поверхности элементоворебрения выполнены сферообразными, радиусы сфер которых проведены из одного центра кривизны, расположенного на пересечении оси шпинделя и образующей конической втулки, причем каждый элемент оребрения конической втулки расположен с чередованием с каждым элементом оребрения корпуса, при этом в узел введены коническая пружина, установленная на корпусе со стороны вала привода и предназначенная для взаимодействия с конической втулкой, клин, установленный с возможностью расклинивания витков конической пружины в осевом направлении, шарнир Гука, связывающий приводной вал со шпиндеторая консольно установлена на конической втуике с возможностью вращения и фиксации посредством одной из $ гаек, а на поверхности цилиндрической втулки выполнен сквозной паз, совпадающий с винтовой линией пружины, которая установлена большим основанием на торцовой выточке, ко10 торая выполнена на конической втулке, а меньшим основанием - на торцовом выступе, который выполнен на второй гайке, установленной на стаканообразной втулке, причем послед15 няя жестко связана с корпусом, а пружина выполнена с конусностью, рав ной конусности конической втулки, и предназначена для центрирования конической втулки относительно оси

20 шпинделя.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что ось шарнира Гука расположена на пересечении оси шпинделя и образующей конической втулки.

3. Узел по п.1, отличаю- щий с я. тем, что он снабжен цилиндрической втулкой, двумя гайками и стаканообразной втулкой, при этом клин выполнен в виде резьбового стержня со стопорной гайкой, закрепленной на цилиндрической втулке, ко| Составитель

Техред М.Дидык втулке и на цилиндрическом корпусе, выполнены переменной высоты, при этом вершины элементов оребрения расположены на конической поверхности с конусностью, равной 2/3 величины конусности конической втулки.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что каждый ряд опорных шариков установлен в круговой, канавке, которая выполнена на сфери-

25 ческой торцовой поверхности элементов оребрения, обращенной в сторону соседнего элемента оребрения, и удалена от основания элемента оребрения на расстояние 2/3 высоты упомянутого 30 элемента оребрения.

5. Узел по п.1, отличающийся тем, что элементы оребрения, установленные на конической лем, электромагнитная катушка, кольцевое уплотнение и два ряда опорных шариков, установленных на крайних, элементах оребрения, причем полости между элементами оребрения заполнены ферромагнитной жидкостью.

6. Узел по п. 1 , отличающийся тем, что электромагнитная катушка установлена в круговой канавке,- которая выполнена на наружной поверхности -конической втулки, причем основание последней расположено параллельно упомянутой поверхности на внутренней стороне конической втулки, а ширина канавки равна длине участка, на котором размещены элементы оребрения.

В. Панфилов