Аэростатический подпятник

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпик 1750162(51) Ч. Кл. Р 16 С,З 2/ов с присоединением заявки,% -Гасударственный комитет СССР на делам изобретений и открытийДата опубликования описании 25.07.80(71) Заявитель Калужский филиал Московского ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамени высшего технического училища им. Н. Э, Баумана(54) АЭРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДПЯТНИК Изобретение относится к области машиностроения и может быть использованов станках или приборах, в которых применяются аэростатические подпятники с высокой точностью положения подвижногоузла.Известен аэростатический подпятник,содержащий основание, подвижный узел,сопла подачи сжатого газа в рабочийзазор и узел стабилизации зазора 11.1 ОВ известном аэростатическом подпятнике стабилизация зазора осуществляетсяза счет регулирования давления подводимого в рабочий зазор подпятника газа.Однако иэ-за большой инерционности, а15также изменения жесткости подпятника прирегулировании давления газа в зазореон имеет узкую область эффективного применения,Целью изобретения является расширениеобласти эффективною применения аэростатического подпятника.Это достигается тем, что в известномаэростатттческом подпятнике, содержащем 2основание, подвижный узел, сопла подачи сжатого газа в рабочий зазор и узел стабилизации зазора, который представляет собой два датчика линейных перемещений и электрически связанные с ними два компенс атора перемещений, расположенные в установленном на основантпт подпятника корпусе попарно - симметрично его поперечной оси, так что по каждую сторону от поперечной оси находится один датчик линейных перемещений и один компенсатор перемещений, Датчики линейных перемещений и компенсаторы перемещений представляют собой электромагниты, имек- щие вид стаканов с обмоткой и двумя симметричными относительно нее полюс- ными наконечниками. Электромагниты разделены изолируклпими прокладками.Между полюсными наконечниками всех электромагнитов с радиальным зазором размещен хвостовик, закрепленный на подвижном узле. Полюсные наконечники электромагнитов и охватываемые ими участки хвостовика выполнены в виде че 750162редуюшихся кольцевых выступов и впадин. При этом выступы пошасных наконечников электромагнитов, находяцтихся по разные стороны от ттоперечттой оси корпуса, смешены вдоль хвостовика в разные стороны относительно выступов хвостовика,Кроме того, для создания возможности регулирования рабочего зазора электромагниты-компенсаторы перемешений снабжены дополнительной обмоткой, 1 О На чертеже показан аэростатическийподпятник, продольный разрез.Аэростатический подпятник содержит основание 1, подвижный узел 2, сопла 315 подачи сжатого газа в рабочий зазор, На Основании установлен корпус 4, в котором попарно-симметрично относительно его поперечной оси установлены два электромагнита 5, выполняташие роль датчиков линейных переметцений, и два электромагнита 6, выполняюшие роль компенсаторов перемещений, Все электромагниты выполнены в форме стаканов. Электрсмагниты-датчики линейных перемеытений снаб 5 жены электрической обмоткой 7, уложенной на внутренней поверхности стаканов; полюсные наконечники электромагнитов расположены по обе стороны от обмотки и выполнены в виде чередуюшихся кольцевых выступов 8 и впадин 9 прямоугольной формы. Электромагниты-компенсаторы перемешений имеют две обмотки: компенсацттонную 10 и задаютцую 11, уложенные на внутренней поверхности стаканов; по 35 лтосные наконечники электромагнитов расположены по обе стороны от обмотки тл выполнены в виде чередуюитихся ко 1 тьцевых вьступов 12 и впадин 13 прямоугольной формы, Между всеми электромагиита 0 ми установлетты прокладки 1 4 из материала с большим магнитным сопротивленттем. На подвиткном узле закреплен хвостовик 15, размешенный относительно попюсных наконечников всех электромагнитов с радиальным зазором, Участки хвостовика, охватываемые полюсньтми наконечниками всех электромагнитов, также выполнены в виде чередующихся выступов 16 и впадин 17 прямоугольной формы,50 Выступы попюсных наконечников электромагнитов находятциеся по разные с тОроны от поперечной оси корпуса, смешаны в направлении к поперечной оси на одинаковую величину. Благодаря такому смеше 55 нию при замыкании магнитного потока через воздушный зазор между попюсными наконечниками и хвостовиком появпятотся осевые составляющие электромагнитной силът, стремяШиеся поддерживать ттейтралтное положение подвижного узла, Обмотки электромагнитов связаны между собой, образуя электрическую мостовую схему, причем обмотки датчиков линейных перемешений включены в два плеча схемы, что обеспечивает высокую чувствительность измерительной системы, а обмотки компенсаторов вктпоченьт в диагональ моста. Задаюшие обмотки электромагнитов-компенсаторов перемещений не связаны с другими обмотками и между собой и вкпточены навстречу друг другу.Азростатический подпятник работает следуюшим образом. Сжатый газ через сопла 3 поступает в рабочий зазор и обеспечивает всплытие подвижного узла 2.Затем с помощью з ад ают них обмоток 1 1путем изменения тока в них осутцествляется предварительная регулировка рабочего зазора. Суммарная нагрузка на азростатический подпятник складывается из веса подвижного узла, внешнего воздействия и тягового усилия устройства регулирования и стабилизации зазора. Для получения рабочего зазора определенной величины требуется изменить суммарную нагрузку.Поскольку направления осевых составляютцих задаюших обмоток противоположны, то с помошью результирующей этих составляюших и осутпествляется требуемое изменение суммарной нагрузки, а следовательно, и величины рабочего зазора. После предварительной регулировки зазора осуществляется балансировка измерительного моста, Ток дттагонали моста, поступающий в компенсационные обмотки 10, включенные так, что магнитные потоки электромагнитов-компенсаторов перемещений имеют одинаковые направления, устанавливается равным нулю. При действии на подвижный узел возмущаюшей силы и, следовательно, смешении подвижного узла с хвостовиком относительно исходного поло -женил, в диагонали моста возникает ток, величина и направление которого определяются величиной и направлением смешения подвижного узла, Магнитные потоки электромагнита-датчика перемещений и эл ектромагнита-компенсатора иерем етпений, находяшиеся по одну сторону от поперечной оси корпуса, будут иметь одинаковые направления, а магнитные потоки электромагнита-датчика перемешений и электромагнита-компенсатора переметцений, находятциеся по другую сторону от поперечной Оси корпуса, будут иметь противоположные направления. В соответствии с этимизме 7 ")цяются о.юлие составляющие силы электромагнитов-компецсаторов и их результирующая, действующая на подвижный узел. Б конечном итоге результирующая осевая сила всегда направлена в сторону, противоположную отклонению подвижного узла от исходного положения, что и приводит к автоматической стабилизации высоты рабочего зазора,Такое выполнение узла стабилизации 1 О высоты смазочного зазора в аэростатическом подпятнике повыщает точность положения подвижного узла, а следовательно и качество обрабатываемой поверхности, например, при использовании подпятцика в 1 б металлорежущих стенках. Это, в свою очередь, расщиряет диапазон эффективного применения аэростатического подпятника.20Формула изобретения1. Лэростатический подпятник, содержащий основание, подвижный узел, сопла подачи сжатого газе в рабочий зазор и 25 узел стабилизации зазора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области эффективного применения подпятника, узел стабилизации зазора состоит из двух датчиков линейных пере- ЗО мещений и электрически связанных с ними двух компенсаторов перемецешпЪ, распо ложенных в установленном ца основании корпусе попарно-симметрично относительноо его поперечной оси и выполненных в виде разделенных изолирующими прокладками и представляющих из себя каждый стакан с обмоткой и двумя симметричными относительно нее полюсцыми цакоцечниками электромагнитов, а также размещенного между их полюсными наконечниками с радиальным зазором хвостовика,закрепленного на подвижном узле, приэтом полюсные наконечники и охватываемые ими участки хвостовика выполненыв виде чередующихся кольцевых выступови впадин, а выступы полюсных наконечников каждой пары электромагнитов смещены относительно выступов хвостовикавдоль его оси в разные стороны на одинаковую величину,2, Подпятник по и. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью созданиявоэможности регулирования рабочего зазора, компенсатор перемещений снабжендополнительной обмоткой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ста А.брагкеь, Модегп ц"еда мЬЭечейортеп 1 аЕ МасЮпе 1 ооЬ."те ЭоогпаРОЕФЕ ЗПМО 6 оП о ргадосбоп ЕпфпеЕг"594/28 ЦНИИ по делам из3.3035, Ио Фипиал ПП венного котений и от 71(- 35 Р Подписноеитета ССС Р скан наб д, ул. Проектн