РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ СМАЗОЧНОГО СЛОЯ В ГАЗОСТАТИЧЕСКОЙ ОПОРЕ

Симаков Дмитрий Вадимович; Легаев Владимир Павлович

процессе проведения испытании узла, и подшипник является телом вращения, статическая жесткостная характеристика может быть рассчитана при установленных границах изменения зазора, геометрических параметров подшипника и давления поддува один раз и использоваться при динамических испытаниях модели без перерасчета. Однако если давление поддува будет меняться (например, управление давлением во время разгона шпинделя), необходимо проводить расчет всей характеристики заново, при вновь назначенном значении давления поддува.

Статическая жесткость смазочного слоя подшипника вычисляется следующим образом. Будем придавать эксцентриситету расположения вала в подшипнике значения в пределах 0 < е < Нт малыми долями.

Список использованной литературы:

1. Долотов К.С. «Прогнозирование динамического качества шпиндельных узлов с газостатическими опорами», Москва, 1999г.

2. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах сомногими критерями.-М.: Наука, 1981. 108с.

3. Пуш А.В. Оценка динамического качества станков по областям состояний их выходных параметров.-Станки и инструмент, 1984, №8, с. 9-12.

4. Пуш А.В. Оценка качества приводов прецизионных шпиндельных узлов по областям состояний выходных параметров точности.- Станки и инструмент, 1985, №2, с. 12-15.

5. Пуш А.В. Прогнозирование и оптимизация точности и параметрической надежности шпиндельных узлов на стадии проектирования // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, МАМИ, Москва, 1985.

УДК 67.05

Симаков Дмитрий Вадимович

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых Научный руководитель: Легаев Владимир Павлович

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

г. Владимир, РФ

РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ СМАЗОЧНОГО СЛОЯ В ГАЗОСТАТИЧЕСКОЙ ОПОРЕ

Аннотация

Вопросы изготовления, подбора материалов поверхностей трения в подшипниках с газовой смазкой и их экспериментальных исследований являются основными для обеспечения надежности работы подшипниковых узлов.

Ключевые слова

Опора, шпиндель, смазка, газ, качество

Simakov Dmitry Vadimovich

Vladimir State University named after Alexander Grigorievich and Nikolai Grigorievich Stoletov Scientific adviser: Legaev Vladimir Pavlovich

Vladimir State University named after Alexander Grigorievich and Nikolai Grigorievich Stoletov

Vladimir, Russia

CALCULATION OF THE LOAD CAPACITY OF THE LUBRICATING LAYER IN THE GAS-STATIC BEARING

Abstract

The issues of manufacturing, selection of materials for friction surfaces in gas-lubricated bearings and their experimental research are the main ones to ensure the reliability of the bearing units.

Key words

Support, spindle, lubricant, gas, quality

Несущая способность слоя газовой смазки в общем случае представляет собой главный вектор сил давления газа, которой уравновешивает приложенную внешнюю нагрузку. Нагрузочная способность газового слоя для участка подшипника в общем виде, составит:

Pi = SS(Pmi - pa)dxdz (1)

Для данного случая, считая, что давление по длине зазора распределено по закону треугольника рис. 1.

_ Pmi - Ра (2)

ri = 2

Суммарная нагрузочная способность радиального подшипника:

P^ = Yli=iPl = Yli=iPicos<pi (3)

2ni

где Vi = ~

Таким образом, мы имеем систему сходящихся сил, главный вектор которых направлен к центру подшипника со стороны минимального зазора.

Заметно, что минимальной величине зазора соответствует максимальное значения давления. Качественно эту зависимость можно проиллюстрировать на примере на примере характеристики классической конструкции «сопло-заслонка». При полностью открытом дросселе (большой зазор) давление в зазоре минимально, расход смазочного материала напрямую связан с давлением поддува, затем в зоне средних зазоров газовый поток встречает сопротивление на пути движения и с уменьшением толщины смазочного слоя давление увеличивается (ра < рт < ps), достигает своего максимума, и при достижении зазором определенной минимальной величины резко падает -происходит срыв потока и прекращение поступления газа в зазор. Этот процесс иллюстрирует полученная при расчете комплексная характеристика - статическая жесткость (рис. 1)

Рисунок 1 - Статическая жесткостная характеристика

При этом давление рт = р3 оказывается сосредоточенным на участке ограниченном открывающимся в зазор выходом ограничителя расхода.

Управляющие воздействия на величину статического давления возможны только в зоне средних зазоров и через несколько параметров, или можно сказать, что статическое давление в зазоре есть функция нескольких переменных рт = [(йс,Нт,р3,1,Ы). Так в рассматриваемой задаче Нт -переменная величина, то необходимо при установленных оптимальных значениях диаметра дросселя и давления наддува, определить границы ее изменения (рис. 2).

0.1 О.З 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.3 1,7 (мм?

Рисунок 2 - Изменение давления в зависимости от диаметра дросселя и величины радиального зазора

Зависимости величины давления рт от длины подшипника 1_ и количества отверстий наддува N практически линейные и потому легко прогнозируемы, но на этапе определения законов распределения давления могут иметь другую форму.

И поскольку сечение зазора зависит только от диаметра шипа вала и диаметра отверстия подшипника (радиальный подшипник) или действительной величины зазора (упорный подшипник), методика определения давления и нагрузочной способности является общей для всех типов ограничителей расхода, и типов подшипников. Различными будут законы распределения давления по ширине и длине подшипника, уточнения которых требует отдельного рассмотрения. Список использованной литературы: