ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Адаптивные системы питания (АСП) из "Гидростатическая смазка в станках Изд.2 " Одним из способов повышения надежности работы гидростатических опор является постоянный контроль за их состоянием и автоматическая оптимизация режима работы системы питания. Среди проблем, возникающих при применении гидростатических опор возможность засорения дросселей сложность контроля состояния деталей опор и систем питания зависимость эксплуатационных характеристик, в частности жесткости масляного слоя, от т=р 1рп (для шпиндельных опор топт=0,5). [c.95] Засорение дросселей (регуляторов) может происходить даже при тщательной фильтрации масла. Посторонние частицы всегда остаются в трубопроводах, на узлах и деталях станка и постепенно снижают пропускную способность дросселя. При достаточно большом взаимном перемещении элементов, образующих дроссельную щель, засорения такого рода легко разрушаются. [c.95] Влияние температурных факторов возрастает с увеличением размеров опоры и окружной скорости рабочих поверхностей. Так, разность размеров от теплового расширения бронзовой втулки и стального шпинделя при длине втулки 250 мм и нагревании их на 20°С равна 0,03 мм, т. е. 30...40% зазора. Большое влияние на изменение давления в карманах высокоскоростных шпиндельных узлов оказывает фрикционное движение масла. [c.96] При вращении шпинделя его поверхность увлекает за собой жидкость и возникает, так называемое, фрикционное движение масла. Вследствие этого через зазор между перемычкой и шпинделем проходит дополнительный поток масла ДС=0,5уЛ/о, где V — окружная скорость шпинделя Л — зазор 1о — длина кармана. [c.96] На рис. 50, а показаны схемы распределения скоростей масла под перемычками 1 и 3 кармана 2 при отсутствии погрешностей втулки при вращении вала в обе стороны. Объемы уносимого из кармана 2 и поступающего в него масла за счет фрикционного движения одинаковы. Из-за погрешностей изготовления, тепловых и других деформаций масляный слой имеет, как правило, разную толщину ( 1 и Лг на рис. 50, б) над перемычками I и 3, ограничивающими карманы, вследствие чего объем масла, поступающего в карман, не равен объему масла, вытекающего из него. Таким образом, в зависимости от направления вращения в карман поступает (или вытекает) дополнительный поток AQ=0,5o/o(Лl—Ла), вызывающий изменение давления в карманах. [c.96] Например, при диаметре шпинделя 240 мм Д/г=/г1—/гг = = 15 мкм и л=1600 мин изменение давления, обусловленное фрикционным движением масла, составляет 70% номинального давления. Давление изменяется в противоположных карманах на одинаковую величину и характер изменения (увеличение или уменьшение) зависит от направления вращения. Наиболее эффективен путь стабилизации эксплуатационных параметров опор независимо от условий эксплуатации — применение АСП. [c.96] Противления карманов соответствует смещение поршня вправо). Полости 51 и цилиндра соединены с карманами опоры, а полость 5з — с источником давления. При равенстве площадей 51=52=5з условием равновесного положения поршня является выполнение равенства р - -р2=Ря или рср=0,5рн, т. е. выполнение оптимальной зависимости (рср — среднее давление в карманах). [c.97] Расчет параметров АСП. Для обеспечения максимальной жесткости масляного слоя давление р в карманах выдерживается равным половине давления рн насоса. Это достигается выбором соответствующих рабочих площадей 1... 5з. [c.99] Разница потоков в одном блоке АСП может быть вызвана погрешностью изготовления отверстий перекосом поршня в зазоре и перетечками масла по зазору между поверхностями диаметром й . Анализ влияния указанных факторов на расход позволяет дать следующие рекомендации для обеспечения AQ 0,12(3ном отклонение от соосности е О,005 4 погрешность диаметра А 4 0,001с 4 зазоры в золотнике 20 мкм (остальные размеры выбирают конструктивно). [c.99] Максимальный расход ограничивается сопротивлением истечению в магистралях подвода (отверстиях и т. п.), так как падение давления происходит в них, а не в дросселирующих щелях АСП. Разница цотоков масла в блоке АСП выдерживается с высокой точностью, особенно если предусмотрено их параллельное (см. пунктир рис. 52, вид А) включение от двух противоположных отверстий. Перекос поршня в отклонение от параллельности торца поршня и крышки в этом случае мало сказываются на AQ. [c.100] Эксплуатационные параметры опор с АСП. Большинство характеристик опор рассчитываются аналогично опорам с обычными системами питания. Исключение составляют расчет жесткости масляного слоя, несущей способности и динамических характеристик опор. При расчете этих параметров, кроме уравнения равновесия опоры и неразрывности потока масла, необходимо использовать уравнение, определяющее соотношение давлений, устанавливаемых АСП. [c.100] Здесь коэффициент kQ характеризует изменение сопротивления истечению АСП. При увеличении е от О до 0,2 (нагрузка составляет 30% от несущей способности) сопротивление истечения щелевых дросселей меняется на 6,3%, а площадь отверстия диафрагмы примерно на 10%. [c.101] Несущая способность опор с АСП выше на о..7% при капиллярных дросселях и на 15% при диафрагменных, чем при обычной дроссельной системе (при условии, если сопротивление карманов не изменяется, в противном случае несущая способность повышается еще больше). [c.101] Пренебрегая АС , имеем А /А 1 = 0,5(т1о/т +1). Например, при использовании масла Индустриальное-12 А/=20°С (/вх=20, вых=40°С, г1 = т1о/3) и A Atl = 2, т. е. нагрев опоры при обычной системе питания вдвое больше (если допустить одинаковый нагрев масла, то можно увеличить частоту вращения в 1 2 раза). При учете Ар положительные свойства АСП проявляются еще больше. [c.102] Применение АСП дает следующие преимущества повышается надежность опор, так как дросселирующие элементы при работе находятся в движении, что препятствует зарастанию дросселирующей щели снижается нагрев подшипника вследствие увеличения потока масла через опору по мере нагрева повышается частота вращения при заданной допустимой избыточной температуре масла, а также жесткость и несущая способность масляного слоя исключаются наладочные работы по установлению рабочего давления масла в карманах опоры АСП могут использоваться в замкнутых направляющих и других опорах. [c.103] Вернуться к основной статье