ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие требования к опорам из "Гидростатическая смазка в станках Изд.2 " Гидростатические опоры требуют более тщательной проработки конструкции, поскольку ощибки при проектировании сильнее сказываются на их работоспособности, чем у опор качения й скольжения. Здесь нет мелочей неудачные способы подвода масла к карманам и фиксирование деталей опор, лишняя фаска в элементах системы питания, неправильные выбор емкости бака, сопряжений и посадок деталей опоры, недостаточный учет специфики работы могут привести к полной потери работоспособности узла с гидростатическими опорами. Изготовление, сборка, наладка узлов с гидростатическими опорами и их эксплуатация также требуют аккуратности, навыков, понимания существа процессов, происходящих в опорах. Эти обстоятельства ограничивают более широкое применение таких опор в станках, хотя эксплуатационные характеристики в отдельных случаях ставят гидростатические опоры вне конкуренции с опорами других типов. [c.132] Считается, что гидростатические опоры обеспечивают высокую надежность работы, исключают износ трущихся поверхностей. Практически система смазывания, как правило, усложняется и вероятность безотказной работы обеспечивается при тщательном уходе и фильтрации масла. Несмотря на меры предосторожности по исключению попадания грязи, она полностью не удаляется из трубопроводов, с деталей, задерживается на заусенцах, а также проходит через фильтры и попадает в зазор между движущимися поверхностями, что приводит к возникновению рисок на рабочих поверхностях в направлении скольжения. Поэтому имеет место износ перемычек, ограничивающих карманы особенно при большой скорости скольжения. Имея в виду это обстоятельство, часто увеличивают размеры перемычек сверх оптимальной величины. В отличие от опор скольжения здесь не происходит приработки деталей, поэтому важно при изготовлении обеспечить высокое качество сопряженных поверхностей (перекос осей, отклонение от соосности, плоскостности и т. п.). [c.132] Высокая надежность работы гидростатических опор и направляющих обеспечивается конструктивной и эксплуатационной стандартизацией, типизацией и другими методами. [c.133] Конструктивные методы повышения надежности. 1. Следует применять наиболее простые (и, следовательно, надежные) системы питания. Использовать более сложные системы имеет смысл лишь тогда, когда возможности простых полностью исчерпаны. При выборе той или иной системы питания нужно помнить, что при переходе к системе, обеспечивающей более высокую жесткость масляного слоя, повышаются требования к элементам опоры, а именно к качеству изготовления смазываемых поверхностей равномерности потоков системы питания (для равномерного распределения нагрузки по карманам) стабильности физических параметров масла (модуля упругости, диапазона рабочих температур и т. п.) сильнее сказывается на работу опор небрежность сборки (утечки масла, неправильная разводка труб и т. п.) более жесткие ограничения по длине трубопроводов от системы питания до карманов. [c.133] Система насос-карман является оптимальной. В частности, исключается ее засорение из-за непрерывно вращающихся деталей, обеспечиваются минимальные потери и высокая жесткость. Многопоточные дроссели также часто удовлетворяют большинству требований. Они обеспечивают более стабильные без пульсаций давления в карманах, что важно при достижении высоких точностей. Как правило, в системе смазывания кроме основного имеется резервный фильтр или же предусмотрена непрерывная фильтраций масла (из бака в бак). [c.133] При проектировании станков необходимо обеспечить удобство обслуживания системы питания, возможность профилактического контроля и ремонта при эксплуатации. [c.134] На рис. 71, б показана схема контроля функционирования системы питания шпиндельных или других замкнутых опор. Если, например, в карман 1 по каким-либо причинам масло не поступает или подается в недостаточном количестве, то перемещаемый пружиной золотник 2 включает реле 3 давления, сигнализирующее о неполадках. Такое устройство применяют в ответственных шпиндельных узлах, например, расточных станках диаметром шпинделя 160 и крупных радиальных опорах диаметром до 1,4 м. [c.135] На рис. 71, б приведена схема контроля давлений в карманах 1, 2, 3... опор, снижение давления в которых ниже определенной величины фиксируется реле 4. В магистраль 5 включен источник давления (масло, воздух), настроенный на минимально допустимое давление в карманах ртш- Если давление в карманах р р2рг .рш]л, то произойдет деформация мембраны 6 и включается реле давления 4. [c.135] В тяжелых продольно-фрезерных станках осуществляют контроль потока (расхода) масла, подводимого к направляющим (рис. 71, г). Часть общего потока, подводимого через отверстие 7, протекает через кольцевой зазор между корпусом 2 и поршнем 3. Если поток достаточно большой, поршень 3 поднимается и при помощи магнита 4 срабатывает контакт 5. Вторая (основная) часть потока поступает к карману направляющей через отверстие 6. За счет изменения сопротивления дросселя 7 можно изменять расход (от 0,1 до 2 л/мин), при котором происходит срабатывание при Т1 = 0,175 Па-с. [c.135] В этих условиях целесообразнее формировать окончательный размер сопряженных деталей по измерениям, проводимым перед обработкой, а также контролировать фактический зазор в собранной опоре. Особенностью крупных опор является невозможность пригонки втулок по валу, так как для обеспечения зазора радиусы щпинделя и втулки должны быть разными. Часто вместо расчетного зазора пытаются выполнить зазор меньшей величины, что не допустимо. При назначении зазора в подшипнике следует учитывать деформации шпинделя и втулки при отключении смазочного материала, которые могут быть соизмеримы с радиальным зазором (особенно при диаметре шпинделя более 500 мм). [c.136] Кроме деформаций от внешней нагрузки необходимо исключить также деформации, возникающие при изготовлении подшипников. На рис. 72 приведена схема посадки шпинделя подшипника диаметром 1,18 м на конус. Натяг обеспечивается за счет зазора А между торцом основания и буртом шпинделя. Удовлетворительные результаты (кривая /) получены при А= =0,15 мм, что соответствует радиальному натягу 20... 25 мкм. Уже при Д = 0,35 мм имело место сильное искажение геометрии шпинделя (кривая 2), несмотря на большое сечение шпинделя, равного 80 мм. [c.136] Недопустим монтаж шпинделя с ударом, например, по торцу, ЧТО может приводить к местному вспучиванию металла и к потере работоспособности. Необходимо тщательно продумать транспортирование деталей, монтаж опор, так как при малых зазорах можно повредить рабочие поверхности. [c.137] Эффективным, а при сложных сопряженных поверхностях единственно возможным способом образования рабочих поверхностей является использование пастообразных антифрикционных компаундов на основе эпоксидных смол (например, УП-5-222, УП-5-250, СКЦ-Зидр.). [c.137] На рис. 73, а показан пример получения рабочей поверхности направляющих 1 планшайбы 2, формирование которой осуществляется наложением на предварительно нанесенный на планшайбу компаунд 3 сопряженного основания 4 (или технологического кольца). Для лучшего сцепления компаунда с поверхностью планшайбы на последней образованы риски глубиной 0,5... 1 мм и шагом 1. .. 2 мм. Перед нанесением компаунда поверхность планшайбы обезжиривают органическими растворителями. Поверхность основания 4, по которой формируется круговая направляющая планшайбы, покрывается разделительным составом. После отверждения полимера (примерно через 24 ч) основание снимают и удаляют облой. Такая технология обеспечивает в пределах 5... 10 мкм идентичность сопряженных поверхностей. Аналогично образуются поверхности направляющих салазок, стоек и столов. [c.137] Перспективным представляется формирование замкнутых направляющих, отверстий, щпиндельиых опор и т. п., где сложно обеспечить точность сопряженных поверхностей. Эксплуатационные характеристики передач со сложной формой сопряженных поверхностей (червяк-рейка, винт-гайка, винтовые направляющие шпинделя зубодолбежных станков и т. п.) зависят от эквидистантности рабочих поверхностей с отклонением в пределах 0,01 мм. Поэтому такая технология оказывается наиболее эффективной. [c.138] При других методах обработки, например, при доводке профиля резьбы гаек при помощи притира (чугунный притир шлифуют одновременно с рабочим винтом при одной настройке) фактический расход масла превышает расчетный для винта диаметром 105 мм в 5Д а для винта диаметром 180 мм в 3 раза. Фактический зазор, определяющий эксплуатационные параметры передачи, больше расчетного в 1,4... 1,6 раза. На рис. 73, б показана схема образования рабочей поверхности реек 1. Последовательность изготовления следующая. [c.138] Производят шлифование (в термоконстантных условиях) профилей рабочего червяка и мастер-червяка при неизменной настройке шлифовального станка. Толщина витка мастер-червяка делается больше, чем рабочего червяка, на величину зазора в передаче 50... 80 мкм в зависимости от ее размеров. Рейку устанавливают в приспособлении, в котором размер А выдержан таким, чтобы при установке рейки 1 между ее зубьями и боковыми поверхностями мастер-червяка 3 образовался зазор около 1 мм на сторону. [c.138] Полимерный материал наносят на зубья рейки, а профиль мастер-червяка покрывают тонким слоем разделительного состава. Мастер-червяк закрепляют полувтулками 2 и 4 в приспособлении. При этом эпоксидная композиция полностью заполняет зазоры между витками мастер-червяка и зубьями рейки, а излишки ее вытясняются. После отверждения полимера мастер-червяк удаляется и на рейках образуется требуемый профиль. Для облегчения получения карманов на профилях рейки на поверхность червяка наклеивают полиэтиленовые полоски, выполненные по форме карманов. [c.138] Наиболее часто поломки происходят в системе электропитания и маслообеспечеиия. Если при каком-то, даже редком, сочетании нагрузки и скорости возможны поломки (задиры) вследствие неполадок в этих системах, необходимо предусмотреть параллельное присоединение дополнительной системы питания. При дроссельной системе часто в качестве дополнительной системы применяют гидроаккумулятор, питающий карманы при выключенном насосе. Известны также конструкции, когда при отключении электроснабжения систему подключают через соединительную муфту к шпинделю (планшайбе и т. п.), благодаря инерции которого рабочие карманы снабжаются маслом во время выбега. При большом времени выбега (для планшайбы диаметром 4 м — 10. .. 20 с) достаточно обеспечить питание карманов в течение времени, за которое шпиндель (планшайба) достаточно затормозится и выйдет за критическую скорость. [c.139] Для повышения надежности целесообразно применять материалы, хорошо зарекомендовавшие себя в опорах скольжения, т. е. сочетания твердого материала с мягким и твердого с твердым (сталь — бронза, сталь или чугун — пластмасса, закаленная сталь — по закаленной стали). Например, направляющие планшайбы (или основания) карусельных станков покрывают антифрикционным материалом. При испытании различных материалов на планшайбе диаметром 4 м получены следующие предельные показатели работоспособности ру направляющих (ру — произведение давления в направляющих на окружную скорость). Например, для сочетания сплава ЦАМ-10-5 — чугун ру= % Н м/см с, для сочетания эпоксидный компаунд УП-5-222 — чугун / о=45,0 Н м/см -с. В табл. 16 приведены время 1 и путь 5 торможения (число оборотов) планшайбы диаметром 4 м. [c.139] Вернуться к основной статье