Жесткость гидростатических подшипников

При выборе профиля резьбы, назначении числа и расположении карманов, конструировании системы питания следует исходить из следующих двух моментов 1) передача должна иметь высокую осевую жесткость и нагрузочную способность 2) винт должен сам центрироваться в гайке радиальная жесткость может быть невысокой. Эти требования можно выполнить с помощью трапецеидальной резьбы, которая воспринимает как осевые, так и радиальные нагрузки. В радиальной проекции гайка с трапецеидальной резьбой представляет собой несколько расположенных друг за другом радиальных подшипников. Радиальный подшипник, если он должен центрировать, имеет минимум три кармана. Таким образом, в пределах одного шага на каждой боковой поверхности резьбы должно быть минимум по три кармана. При трех карманах радиальная жесткость гидростатического подшипника зависит от того, направлена ли нагрузка в центр кармана или между двумя соседними карманами. При четырех карманах жесткость практически не зависит от направления нагрузки, поэтому целесообразнее выбирать число карманов в пределах шага, равное четырем. [c.92]

Жесткость гидростатического подшипника / = на основании выражения (190) для малых значений эксцентриситета можно записать в виде [c.192]

Рис. 23. Сравнительная жесткость гидростатических подшипников серии BHR

Малую жесткость гидростатических подшипников, обусловленную большой толщиной масляного слоя, можно значительно повысить [c.399]

Жесткость гидростатических подшипников можно повысить, вводя золотниковые и клапанные регуляторы давления, автоматически устанавливающие в кармане давление, пропорциональное рабочей нагрузке. Лучшие конструкции этого типа обеспечивают неизменное положение опорного диска в широком диапазоне колебаний нагрузки, т. е, практически придают подшипнику бесконечно большую жесткость. [c.403]

Жесткость гидростатических подшипников 402 — 404 [c.531]

Гидростатические подшипники — подшипники скольжения, в которых масляный слой между трущимися поверхностями создается путем подвода к ним масла под давлением от насоса, — обеспечивают высокую точность положения оси шпинделя при вращении, имеют большую жесткость и обеспечивают режим жидкостного трения при малых скоростях скольжения (рис. 3.7). [c.119]

Демпфирующая способность жестких шпинделей на гидростатических подшипниках будет близка к демпфирующей способности одних гидростатических подшипников, которая в 10— 15 раз больше, чем у подшипников качения. При учете деформаций шпинделя эта разница может быть меньше. Но следует отметить, что гидростатические подшипники имеют меньшую жесткость, чем роликовые подшипники качения того же размера. В связи с этим эффект от их применения будет несколько уменьшен. Кроме того, в колебаниях участвует не только шпиндель, а система заготовка—патрон—шпиндель—шпиндельная бабка—станина, поэтому постоянная времени демпфирования такой сложной системы будет иной, чем постоянная времени демпфирования одного шпинделя. Значения демпфирующей способности для такой сложной системы следующие на подшипниках качения = [c.49]

Для станка с наибольшим диаметром устанавливаемого изделия 400 мм сводка результатов приведена в табл. 37. Здесь же приведены конструктивные схемы шпинделей. Из расчета видно, что при уменьшении расстояния между опорами жесткость и устойчивость станка повышается независимо от конструкции опор. Уменьшение консоли также увеличивает жесткость и устойчивость станка независимо от конструкции опор шпинделя. Действительно, шпиндель с гидростатическим подшипником, но с малой консолью, имеет такую же жесткость, как шпиндель на конических роликовых подшипниках, но с большой консолью. Все вновь [c.190]

В прецизионных станках широко используются гидростатические подшипники, которые создают высокую точность вращения шпинделя. Их несущая способность, жесткость и точность зависят от величины зазоров, давления, схемы опоры. На рис. 26 схематически представлена конструкция гидростатической опоры. Масло под давлением подводится в карманы 1 через отверстия 2. При вращении масло вытесняется из этих карманов через зазор между шейкой и подшипником и отверстие 3 в резервуар. При увеличении внешней силы, стремящейся уменьшить зазор, возрастает давление масла в резервуаре, и зазор восстанавливается. Гидростатические подшипники стабилизируют режим жидкостного трения при самых малых скоростях вращения Подшипники с воздушной смазкой применяются в двух исполнениях. Первое — с использованием аэродинамических давлений при больших скоростях вращения и второе в виде аэростатических опор с большим избыточным давлением подводимого к ним воздуха. Преимуществами подшипников с воздушной смазкой являются меньшая, по сравнению с гидравлическими подшипниками, жесткость и потери на трение, обусловливаемые тем, что вязкость воздуха значительно меньше (до 2000 раз) вязкости масла [c.60]

Все это относится в основном к подшипникам качения. В шпинделях на опорах скольжения — гидростатических подшипниках — можно получить большое демпфирование при меньшей, по сравнению со шпинделями на подшипниках качения, жесткости. Если жесткость шпинделя повысить не удается, то целесообразно применять виброгасители. Наиболее распространены виброгасители трения. Примером такого виброгасителя является люнет конструкции Л. К. Кучмы [27]. [c.211]

В реальных подшипниках составляющая демпфирования kov велика ее влияние на динамику подшипника мало, так как демпфер включен последовательно с пружиной, имеющей жесткость с . Предполагая указанную составляющую демпфирования бесконечно большой, получим жесткость подшипиика как сумму жесткостей сис . В то время как смещение подшипника при действии статической нагрузки определяется статической жесткостью подшипника, при динамической нагрузке это смещение определяется в первую очередь жесткостью k. Величины жесткостей и составляющие демпфирования могут быть представлены в виде математических зависимостей, поэтому можно рассчитать шпиндельный узел на гидростатических подшипниках. Основой такого расчета служит уравнение в частных производных по Тимошенко. Приближенный расчет можно осуществить с помощью аналоговых электронно-вычислительных машин (АВМ). [c.85]

Расчетная схема шпиндельного узла на гидростатических подшипниках приведена на рис. 82. Для расчета шпиндель условно разбит на участки равной длины масса каждого участка сосредоточена в точке жесткость при изгибе на каждом из участков принята постоянной. Соотношения диаметров окружностей, изображенных на каждом участке, соответствуют соотношениям масс этих участков, высота (диаметр) каждого участка соответствует его изгибной жесткости. Упорные подшипники разнесены на величину 2А1. Пружина, имеющая жесткость с, находится [c.85]

Статическая жесткость гидростатических радиальных подшипников с дроссельной системой питания прямо пропорциональна давлению насоса. Поэтому имеется возможность изменять статическую жесткость подшипников за счет давления насоса и тем самым определить влияние этой жесткости на динамику шпиндельного узла. Зависимости демпфирования системы и резонансных амплитуд от жесткости переднего подшипника при разном демпфировании в подшипниках представлены на рис. 85. Условия эксперимента следующие жесткость с = 180 кгс/мкм, в упорные подшипники подавался воздух под давлением 5 кгс/см , жесткость заднего подшипника Сн = 60 кгс/мкм, вязкость масла 37,5 10- кгс с/см , толщина масляного слоя 60 мкм, ширина [c.87]

Независимость динамики шпинделя на гидростатических опорах от жесткости этих опор является большим преимуществом гидростатических подшипников. Это позволяет безгранично повышать статическую жесткость подшипников, не ухудшая их динамику. Одновременно можно улучшить динамику шпиндельного узла, не воздействуя на его статические параметры. [c.88]

Зависимости демпфирования системы и резонансных амплитуд от толщины масляного слоя упорного гидростатического подшипника при различной жесткости деталей, сопрягаемых с подшипником, показаны на рис. 86. Условия эксперимента следую- [c.88]

Динамика шпиндельного узла на гидростатических подшипниках может быть улучшена без увеличения потерь на трение в подшипниках. Выше (рис. 83) было показано, что при уменьшении жесткости Сй подшипника увеличивается демпфирование в системе и уменьшаются резонансные амплитуды. Жесткость подшипника может быть понижена при встраивании дополнительных аккумулирующих элементов в карманы подшипника, как это показано на рис. 87. Для этой цели в переднем подшипнике в каждом кармане имеется радиальное отверстие, закрытое резьбовой пробкой. К пробке припаяна стальная мембрана, образующая вместе с пробкой замкнутую полость и способная прогибаться при увеличении давления масла. Для увеличения аккумулирующей способности этого устройства предусмотрены [c.89]

Гидростатические направляющие в противоположность гидростатическим радиальным подшипникам имеют малые потери мощности на трение так как в направляющих скорости скольжения относительно малы, то направляющие могут иметь широкие перемычки, а используемое масло может быть вязким. Гидростатические направляющие обеспечивают даже при самых низких скоростях равномерное (без скачков) движение. Эти направляющие не подвержены износу, а поэтому они долго сохраняют первоначальную точность. Для повышения жесткости гидростатические направляющие изготовляют замкнутыми (с планками). В таких направляющих существует строгая взаимосвязь между внешней нагрузкой, давлением в карманах основных и дополнительных направляющих, что усложняет расчет. [c.97]

Жесткость смазочного слоя в гидростатическом подшипнике принимают с учетом баланса жесткости всего шпиндельного узла она должна быть того порядка, что и жесткость самого шпинделя. Если принять условие для жесткости опоры / 50 кгс/мкм, то формула (191) примет вид [c.193]

Наибольшую жесткость обеспечивают роликовые подшипники качения, однако в гидростатических подшипниках вполне возможно достигнуть жесткость, достаточную для обеспечения жесткости всего шпиндельного узла и несущей системы станка. Аэростатические подшипники из-за малых давлений воздуха имеют жесткость на порядок меньше. [c.201]

Решение кубического уравнения дает значения %опт (РИС. 174, б) в зависимости от жесткости шпинделя и его опор. На рис. 175 представлены значения оптимального размещения опор шпинделя при примерно одинаковой жесткости опор (кривая 1), что соответствует гидростатическим подшипникам и некоторым конструкциям на опорах качения, а также в случае, когда жесткость передней опоры сильно (в 10 раз) превышает жесткость задней опоры шпинделя (кривая. 2). [c.203]

Исследования показали, что гидростатические подшипники могут обладать высокой жесткостью и большой несущей способностью. Однако при высоких скоростях скольжения применение подшипников с жидкостным трением ограничивается как тепловыделением, так и возрастанием момента трения в смазочном слое. Уменьшение момента трения путем применения меньших диаметров шпинделей приводит к их низкой жесткости и виброустойчивости. Использование смазок с малой вязкостью (например, керосина) расширяет область работы подшипников Скольжения до скоростей порядка о = 10 м/с, но не выше [13]. [c.426]

Непрерывно возрастающие требования к точности и жесткости станков заставляют фирмы-изготовители искать новые решения опор шлифовальных шпинделей с повышенной несущей способностью. За последнее время появился ряд интересных решений в этой области. Расширилось применение гидродинамических и гидростатических подшипников, а также внедрены новые типы подшипников качения в опорах шлифовальных бабок. [c.84]

В прецизионных станках используют гидростатические подшипники, которые создают высокую точность вращения шпинделя. Их несущая способность, жесткость и точность зависят от величины зазоров, давления, схемы опоры. На рис. 17 схематически показана конструкция гидростатической опоры. Масло под давлением подводится в карманы 1 через отверстия 2. При вращении масло вытесняется из этих карманов через зазор между шейкой и подшипником и отверстие 3 в резервуар. При увеличении внешней силы, стремящейся уменьшить зазор, возрастает давление масла в резервуаре и зазор восстанавливается. Гидростатические подшипники стабилизируют режим жидкостного трения при самых малых скоростях вращения. [c.37]

В гидростатических подшипниках жидкостное трение обеспечивается подачей масла в несущие карманы подшипника под давлением, создаваемым насосом. Для обеспечения необходимых несущей способности и жесткости масляного слоя перед каждым масляным карманом устанавливается винтовой дроссель, обеспечивающий перепад давлений примерно в 2 раза. [c.189]

Гидростатические подшипники обеспечивают высокую точность вращения шпинделя, имеют большую жесткость и обеспечивают режим трения смазочного материала при сколь угодно малых скоростях скольжения (рис. 4.4). [c.63]

Особенность гидростатических подшипников - возможность регулирования жесткости (за счет изменения давления масла) и снижения требований к точности изготовления шпинделя и качеству его материала. [c.144]

Параметры гидростатических подшипников могут быть оптимизированы по каждому из частных критериев (массе, демпфированию, жесткости, тепловым потерям, быстродействию и др.), которые являются локальными критериями оптимизации системы шпиндель - опоры при минимизации смещений переднего конца шпинделя. При оптимизации по какому-либо из этих критериев остальные переходят в разряд ограничений. [c.150]

Зависимости безразмерной несущей способности Ср—Р й рц) от коэффициента относительного смещения шпинделя == А/гл/Ла при различном относительном угле перекоса е приведены на рис. 18, б. При перекосе >0,3 уменьшаются жесткость и несущая способность гидростатических подшипников. При еа<0,3 влияние перекоса на нагрузочные характеристики можно не учитывать независимо от размеров опоры, а в качестве расчетного [c.31]

Если большая ее часть воспринимается центральным (предварительно нагруженным) упорным подшипником, то жесткость гидростатических направляющих (в первую очередь угловая) может быть низкой. В крупных и относительно не жестких столах с диаметром планшайбы 8...9 м правильное распределение нагрузки между гидростатической направляющей и упорным подшипником устанавливается автоматически за счет податливости деталей основания. [c.111]

Масло подается в нижней части гнезда подшипника и отводится в верхней. При вращении шпинделя масло увлекается в зазор между шейкой шпинделя и сегментами (вкладышами) и образует масляные клинья 4 по числу сегментов. Масляные клинья взаимно уравновешивают друг друга, центрируют шпиндель и обеспечивают его высокую жесткость. Осевая нагрузка на шпиндель воспринимается бронзовыми вкладышами 5 vi 6, охватывающими с двух сторон бурт шпинделя. Выбор осевого зазора производят резьбовой втулкой 7 с контргайкой 8. Гидростатические опоры скольжения, в которые масло подается под высоким давлением, применяют в широком диапазоне частот вращения шпинделя, что обеспечивает высокую несущую способность и точность вращения, низкий коэффициент трения, большую долговечность и хорошее демпфирование. [c.47]

Центровки и увеличения поперечной жесткости подвижной системы можно достигнуть и путем применения направляющих роликов, шариковых гидростатических [34] (масло подается под высоким давлением) и воздушных подшипников [32, 30]. Использование вместо гибких подвесов воздушных подшипников позволило в диапазоне частот от О до 2500 Гц снизить поперечные перемещения. Так, на некоторых резонансных частотах в вибраторах с обычным способом крепления подвески отношение поперечных колебаний к осевым было больше 2, а при установке воздушных подшипников (рис. 23) эти отношения никогда не превышали 0,3. Радиальный зазор в подшипнике составлял 0,025 мм, а давление воздуха могло быть любым в пределах 1,4—5,6 кгс/см . [c.35]

При разработке новых зубодолбежных станков основное в ш-мание уделяется повышению производительности и точности обработки. Новые станки имеют вертикальную компоновку проходного типа, повышенную жесткость и мощность двигателя, большую массу, обильное охлаждение и частоту движения инструмента в пределах 1500—2500 дв. ход/мин они удобны для автоматизации. Стол имеет только вращательное движение, инструмент возвратно-поступательное, а также движение отвода при обратном ходе. Предусмотрено многопроходное зубодолбление. В ответственных узлах предусмотрены гидростатические направляющие и подшипники. Чтобы исключить ослабление толщины последнего зуба в зоне останова станка, предусмотрен электрон-Йый счетчик импульсов. [c.182]

Один насос обеспечивает питание смазкой все карманы подшипников. Фирма гарантирует радиальное и осевое биение, не превышающее 1 мкм. На графике рис. 23 показана сравнительная жесткость (ось ординат) гидростатических подшип- [c.86]

Важной характеристикой подшипников, работающих в гидростатическом режиме, является их жесткость, характеризующая способность подщипника реагировать на изменение нагрузки соответствующим изменением толщины смазочного слоя. Управление жесткостью подшипников осуществляют дроссельные устройства, через которые смазочный материал поступает в подшипник. [c.209]

Малую жесткость гидростатических подшипников, обусловленную большой толщино1Й масляного слоя, можно значительно повысить с помощью специальных маслораспределительных устройств. [c.444]

Насосы реактора Phmix (Франция) [20, 21]. Каждый из трех насосов первого контура представляет собой вертикальный, одноступенчатый, центробежный, погружной, со свободным уровнем натрия агрегат (рис. 5.39). За прототип по конструкционным решениям и компоновке был взят насос реактора Rapeo die. Всасывание теплоносителя организовано сверху. Пройдя рабочее колесо 6, теплоноситель попадает в направляющий аппарат и далее в напорную камеру, где встроен обратный клапан. Вся длина насоса от двигателя до напорного патрубка составляет 17 м, длина вала 12 равна 5 м. Вал насоса вращается нз( двух опорах. Верхней опорой является двойной роликовый подшипник, нижней — дроссельный гидростатический подшипник 8, питаемый с напора колеса. Диаметр ГСП равен 320 мм, радиальный зазор—0,5 мм. При испытании на воде жесткость подшипника оказалась достаточной для того, чтобы ограничить перемещения вала в диапазоне 20%-й величины зазора. Испытания насоса на частоте вращения около 650 об/мин показали хорошую работоспособность ГСП. [c.185]

В опорах шпинделей металлорежущих станков мод. 5В373П, 5В345П, ЗН163С, ХШ1-31 и др. используют гидростатические подшипники, которые обеспечивают сохранение расчетных характеристик по нагрузочной способности и жесткости в опорах. Смазочное масло (кроме создания рабочего давления в опоре) обеспечивает отвод теплоты от деталей станка и заш,ищает их от коррозии. Масло для смазывания гидростатических опор шпинделя станка выбирают с учетом условий их работы. Так, при увеличении скорости скольжения рекомендуются менее вязкие масла и, наоборот. [c.73]

Эффективность использования этих полостей подтверждает рис. 88, на котором демпфирование системы и резонансные амплитуды представлены в функции жесткости переднего подшипника при следующих условиях толщина масляного слоя 60 мкм, ширина аксиальных перемычек 10 мм, ширина перемычек, разделяющих карманы, 20,6 мм, вязкость масла 37,5 10 кгс с/см, в упорные подшипники подавался сжатый воздух под давлением 5 кгс/см сплошной линией показаны результаты расчета, экспериментальные данные отмечены кружками (резонансная кривая) и крестиками (кривая затухания). С уменьшением жесткости с демпфирование системы возрастает, а резонансные амплитуды соответственно уменьшаются. В области высоких жесткостей изменение жесткости переднего подшипника незначительно влияет на динамику системы. Благодаря уменьшению жесткости Си удается получить повышенное демпфирование и полнее использовать мощность станка (рис. 89). АФЧХ шпиндельного узла на гидростатических подшипниках получена при разных жесткостях сь переднего подшипника и при условиях результатов, показанных на рис. 88 [c.90]

Рис. 89. Амплитуднофазовые частотные характеристики шпиндельного узла на гидростатических подшипниках в зависимости от динамической жесткости Ск переднего подшипника

Исследования показывают [151, что гидростатические подшипники могут обладать высокой жесткостью и большой несущей способностью. Так, у подшипника при 0 — 60 мм, Д = 0,033 мм, давлении насоса = (200- 300) н/см для относительного эксцентриситета е = О Ч- 0,3 и чисел оборотов п = О 2800 об1мин жесткость находится в пределах (270—350) н/мк. [c.204]

Фирма Wotan, в рамках расширения разработок с внедрением гидростатики, выпускает также внутришлифовальные головки на гидростатических подшипниках. Основные преимущества этих головок (рис. 34) высокое демпфирование, отсутствие износа и практически неограниченная долговечность, а также меньшие радиальные размеры (по сравнению с опорами качения), что дает возможность при прочих равных условиях увеличивать диаметр шпинделя и тем самым повышать его жесткость. Головка по конструктивной схеме рис. 34 предназначена для обработки глубоких отверстий, где увеличение диаметра шпинделя большой длины позволяет повысить производительность вследствие уменьшения отжигов. [c.105]

В результате расчета гидростатодинамических подшипников определяются несущая способность подшипника, расход смазочного материала, жесткость подшипника, потери на трение и тепловой режим. Затем проводится оценка полученных параметров по критериям для стационарно-нагруженных гидродинамических и гидростатических подшипников. [c.210]

Шпиндель шлифовального круга — одна из ответственных деталей любого шлифовального станка. К шпинделям предъявляют высокие требования по жесткости, виброустойчивости, прочности и износостойкости тру1цихся поверхностей. Шпиндель установлен в подшипниках в корпусе шлифовальной бабки (рис. 13.18). Опоры щпинделя должны обеспечивать его стабильное положение под нагрузкой как в осевом, так и в радиальном направлении в процессе длительной эксплуатации. Опорами шпинделей являются подшипники скольжения и качения. Применяют также гидродинамический подшипник скольжения (рис, 13.19). Во втулке 4 размещены пять самоустанавливающихся вкладышей 5, каждый из которых опирается на сферическую опору в виде штыря 3. Последний закреплен во втулке винтами 2 с шайбой /. Вкладыши устанавливают сферическими опорами в направлении вращения шпинделя бив направлении его оси. В прецизионных шлифовальных станках применяют гидростатические подшипники, преимуществами которых (по сравнению с гидродинамическими) являются независимость положения оси шпинделя от частоты его вращения и вязкости масла и постоянство оси вращения шпииде ля (биение оси щпинделя не превышает 0,1 мкм). В шлифовальных станках применяют также аэростатические подшипники (рис, 13.20). Шпиндель 1 взвешивается в потоке сжатого воздуха, который подается от воздушной сети через внутренние каналы корпуса 2 и отделяется таким образом от поверхности подшипника 3. Вследствие этого уменьшаются износ и нагрев подшипников, трение и обеспечивается стабильное положение шпинделя. [c.228]

Эти типы разгрузочных устройств можно представить следующим образом разгрузочный поршень — гидростатический подшипник с гидравлической жесткостью , равной нулю гидропята — гидравлический подшипник с гидравлической жесткостью, отличной от нуля, или, с другой стороны, регулятор давления в полости около поршня с обратной связью. [c.71]

Недостаточная жесткость опорных конструкций заводских стендов является одной из причин нестабильности установочных баз. При заводской сборке узлы и корпусные детали турбин в определенной последовательности устанавливают на опорные конструкции стенда. При этой установке меняются нагрузки, приходящиеся на центровочные элементы и конструкции стенда. Это приводит к изменению взаимоположения выверенных и отцентрованных ранее узлов и к перераспределению реакций опор агрегатов. Наблюдения, проведенные на испытательных стендах некоторых турбинных заводов (ЛМЗ, НЗЛ, ТМЗ), показали, что деформации центровочных элементов и самих конструкций стендов достигают значительных величин. Так, на одном из стендов ЛМЗ при сборке турбины ВПТ-50-3 было обнаружено проседание поперечного ригеля стенда под средним подшипником на величину 1,5 мм. На графике (рис. 53) показаны характер и величины деформаций фундаментной рамы газотурбинной компрессорной установки ГТН 9-750 (общий вес 230 т), возникших при сборке на испытательном стенде и зафиксированных при помощи гидростатического уровня от внешнего независимого репера. Как видно из графика, с момента установки на стенд общей рамы до закрытия верхних половин цилиндров точки, находящиеся на верхнем поясе рамы, опускаются на величину от 0,38 до 0,84 мм. При этом максимальный перелом (смещение оси расточки в точках 3 VI 4 относительно линии, соединяющей крайние точки кривой прогиба) достигает 0,38 мм. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...