автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка и исследование гидростатических опор с дросселированием в зазоре, образованном поверхностью кармана и шпинделя

г>-

СП СП

Министерство общего и профессионального образования ^ Российской Федерации

Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет

На правах рукописи УДК 621.822.572.001.2

Пузаков Юрий Васильевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ОПОР С ДРОССЕЛИРОВАНИЕМ В ЗАЗОРЕ, ОБРАЗОВАННОМ ПОВЕРХНОСТЬЮ КАРМАНА И ШПИНДЕЛЯ

Специальность 05.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Хабаровск 1997

Работа выполнена в Хабаровском государственном техническом университете на кафедре "Компьютерного проектирования и сертификации машин"

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Клепиков С.И.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Пуш A.B.

- кандидат технических наук, профессор Щелкунов Б.П.

Ведущее предприятие - Институт машиноведения и металлургии ДВО

РАН

¿¿ЧСС-ер^ФО-гоцНои) соее

"с -.::•- ■ К 064.70.01 в Комсомольском-на-Амуре

государственном техническом университете по адресу: 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим высылать по указанному адресу.

Автореферат разослан "Z&* Цо^Брд i99y£r. Ученый секретарь

Защита состоится

на заседании

Б.Я.Мокрнцкий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. На основе гидростатических опор можно создать практически любую пару трения: направляющие, передачи винт-гайка, опоры палов. Требования, предъявляемые к опорам, столь же многовариантны, как и область их применения. К основным и наиболее общим из них следует отнести: обеспечение оптимальной, а чаще всего, максимальной жесткости масляного слоя; обеспечение высоких демпфирующих свойств; как можно более длительное сохранение рабочих характеристик неизменными; возможность оперативного управления рабочими характеристиками опор. Источником нарушения характеристик или полного выхода его из строя могут быть: прекращение подачи жидкости, изменение параметров рабочих перемычек или изменение параметров дросселирующих устройств.

Следовательно, очень многие свойства опоры зависят от состояния дросселирующего устройства. Решение вопроса разработки качественных дросселирующих устройств является основой для разработки высококачественных опор, и обеспечения качества и надежности станков. Существующие конструкции гидростатических опор имеют ряд существенных недостатков, связанных с неустойчивостью работы вынесенных регуляторов, нетехнологичностью их изготовления и сложностью отладки, а также подверженностью к засорению и облитерации.

Научная задача, решаемая в данной работе, заключается в разработке метода расчета рабочих характеристик гидростатических опор с дросселирующими устройствами, образованными поверхностями кармана и шпинделя на основе моделирования нагрузочных хараетеристик.

Цель исследования - разработка и исследование гидростатических опор с дросселированием в зазоре, образованном поверхностью кармана и шпинделя для улучшения их технологичности и эксплуатационных свойств.

Методы исследования. В теоретических исследованиях применялись методы математического анализа, оптимизации, аппроксимации и интерполяции. Экспериментальные исследования проводились по разработанной методике на опытно-промышленных образцах станков с помощью современных средств измерения и обработки данных.

Научная новизна.

1. Разработан метод расчета рабочих характеристик гидростатических опор с дросселирующими устройствами, образованными поверхностями кармана и шпинделя.

'2. Разработана математическая модель для расчета нагрузочных характеристик гидростатических опор рассматриваемого типа.

Практическая полезность.

1. Обоснованы и спроектированы оптимальные варианты конструктивного исполнения гидростатических опор с дросселированием между поверхностями кармана и шпинделя, обеспечивающие: возможность регулирования характеристик опор за счет изменения давления насоса; неизменную величину максимальной жесткости при любых значениях давления насоса; значительное снижение их подверженности засорению и исключении облитерации.

2. Предложенная конструкция регулятора повышает технологичность конструкции опоры за счет изготовления поверхностей опоры и дросселя за одну установку, что позволяет устранить необходимость настройки дросселирующих устройств.

3. Разработана конструкция устройства подвода жидкости к вращающемуся шпинделю, содержащая маслоподводящее кольцо, базирующееся на упорный ступенчатый подшипник корпуса и радиальный ступенчатый подшипник шпинделя, и обладающая широкими возможностями компенсации осевого и радиального биений шпинделя при минимальных зазорах в опоре и снижение потерь мощности на трение.

4. Разработаны практические рекомендации по конструктивному исполнению формы кармана, значениям размеров и формы поперечного сечения кольца устройства подвода жидкости к шпинделю.

Реализация работы. Результаты работы внедрены на: АО "Читинский станкостроительный завод" для которого разработана гамма гидростатических люнетов для шлифования передних концов шпинделей станков, выпускаемых заводом; АО "Хабаровский станкостроительный завод" для которого разработаны устройства подвода жидкости к шпинделю станков 1И140П и 11Д65ПФ40; в учебный процесс в Хабаровском государственном техническом университете для подготовки специалистов по специальностям 120200, 120900. Применение разработанных люнетов обеспечило изготовление шпинделей с биением поверхности переднего конца не превышающим 2 мкм. Применение механизма подвода жидкости позволило существенно упростить конструкцию механизма зажима и повысить его надежность.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Российской научно-практической конференции "Проблемы создания и эксплуатации технологического оборудования и гибких производственных систем", Хабаровск, 1992; на V международной научно-технической конференции "Динамика технологических систем", Ростов-на-Дону, 1997; на заседаниях кафедры "Компьютерного проектирования и сертификации машин" Хабаровского государственного технического университета

Публикации. Всего по теме диссертации опубликована 21 работа.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, списка литературы и приложения, включает 106 страниц машинописного текста, 5 таблиц и 25 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, отмечена ее научная новизна и практическая полезность.

В первой главе на основе работ, посвященных вопросам проектирования и разработки гидростатических опор, к которым относятся исследования В.В.Бушуева, А.Ф.Гордеева, В.Э.Пуша, А.В.Пуша, Г.Риппела, Ю.Н.Соколова, С.Н.Шатохина, М.А.Шимановича, Б.П.Щелкунова и других ученых, сформулирована цель и задачи исследования.

Анализ показал, что применение гидростатических опор позволяет повысить качество и надежность металлорежущих станков. Данные опоры имеют высокую демпфирующую способность, практически неограниченную долговечность и обеспечивают безизносный режим работы узлов станков. К основным и наиболее общим требованиям, предъявляемым к этим опорам относятся: обеспечение высокой жесткости; длительное сохранение рабочих характеристик; возможность оперативного управления рабочими характеристиками опор. Их обеспечение зависит от качества рабочих поверхностей, надежности системы питания и характеристик дросселирующих устройств.

Решение вопроса разработки качественных дросселирующих устройств является основой для разработки высококачественных опор в целом. Одним из методов обеспечения практически неограниченной жесткости опоры является применение регуляторов расхода. Существующие конструкции гидростатических опор имеют ряд существенных недостатков, связанных с неустойчивостью работы вынесенных регуляторов, нетехнологичностью их изготовления и сложностью отладки, а также подверженностью к засорению и облитерации. Гидростатические опоры с дросселированием в зазоре, образованном поверхностями кармана и шпинделя, совмещают в себе ряд положительных качеств, встречающихся в опорах других типов раздельно.

Например, как и в ступенчатых подшипниках или опорах с взаимообратным дросселированием, выполнение дросселирующего устройства меж-

ду подвижными поверхностями значительно снижает их подверженность засорению и полностью исключает явление облитерации.

Следует отметить, что дросселирующее устройство рассматриваемого типа, может быть выполнено упругим, т.е. фактическим представлять собой мембранный регулятор расхода, у которого одна из рабочих поверхностей -подвижная опорная поверхность шпинделя. В этом случае, как и в опорах с вынесенным регулятором расхода, может быть обеспечена практически любая величина статической жесткости смазочного слоя.

Рабочий зазор дросселирующего устройства открывается непосредственно в полости кармана, благодаря чему сведено к минимуму количество жидкости, подвергающейся объемному сжатию при динамических процессах.

Устройство подвода жидкости к вращающемуся шпинделю содержит комбинацию радиального и упорного ступенчатых гидростатических подшипников, свойства которых подробно изучены. Отличительной особенностью их использования в этом устройстве является необходимость обеспечения эффекта максимальной самоустановки маслоподводящего кольца при условии снижения утечек жидкости и потерь на трения в устройстве.

Вместе с тем, в результате анализа известных работ другой информации об исследовании опор этого типа обнаружено не было.

Исходя из этого, была сформулирована цель работы: теоретическое исследование и экспериментальная проверка рабочих характеристик гидростатических опор с дросселирующими устройствами, образованными между поверхностями кармана и шпинделя и, в частности, устройства для подвода жидкости к вращающемуся шпинделю.

Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать конструкцию и теоретически обосновать работоспособность гидростатических опор с дросселированием между поверхностями карманов и шпинделя.

2. Разработать и экспериментально проверить расчетные зависимости, определяющие нагрузочные характеристики опор этого типа.

3. Теоретически обосновать и экспериментально подтвердить характеристики устройств подвода рабочей жидкости к вращающемуся шпинделю.

4. Произвести производственные испытания и обобщить опыт использования разработанных конструкций опор и устройств подвода жидкости к шпинделю.

Во второй главе разработана математическая модель и метод расчета нагрузочных характеристик гидростатических опор с дросселирующими устройствами, образованными поверхностями кармана и шпинделя.

Общие условия обеспечения работоспособности рассмотрены на примере плоских замкнутых и незамкнутых опор. При анализе использованы допущения о несжимаемости рабочей жидкости, ламинарном режиме ее течения, постоянстве вязкости вдоль потока, отсутствии гидродинамического эффекта и погрешности форм рабочих поверхностей.

Два варианта конструктивной схемы плоских незамкнутых гидростатических опор с дросселированием в пространстве между поверхностью кармана и шпинделя приведены на рис.1.

Вариант 1

Вариант 2

А-

-V

Рис.1. Конструктивные схемы гидростатических опор

Входное сопротивление образовано участком мембраны, расположенном на расстоянии Нч эквидистантно поверхности шпинделя.

Величина зазора, определяется как:

Я,=Г„ + Я + ХСг, (1)

где Т0 равно Т( - технологическому зазору для варианта 1; То равно ТЧ-Б -разнице между технологическим зазором и смещением Б, вызванным давлением насоса рн, во втором варианте.

В свою очередь,

5 = (2)

где К - смещение мембраны, находящейся под давлением, равным единице.

Безразмерная характеристика несущей способности,

С =_^_=_11!__(3)

' Рг Л+Л, Н1 + Чну'

я» Н1

где рк - давление в кармане опоры; 11к, К^ - гидравлические сопротивления кармана и дросселя; 4 - коэффициент соотношения конструктивных параметров кармана и дросселя, определяемый из соотношения:

(4)

Я, Н1

Параметры опоры взаимосвязаны уравнением:

я' (н + т\2(н + т„

(5)

Условием устойчивой работы опоры является одновариантность взаимосвязи величин, входящих в формулу.

Зазор в опоре определяется из уравнения:

11 = {Та+8Ср)~- . (6)

V-Ср

Решение уравнения (5) по переменной Ср может иметь один или три действительных корня. Доказано, что условием существования только одного корня Ср является обеспечение конечного значения жесткости во всем интервале изменения зазора.

Жесткость, как производная нагрузки Р по смещению х:

¿Р , ~

-=с;Р/ = -7-^-г-л^. (7)

где Р- эффективная площадь опоры.

Знак минус, означающий, что при увеличении нагрузки зазор уменьшается, в дальнейшем опущен.

В точке экстремума т, производная безразмерной характеристики несущей способности:

3С (1-С )

С' =-7-^—г^- (8)

В свою очередь, безразмерная характеристика несущей способности в точке экстремума жест кости:

С (9)

ЗГ+5

Таким образом, критерий устойчивой работы опоры, заключающийся в условии, что знаменатели уравнений (5) и (7) больше нуля, имеет вид:

где Срт;„_значение Ср при минимальной нагрузке на опору.

Проведенный анализ показал, что опоры без начального зазора в дросселе (То=0) более выгодны энергетически, так.как при одинаковой мощности, затрачиваемой на прокачивание жидкости, обеспечивают более высокую, чем опоры с Т„*0, жесткость. Кроме того, в опоре без начального зазора возможна обработка поверхности дросселя и опоры за одну установку.

Зависимость жесткости плоской незамкнутой опоры с дросселирующими устройствами без начального зазора имеет следующий вид:

Необходимо отметить, что так как в противном случае при То=0 равенство (5) - невыполнимо.

Максимальное значение жесткости этих опор:

(10)

(П)

/ =_^_Я1

1т К(16-ч)

Максимум жесткости наблюдается при зазоре:

Я.. =

85 8 К

д- + 8 с/ + 8

Р„-

(13)

Результаты расчета представлены графиками на рис.2.

Р_ 1

Р. ^0.8

Л

0В

04

0.2

Рис.2. Нагрузочные характеристики плоской незамкнутой опоры

Расчеты проведены для опоры с ц=8, К=2, что обеспечивает Ср=0.5 при к„=1. Индекс "а" относится к параметрам, принятым за исходные для сравнения.

Из графика, в частности, следует, что изменение давления насоса смещает максимум жесткости (прерывистые линии), но его величина не изменяется. Несущая способность пропорциональна давлению насоса.

Для сравнительного анализа нагрузочных характеристик исследованных опор, выбран наиболее близкий известный аналог - опоры с регуляторами расхода, расположенными вне кармана. Зазор в вынесенном регуляторе расхода равен сумме начального Т„ и величине деформации мембраны под действием давления в кармане 8Ср. В отличие от формулы (1) здесь отсутствует составляющая Н. Другие вышеприведенные уравнения могут

быть преобразованы в уравнения, описывающие характеристики опор с вынесенными регуляторами, если в'членах, содержащих сумму Т0+Н, исключить зазор Н.

Необходимо заметить, что, как следует из уравнения (8), бесконечная величина жесткости может наблюдаться при Срп1= 1/3, т.е. условие устойчивости опоры Срп,<1/3. Для опор с встроенным регулятором без начального зазора это означает, что если соблюдено условие 4К<ц, устойчивость работы опоры обеспечивается при любом давлении насоса - см. формулы (9), (13). Аналогичное условие для вынесенных дросселей К<ЗТо/р„, что ограничивает диапазон регулирования давления насоса.

Применение регулятора без начального зазора улучшает характеристики исследуемых опор, а в опорах с вынесенным регулятором, создает в соответствии с формулой (7) при Ср<2/3 зону неустойчивости.

Зависимости, определяющие характеристики замкнутых опор, получены путем преобразования для незамкнутых с учетом того, что:

1. Суммарный зазор в опоре неизменен;

2. Несущая способность равна разности равнодействующих давлений жидкости в противоположных карманах;

3. Жесткость равна сумме жесткостей противоположных карманов. Результаты расчета нагрузочных характеристик представлены графиками на рис.3.

Нагрузочные характеристики симметричны относительно линии е = 0. Из чего следует, что использование мембраны повышенной податливости, предопределяв седловидный характер графика жесткости. Такая нелинейная зависимость способствует повышению демпфирующей способности шпиндельного узла.

Разработаны варианты конструкции радиальных гидростатических подшипников с дросселированием в зазоре, образованном поверхностями кармана и шпинделя.

Рис.3. Нагрузочные характеристики плоских замкнутых опор

Аналитические зависимости, описывающие характеристики этих подшипников, громоздки, так как предусматривают необходимость определения корней уравнений четвертой степени.

Характеристики радиальных подшипников с регуляторами расхода, выполненными между поверхностями кармана и шпинделя, были определены путем расчета на ЭВМ. Установлено, что:

1. Подшипники способны обеспечить практически любую величину жесткости масляного слоя;

2. Ограничения на условия устойчивости работы те же, что и в. плоских опорах (см. формулу (10)). Поэтому их нагрузочные характеристики могут, при необходимости, изменяться за счет регулирования давления насоса.

Проведено исследование радиальных и осевых гидростатических подшипников, в которых поверхность дросселя выполнена непосредственно в материале кармана. Расчетные формулы для определения нагрузочных

характеристик этих подшипников получены путем принятия податливости мембраны равной нулю.

В частности, жесткость радиального подшипника без дренажных канавок, определенная при центральном положении шпинделя:

(14)

4 (¿-/У Яко . н

где т = —-—; пп = ——; Я = ——.; Ь - ширина подшипника; 1 - ши-

яПЬ А',„ На

рнна кольцевой перемычки; Ь - ширина осевой перемычки; Н - радиальный зазор в опоре; Н, - зазор в дросселе; О - диаметр шейки шпинделя. Индекс "О" означает, что данная величина относится к положению шпинделя, при котором радиальный зазор одинаков по всей поверхности взаимодействия.

Сопоставление этой формулы с известными формулами, определяющими жесткость подшипников, снабженных дросселями постоянного сопротивления, показало, что в исследуемых подшипниках снижение жесткости пропорционально значению сомножителя в скобках. По результатам анализа обоснованы соотношения параметров п0 и X, обеспечивающие оптимальные нагрузочные характеристики этих подшипников.

Кроме того, во второй главе работы получены зависимости, определяющие характеристики устройства подвода рабочей жидкости к шпинделю. Принцип действия этого устройства пояснен на рис.4.

Подшипники, отделяющие кольцо от шпинделя и корпуса, вступают в работу при включении давления. Выключение исполнительного устройства (механизма зажима заготовки и т.п.) может производиться за счет отключения давления подводимой жидкости или путем осевого смещения корпуса с кольцом на величину, достаточную для открытия маслоподводящих каналов шпинделя.

Рис.4. Устройство подвода рабочей жидкости к шпинделю

Установлено, что устройство обладает возможностью компенсации любой величины осевого и радиального биения шпинделя, так как они не зависят от рабочих зазоров. Допускаемый перекос прямо пропорционален зазору в подшипниках и отношению ширины кольца к его диаметру. Тем не менее, в реальных шпиндельных узлах станков любого класса точности, допускаемые погрешности положения шеек шпинделя значительно меньше тех, которые способно сконцентрировать устройство.

Устройство, содержащее упорный и радиальный подшипник, обеспечивает уменьшение затрат энергии по сравнению с аналогичным устройством, имеющим один подшипник.

Мощность, затрачиваемая на вращение, определяется по формуле:

цл

17

д5

\НР НЧР/

Р\ - Р\ £>24 -1),4

Я,.

И,„

(15)

где ц - динамическая вязкости рабочей жидкости; шр, ыу - угловая скорость в паре шпиндель-кольцо и кольцо - неподвижный корпус, опреде-

ленные из условия, что их сумма равна угловой скорости шпинделя - ш. Остальные элементы формулы пояснены на рис.5.

Распределение угловых скоростей зависит ог отношения моментов трения. Можно, для наглядности примера, предположить, что сор=сйу и размеры конструкции обеспечивают равенство потерь в упорном и радиальном подшипниках. Сравнение рассматриваемого устройства с устройством, оснащенным одним подшипником тех же размеров, показывает, что за счет разделения ы на две составляющие, мощность трения может быть снижена вдвое.

Если в опорах исследуемого устройства зазоры уменьшены в два раза, то мощности трения равны, но расход рабочей жидкости через два подшипника в четыре раза меньше, чем через один с исходной величиной зазора.

В работе приведены зависимости, позволяющие оптимизировать устройство по величине суммарной мощности, затрачиваемой на трение и прокачивание жидкости.

Кроме гиго, определены условия, при которых маслоподводящее кольцо способно за счет сил реакции подшипника компенсировать погрешности формы кольца и шейки шпинделя.

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования гидростатических опор с дросселированием в зазоре, образованном поверхностями кармана и шпинделя. Здесь же даны результаты экспериментального исследования устройства для подвода жидкости к вращающемуся шпинделю.

Экспериментальные исследования проводились для проверки теоретических положений и выводов, сделанных во второй главе работы.

В качестве объектов исследования были выбраны плоские незамкнутые опоры, радиальные подшипники с дросселями, выполненными в материале кармана и устройство подвода жидкости к механизму зажима прутка токарно-револьверного автомата 1И140.

Для проверки нагрузочных характеристик плоских незамкнутых опор был разработан лабораторный стенд, состоящий из плиты с опорами, опорной плиты, нагрузочного устройства и измерительных индикаторов. Для питания опор использовалась насосная установка СВ-М1.

Плита выполнена с тремя, расположенными в форме правильного треугольника, карманами и тремя, размещенными между карманами, индикаторами, помещалась на разметочный стол.

Величина зазора, образующегося при всплытии верхней плиты, контролировалась по показаниям индикаторов, ножки которых контактировали с нижней плитой. Величина нагрузки определялась по показаниям динамометра, через который передавалось усилие, создаваемое винтовым домкратом.

Нагрузочные характеристики радиальных подшипников исследовались на Читинском станкостроительном заводе, по заказу которого были спроектированы гидростатические люнеты для обработки передних концов шпинделей. В люнете использовались разъемные гидростатические подшипники с дренажными канавками. Карманы опор были получены методом электро-искровой обработки массивных закаленных втулок. Дросселем в этой опоре являлся участок в середине кармана, сохраненный при выжигании и заниженный относительно рабочей поверхности втулки при ее обработке. Подвод смазки через отверстия в центре участка. Зазоры в опоре определялись как разница размеров отверстий втулок и шеек контрольной оправки. Для нагружения использовался динамометр. Перемещение оправки контролировалось индикатором, закрепленным на верхней части корпуса. Предварительно было проверено отсутствие перемещений раскрытия разъемного корпуса. Расчетным путем была определена доля собственных деформаций контрольной оправки. Она составляла до 18 % от суммарной и соответствующим образом учитывалась при определении перемещений в опорах.

Устройство подвода жидкости к шпинделю исследовалось на Хабаровском станкостроительном заводе. Проверялось время срабатывания механизма зажима при его включении и выключении и оценивались потери мощности в устройстве подвода жидкости, замеряемые косвенно через разницу температур масла на входе и выходе и его расход.

Замеры времени производились при не вращающемся шпинделе. Для измерения использовался электронный секундомер, запускавшийся синхронно с реле управления гидравлическим золотником. Момент зажима или разжима фиксировался по факту начала или прекращения осевого перемещения прутка, который, в свою очередь, контролировался конечным выключателем, разрывавшим цепь питания секундомера.

В результате проведенных экспериментов выявлено хорошее совпадение расчетных и экспериментальных характеристик опор. Время срабатывания механизма зажима не превышало 0,1 с. Величину потерь на трение удалось оценить приблизительно, так как после стабилизации тепловых потоков температура, расположенного рядом с исследуемым устройством переднего подшипника, превышала температуру масла в устройстве 11а 12°С (56°С и 44°С соответственно). Тем не менее можно считать, что при использующихся в станке частотах вращения до 3500 1/мин, расчетные и экспериментальные потери мощности на трение - это величины одного порядка.

В четвертой главе обобщен опыт конструирования гидростатических опор, приобретенный за время исполнения заказов станкостроительных заводов региона. Даны рекомендации по технологии их изготовления. Приведены результаты производственной эксплуатации станков и оборудования, оснащенных опорами исследуемого типа.

Приведено описание гидростатического люнета для шлифования передних концов шпинделей. Дано обоснование нагрузочных характеристик опор в этой конкретной конструкции. Приведены рекомендации по материалам для деталей опор. Необходимо отметить, что поскольку опоры исследуемого типа способны работать на жидкостях с очень низкими трсбо-

ваниями к степени фильтрации, поверхности шпинделя и втулки должны иметь твердость не ниже Н11СЭ60.

Описана технология изготовления втулок, обеспечивающая величину отклонения начального зазора Т0 не более 1 мкм, благодаря чему исключается процесс отладки дросселирующих устройств.

Даны описания устройств подвода жидкости к шпинделю токарно-револьверных автоматов 1И140 и 11Д65ПФ40.На примере маслоподводя-щего кольца для этих устройств, сформулированы основные требования к качеству изготовления и свойствам материала деталей.

Показано, что при соответствующих размерах и форме поперечного сечения кольца оно способно скомпенсировать за счет собственной деформации погрешность некруглости, достигающую половины диаметрального зазора в опоре.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан метод расчета рабочих характеристик гидростатических опор с дросселирующими устройствами, образованными поверхностями кармана и шпинделя.

2. Разработана математическая модель для расчета нагрузочных характеристик гидростатических опор рассматриваемого типа.

3. Обоснованы и спроектированы оптимальные варианты конструктивного исполнения гидростатических опор с дросселированием между поверхностями кармана и шпинделя, обеспечивающие: возможность регулирования характеристик опор за счет изменения давления насоса; неизменную величину максимальной жесткости при любых значениях давления насоса; значительное снижение их подверженности засорению и облитерации.

4. Предложенная конструкция регулятора повышает технологичность конструкции опоры за счет изготовления поверхности опоры и дрос-

селя за одну установку, что позволяет устранить необходимость настройки дросселирующих устройств.

5. Разработана конструкция устройства подвода жидкости к шпинделю, содержащая маслоподводящее кольцо, базирующееся на упорный ступенчатый подшипник корпуса и радиальный ступенчатый подшипник шпинделя, и обладающая широкими возможностями компенсации осевого и радиального биениий шпинделя при минимальных зазорах в опоре и снижения потерь мощности на трение.

6. Разработаны практические рекомендации по конструктивному исполнению формы кармана, размеров и формы поперечного сечения кольца устройства подвода жидкости к шпинделю.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Гордеев А.Ф., Пузаков Ю.В. Оптимизация параметров гидростатических опор на стадии конструкторской разработки шпиндельного узла //Современные пути повышения производительности и точности металлообрабатывающего оборудования и автоматических технологических процессов в машиностроении. - М.: Мосстанкин, 1980. - С. 79-80.

2. Гордеев А.Ф., Пузаков Ю.В. Гидростатический подшипник с внутренним дросселированием //Станки и инструмент. - 1983. - № 10. - С. 1516.

3. Гордеев А.Ф., Захаров П.А., Пузаков Ю.В. Гидросатическая смазка -надежность и качество станков. - Луцк: РИО Волынского облполиграф-издата, 1989.-67 с.

4. Пузаков Ю.В., Клепиков С.И. Повышение надежности механизма зажима прутка ТРА мод. 1И140П //Повышение надежности автоматических станочных систем: Тез. докл. научно-техн. конф. - Хабаровск: ЦНТИ, 1990.-С. 90.

5. Пузаков Ю.В. Гидростатические опоры - эффективное средство повышения точности, надежности и производительности металлорежущих станков //Проблемы создания и эксплуатации технологического оборудования и гибких производственных систем: Тез. докл Рос. Научно-техн. конф. - Хабаровск: Изд-во ДВНИИТС, 1992. - С. 7.

6. Puzakov U.V. Constructive methods of reliability increase of hidrosatic supports //Study and application of new technology //Chief editors Meng Xiang-cai, Liu Zhenhua, S.I.Klepikov. - Harbin Engineering University Press, 1994. -p. 100-102.

7. Puzakov U.V. Static and dinamic characteristics hidrostatic bearing of a increased reliability//The technical progress problems of the Far East Region. -Volume N 3 /Chief editors S.I.Klepikov and Liu Zhenhua. - Khabarovsk: KSTU, 1997.-P. 129-132.

8. Пузаков Ю.В. Использование гидростатических опор повышенной надежности в шпиндельных узлах станков //V Междунар. научн.-техн. конф. По динамике технологических систем: Тез. докл. - Ростов-на-Дону: Изд. Центр. ДГТУ. - Т.2., 1997. - С. 39.