Основи теорії розрахунку та проектування гідравлічних опорних вузлів верстатного устаткування - Автореферат

Перехід на цей робочий процес, завдяки наявності між поверхнями гідравлічної опори гарантованого шару мастильного матеріалу заданої товщини, параметрами якого можна управляти, дозволяє радикально поліпшити показники верстатів по всіх критеріях працездатності, забезпечити нові можливості при механообробці - суміщення чорнової та чистової обробки на одному верстаті, здійснення мікропереміщень для компенсації похибок або керування формоутворенням, стружкодробління та багато іншого. Оснащення опорами з рідинним режимом тертя при модернізації верстатів, що знаходяться в експлуатації, є дуже ефективним засобом усунення економічних наслідків морального і фізичного зносу. Тому, розробка основ теорії розрахунку та проектування гідравлічних опор шпинделів, напрямних, люнетів, вертлюгів та інших верстатних вузлів з опорами та передачами, що працюють у рідинному режимі тертя при зміні всіх чинників обробки, є проблемою, що потребує свого рішення при дослідженнях, розробці, виготовленні, експлуатації верстатного устаткування, чому і присвячена дисертаційна робота. Робота проводилася відповідно до перспективного плану науково - дослідних робіт Донбаської Державної машинобудівної академії (державна реєстрація №№ 0194U023543, 0196U023530, 198U004244, 0196U015981, 0198U009089, 0100U001546), виконуваних по Програмі досліджень ДКНТ України “Ресурсосберегаючі технології”, відповідно до Державної науково-технічної програми Міністерства України по справах науки і технологій по напрямку 4.3 “Підвищення надійності і довговічності конструкцій”, і в даний час по Державній науково-технічній програмі Міністерства освіти і науки України по напрямку 4 “Екологічно чиста енергетика і ресурсосберегаючі технології”, а також у рамках науково - дослідницьких робіт, в основу яких поставлені ті проблеми і задачі, що у силу малої їхньої вивченості та розробленості або через низьку працездатність існуючих конструкцій, були поставлені верстатобудівними і машинобудівними підприємствами України. Створено теоретичні основи роботи, розрахунку та проектування гідравлічних опорних вузлів і передач з рідинним режимом тертя для верстатного устаткування: 1.Виявлено закономірності робочого процесу, що має місце в гідравлічних опорах і передачах верстатів - руху опорних поверхонь, що деформуються, навантажених тиском мастильного матеріалу в зазорі, з урахуванням перекосів та теплових явищ, на основі чого створена загальна математична модель процесів, що відбуваються в опорах і передачах із рідинним режимом тертя всіх застосовуваних у верстатах форм і типів.Це дає значні похибки, утрудняє вибір конструктивних параметрів опор і систем їх живлення, не дозволяє аналізувати працездатність опорних вузлів в аварійних режимах, знижує точність обробки, надійність і безпеку верстатів. Для опорних вузлів верстатів, коли ho>10-20 мкм і U<70-80 м/с цілком прийнятна постановка в припущенні ізотермічної ламінарної течії мастильного матеріалу з температурою, середньою між температурами на вході в досліджувану область і виході з неї, що практично не вносить похибок при визначенні інтегральних експлуатаційних параметрів опор у порівнянні з аналогічними параметрами, знайденими в припущенні неізотермічної течії мастильного матеріалу. Методика експериментальних досліджень робочого процесу, що має місце в опорних вузлах верстатів, дозволяє на основі розроблених критеріїв подоби вимірювати фізичні величини при дослідженнях на стендах і натурних випробуваннях в умовах експлуатації верстатів, включаючи методи виміру зазорів, тисків із безперервним записом цих функцій, що дозволяє зробити співставлення диференціальних й інтегральних величин, визначених по розробленій загальній теорії і знайдених експериментально, і поширити результати дослідів на групи явищ для перевірки адекватності математичних моделей і результатів параметричних досліджень реальним процесам, що мають місце в опорних вузлах верстатного устаткування. Змінюючи конструктивні характеристики і настроювання опорних вузлів (наприклад, на рис.1 наведена розрахункова схема для шпиндельного вузла важкого токарного верстата), керують системою сил, регулюючи величини навантажувальної спроможності Wi й жорсткості Ji опор і координати Xi, Yi, Zi головних векторів реакцій опорного вузла, перерозподіляють загальний силовий баланс із метою мінімізації відхилення кінцевих ланок формоутворюючої системи. В якості першого наближення у вузлах визначаються деформації тільки від зовнішніх навантажень , уточнюється величина зазору у вузлах кінцеворізничної сітки: , (11) а потім провадиться визначення розподілу навантажень між поверхнями опори ( - величина зазору, визначена в припущенні недеформованості поверхонь опори, що сполучаються, при їхньому відносному перекосі).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ