Розробка методології конструювання гідростатично-гідродинамічних шпиндельних опор металорізальних верстатів з підвищеними показниками жорсткості - Диссертация

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ РОЗРОБКА МЕТОДОЛОГІЇ КОНСТРУЮВАННЯ ГІДРОСТАТИЧНО-ГІДРОДИНАМІЧНИХ ШПИНДЕЛЬНИХ ОПОР МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ З ПІДВИЩЕННИМИ ПОКАЗНИКАМИ ЖОРСТКОСТІРобота виконана в Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" на кафедрі "Конструювання верстатів та машин" та кафедрі загальноінженерних дисциплін Ізмаїльського державного гуманітарного університету Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, Струтинский Василь Борисович, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", завідувач кафедри "Конструювання верстатів та машин" Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент, Ковальов Віктор Дмитрович, Донбаська державна машинобудівна академія, завідувач кафедри "Металорізальні верстати та інструменти", Міністерство освіти і науки України (м. Захист відбудеться 16 грудня 2002 р. о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.11 при Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м.Крім підвищення точності металообробного обладнання впровадження прогресивних гідростатичних і гідродинамічних шпиндельних опор дозволить суттєво підвищити показники динамічної якості верстатів, знизить інтенсивність шуму і вібрацій, що мають місце в процесі роботи верстатів. Виконані дослідження тісно повязані з науковими розробками, що ведуться на кафедрі конструювання верстатів та машин в рамках наукових шкіл в галузі динаміки металорізальних верстатів та гідроприводів верстатів. Метою роботи є розробка методології яка полягає в обґрунтуванні прогресивних конструктивних рішень гідростатично-гідродинамічних шпиндельних опор металорізальних верстатів на основі сформульованих теоретичних положень розрахунку статичних та динамічних характеристик підшипників, врахування особливостей конструкторського і технологічного забезпечення розробки та дослідної апробації запропонованих конструктивних рішень шпиндельних опор з підвищенними показниками жорсткості. Розробка практично орієнтованої методології розрахунку гідростатично-гідродинамічних підшипників, які включають пружно деформовані вставки, поміщені в кармани підшипника, робочі поверхні яких разом із циліндричною поверхнею шийки шпинделя утворюють несучі гідродинамічні клини. Обєктом досліджень є гідростатично-гідродинамічні опори шпиндельних вузлів металорізальних верстатів і вся сукупність факторів, що впливають на статичні і динамічні характеристики шпиндельного вузла з такими опорами та взаємозвязок цих факторів із загальними показниками точності верстата.В результаті аналізу літературних джерел встановлено, що всі методики розрахунку базуються на припущенні про ідеальну циліндричну форму поверхонь втулки підшипника та шийок шпинделя. Він полягає у неможливості сприйняття підшипником поперечно-кутових моментних навантажень в радіальних відносно осі обертання шпинделя площинах. Одним із прогресивних конструктивних рішень є гідростатично-гідродинамічна опора шпинделя, в якій моментні навантаження сприймаються гідродинамічним підшипником, а радіальні і осьові навантаження сприймаються гідростатичним і гідродинамічним підшипниками (рис.1) При поперечно-кутових переміщеннях шпинделя в радіальній площині змінюється зазор між поверхнями вставок 5, 6 і шийкою шпинделя. Експериментальні дослідження виконані на трьох різних верстатах, зокрема на верстаті КА280 з підшипниками кочення, на верстаті 16К20В виробництва московського заводу ”Красный пролетарий“, причому цей верстат має традиційні гідростатичні підшипники, та на верстаті КА280, в якості передньої опори шпинделя якого використано дослідний зразок розробленого гідростатично-гідродинамічного підшипника.Доведено, що прогресивними конструктивними схемами шпиндельних опор є опори, що включають гідростатично-гідродинамічні підшипники. Встановлено, що для дослідження шпиндельних вузлів верстатів необхідно використати спеціальну методику, яка базується на порівнянні показників жорсткості шпиндельних опор, точності обробки та динамічної якості трьох верстатів, які мають опори різних типів, а саме: підшипники кочення; гідростатичні підшипники та гідростатично-гідродинамічні підшипники. Перші гармоніки розкладу зазору в функціональні ряди враховують не лише похибки геометрії отвору, а і зміщення шийки шпинделя відносно отвору підшипника. Наявність випадкових похибок геометрії отвору підшипника приводить до виникнення відмінності характеристик жорсткості підшипника при прикладенні навантаження в двох взаємно-перпендикулярних напрямках. Гідродинамічний підшипник, утворений пружними вставками, поміщеними в кармани підшипника, суттєво поліпшує загальну характеристику жорсткості підшипника, виключає необхідність використання кольорових металів для виготовлення

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ