Определение характеристик триботехнического качества поверхности. Определение основных характеристик гидростатических подшипников. Составление трибологических моделей механических систем, страница 6

Оптимизированные формулы при L=D; l=0,1D; b=0,15D; m=1; e=0,5D

;   ;  

Рис.3.6. Радиальный ГСП без дренажных канавок (внутреннее дросселирование)

;   

;         

;  ;  ; 

;      

Оптимизированные формулы при L=D; l=0,05D; b=0,075D; D_др=6d_др=0,2D; j_др=0,25p; m=1; l=2,1; e=0,5D

;  ; 

Рис.3.7. радиальный ГСП без дренажных канавок (внешнее дросселирование)

;      

;    

;  ; 

;      

Оптимизированные формулы при L=D; l=l_др=0,1D; l_ш=0,05D; b=0,15D; m=1; e=0,5D

;  ; 

Рис.3.8. Упорный ГСП с внешним дросселированием

;  

; 

;  ; 

Оптимизированные формулы при D₄=1,5D₁; D₃=1,3D₁; D₂=1,15D₁; m=1; e=0,5D

;  ; 

Рис.3.9. Упорный ГСП с внутренним дросселированием

; 

;;

; 

; 

Оптимизированные формулы при D₄=1,5D₁; D₃=1,3D₁; D₂=1,15D₁;

D_др=4d_др=0,4(D₃-D₂); m=1; l=3,36; e=0,5D

;  ; 

4. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ

1. Шпиндельный узел заменяют эквивалентной расчетной схемой – ступенчатым валом на двух упругих опорах (рис.3.1б). Свободно опертый вал приводится к эквивалентной по жесткости балке постоянного сечения. Для этого определяются внешние нагрузки и внутренние усилия, действующие в местах изменения сечения вала (рис.3.1в). Далее моменты инерции сечений всех участков принимаются равными наименьшему из них (J₁), а внешняя нагрузка и внутренние усилия каждого участка вала уменьшаются в соответствии с отношением величины J₁ к моменту инерции сечения данного участка.

2. Определяют прогиб шпинделя, как вала, эквивалентного исходному по деформации (рис.3.1г):

,                       (4.1)

где d_ш – прогиб шпинделя, как балки на абсолютно жестких опорах, в точке приложения силы Р;

К₁=J₁/J₂ и К₂=J₁/J₃ – отношение моментов инерции сечений.

3. Жесткость шпинделя определяется как:

                                                   (4.2)

4. Рассчитывают жесткость и смещение переднего конца шпинделя в точке приложения силы Р, обусловленное податливостью ГСП (рис.3.1д):

;  ;  ,      (4.3)

где j_зп , j_пп – жесткость заднего, переднего подшипника соответственно.

Жесткость ГСП пропорциональна эффективной площади, т.е. квадрату диаметра вала, следовательно:

                                                   (4.4)

Жесткость переднего ГСП, необходимая для обеспечения работоспособности шпиндельного узла:

                                                     (4.5)

5. Рассчитывается радиальный зазор в ГСП в зависимости от жесткости при давлении смазки Р_н. Определенное значение округляют, согласно ряду предпочтительных чисел.

6. По оптимизированным формулам рассчитывают оптимальное значение вязкости масла (по суммарным энергетическим потерям), согласно принятой конструктивной схеме при КПД насосной установки h=0,5.

7. По суммарному значению зазора в ГСП (2D) рассчитываются потери мощности на вязкое трение и расход смазки.

8. При необходимости (повышенные значения потерь, расхода и жесткости) изменяют параметры геометрии, m, n или суммарного зазора и проводят расчет снова по неоптимизированным формулам, начиная с жесткости.

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

-  принятую расчетную схему ГСП, выполненную в масштабе;

-  расчет основных характеристик и геометрических параметров ГСП;

-  выводы по работе.

6. КОНТРОЛНЫЕ ВОПРОСЫ

Жесткость ГСП, чем она достигается и как обеспечивается?

Что такое демпфирование в ГСП, какие преимущества оно дает в сравнении с подшипниками качения?

Принцип работы ГСП, отличия в работе подшипников в внешним и внутренним дросселированием, с разными типами дросселей.

Что такое дроссель, типы дросселей, преимущества использования различных типов?

Дренажная канавка и ее назначение.

Нагрузочные характеристики ГСП, методика расчета жесткости.

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Лабораторная работа №3

СОСТАВЛЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Цель работы: изучение особенностей построения трибологических моделей.

Задачи работы: определить функцию трибологической системы, составить трибологическую модель и показать на схеме энергетические потоки.

1. ПОНЯТИЕ О ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ (ТС)