Экспериментальное определение подъемной силы и жесткости цилиндрических аэростатических опор, страница 3

            Рассмотрим далее влияние удаления сопел поддува от края опоры. У опоры III сопла были удалены от края на 7 мм, а у опоры V - на 15 мм. Подъемная сила этих опор приблизительно одинакова и поэтому если по конструктивным соображениям у опор аналогичных диаметров следует приблизить сопла поддува к торцу опоры на расстояние до 7 мм, то их работоспособность при этом не ухудшается. Как подтвердили экспериметы, габаритные размеры шипа и втулки в значительной степени влияют на подъемную силу опоры. Выбираются они в основном по конструктивным соображениям,  однако при этом следует придерживаться  следующих рекомендаций:

            - оптимальный диметр опоры равен    - 90 мм;

            - минимальный диаметр опоры              - 25 мм

            Действует ли зависимость. что большим диаметрам опор соответствуют большие зазоры. Так при диаметре шипа - 25 мм диаметральный зазор должен быть равен 35 мкм, при D - 40 мм ,Sд  =40 мкм, при D= 60 мм,    Sд=50 мкм и при   D=90 мм,   Sд=60 мкм

            Оптимальным отношением длины опоры к ее диметру считается 1.5 Хотя по конструктивным соображениям это отношение может быть =1. Из конструктивных и технологических соображений диаметр отверстий поддува назначается -0,3 мм.

            При больших диаметрах отверстий поддува и рекомендованных зазорах понижается жесткость опоры [64].

            Отметим, что представленные в таблицах жесткости опор необходимо при конструировании точных направляющих, в которых точность перемешения в основном зависит от жесткости опоры. Представленные в таблицах данные позволят выбрать зазоры, при которых обеспечивается наибольная жесткость.

            В процессе экспериментов с опорами № III и IV установлено, что несмотря на наличие зазоров между шипом и втулкой  соответственно 25 и 31 мкм, при подаче давления в опору наблюдалось изменение ее радиального зазора всего на 6 и 3 мкм. Это явление объясняется значительным отклонением (порядка 12 и 14 мкм) от круглости какшипа, так и втулки. После доводки этих опор и устранения указанной  погрешности формы зазора стали равны соответственно 28 и 18 мкм. Таким образом, точность изготовления опор играет важную роль в их работоспособности и отклоненение  от круглости опор не должно превышать 0,005 мм.

Заключение

            1. В результате анализа получены оптимальные параметры опор, для которых экспериментальным путем найдены значения подъемной силы и жесткости. Максимальная подъемная сила цилиндрической опоры (III и V с 12 соплами в ряду) равна 565Н при давлении подпора 0,5 МПа.

            2. Подъемная сила опор пропорциональна их площади.

            3. Найдены оптимальные диаметры зазора определенных диаметров цилиндрических опор.

            4. Установлено, что с точки зрения как функциональной, так  и технологической оптимальный диаметр сопла поддува - 0,3 мм. Увеличение диаметра сопел поддува приводит к снижению подъемной силы и жесткости опоры.

            5. Установлено, что максимальная подъемная сила достигается у цилиндрических опор с двумя рядами сопел поддува и с количеством сопел в каждом ряду равном 8.

            6. Оптимальное удаление сопел поддува от края опоры равно 1/4 ее общей длины, однако допускается ее минимальное удаление = 7 мм.

            7. Длина опоры должна лежать в диапазоне от D до 1,5 D.

            8. Установлено, что подъемная сила опор с карманами и микроканавками приблизительно одинакова. По технолргическим соображениям предпочтительней применение сопел поддува с круговыми карманами.

9. Отклонение от круглости цилиндрических опор (как шипа, так и втулки) не должно превышать 0,006 мкм.


Таблица 15.2 – Жесткость цилиндрических опор в зависимости от давления поддува

опоры

Жесткость,G в определенном диапазоне эксцентриси-тетов DЕ

Р, МПа

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

I

G,H/мкм

18

:

20

:

20

:

20

13

:

21

15

DЕ, мкм

4-14

2,5

2,5-13

3-5

5-14

2-5

6-9

9-14

2-5

5-10

10-14

II

G,H/мкм

5

8

9

13

:

16

DЕ, мкм

5-22

3-21

2-21

1-20

12

2-21

III

12 сопел

G,H/мкм

-

:

10

20

:

13

28

:

15

21

:

15

21

15

DЕ, мкм

-

4-6

6-20

20-28

4-6

6-21

21-28

3

3-18

18-28

2

2-10

10-20

20-27

III

6 сопел

G,H/мкм

3

12

8

26

10

14

45

23

11

35

25

17

:

25

DЕ, мкм

5-17

17-25

4-18

18-26

4-13

13-22

22-26

4-8

8-19

19-22

22-26

3-16

16-18

18-26

IV

G,H/мкм

8

8

10

15

9

23

13

23

DЕ, мкм

6-18

5-18

4-12

12-18

2-14

14-18

2-16

16-18

V

12 сопел

G,H/мкм

17

24

15

23

20

23

15

12

:

26

17

:

45

17

DЕ, мкм

8-16

16-23

5-12

12-18

18-22

4-6

6-14

14-24

3

4-6

6-22

2

2-6

7-24

V

6 сопел

G,H/мкм

12

10

:

17

20

30

18

38

30

19

30

28

19

DЕ, мкм

8-22

4-13

13-14

14-23

4-11

11-16

16-23

3-8

8-12

12-21

2-8

8-14

14-23