ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНІЧНИХ ПІДВІСІВ З ПОЗДОВЖНІМИ ГЛУХИМИ МІКРОКАНАВКАМИ ПОСТІЙНОЇ ШИРИНИ І РІЗНИМ ПРОФІЛЕМ ПО ГЛИБИНІ

  • В. І. Савуляк Вінницький національний технічний університет
  • В. О. Федотов Вінницький національний технічний університет
  • І. В. Віштак Вінницький національний технічний університет
  • А. М. Соломон Вінницький національний аграрний університет
Ключові слова: конічний підвіс, поздовжні мікроканавки, змінна глибина, східчасті мікроканавки, трикутний профіль, статичні характеристики

Анотація

Газові підвіси з поздовжніми канавками успішно використовуються у високошвидкісних шпиндельних вузлах свердлильних та шліфувальних верстатів, технологічному обладнанні з обробки кристалів і прецизійних приладах. Але невелика в’язкість і стисливість газу вимагає детального дослідження всіх факторів, які впливають на їх роботу. Надійність газових підвісів залежить від відповідності розрахункових значень підйомної сили, моменту реакції і жорсткості робочого газового шару від зовнішньої навантаження, а економічність — від витрати газу. Інженери та вчені наполегливо ведуть пошук конструкцій і методів розрахунку газових підвісів з максимальними силовими характеристиками за мінімальних витрат газу. Це досягається використанням зовнішніх дроселів, комбінації зовнішнього та внутрішнього дроселювання потоку газу. Використання ж газових підвісів з поздовжніми канавками пояснюється технологічністю їх виготовлення та високою надійністю в роботі. Але підвіси такого типу значно поступаються за своїми характеристиками підвісам з регуляторами тиску поза несучого шару газу з відносною довжиною опори l £ 3. Для поліпшення характеристик підвісів з поздовжніми канавками необхідно зменшити витрати і шкідливі кругові перетікання газу в робочому зазорі з ділянки підвищеного тиску в бік зниженого. Це досягається використанням канавок змінного профілю з максимальною глибиною канавок в зоні подачі стисненого газу для роботи газових підвісів.

Запропоновано нанесення східчастих поздовжніх мікроканавок та мікроканавок, глибина яких змінюється за лінійним законом з максимальною глибиною  на лінії наддування стиснутого газу в робочі зазори конічного підвісу, що приводить до збільшення ефективності Еε (відношення Kε*/Q*) використання конічних підвісів в шпиндельних вузлах, приладах тощо від 13,9 до 16,8 %, коли α = 2° і від 1,2 до 16,5 %, коли α = 6°, та зменшує радіальне зміщення осі вала із співвісного з корпусом положення на 17…27 % по відношенню до підвісів з мікроканавками постійної глибини (за однакового зовнішнього навантаження), що підвищує надійність роботи шпиндельних вузлів.

Профіль поздовжніх мікроканавок мало впливає на кутову та осьову жорсткості конічного підвісу і суттєво впливає на радіальну жорсткість.

Біографії авторів

В. І. Савуляк, Вінницький національний технічний університет

д-р. техн. наук, професор, професор кафедри галузевого машинобудування

В. О. Федотов, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, професор кафедри опору матеріалів та прикладної механіки

І. В. Віштак, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри безпеки життєдіяльності та педагогіки безпеки

А. М. Соломон, Вінницький національний аграрний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри харчових технологій та мікробіології

Посилання

В. О. Федотов та ін., Газові підвіси шпиндельних вузлів. Вінниця, Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2010.

А. В. Емельянов, В. А. Федотов, и В. А. Приятельчук, «Характеристики радиальных газостатических опор с двойным дросселированием газового потока,» Машиноведение, № 2, с. 97-104. 1977.

В. І. Степанчук, та В. О. Федотов, «Лінійний статичний аналіз газостатичних конічних підвісок, профільованих поздовжніми канавками,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 3 (4), с. 57-61. 1994.

С. В. Пинегин и др., Статические и динамические характеристики газостатических опор. Москва: Наука, 1982.

В. О. Федотов, В. І. Савуляк , та І. В. Віштак, «Підвищення надійності роботи шпиндельних вузлів на газових підвісах з поздовжніми канавками,» на VI Міжн. наук.-практ. конф. Проблеми довговічності матеріалів, покриттів та конструкцій, Вінниця, 2018, с. 27-29.

І. В. Віштак, та В. О. Федотов, «Напрямки наукових досліджень для покращення характеристик радіальних газових опор з внутрішньою компенсацією,» in Proceedings of the International Scientific Conference Science of the XXI century: problems and prospects of researches, Warsaw, 2017, pp. 41-46.

І. В. Віштак таі В. О. Федотов, «Електрична машина на газостатичному підвісі,» Патент України UA 102619 U F16c 32/06 HO2K 5/00, № u 2015 04323 (2015), 10.11.2015.

І. В. Віштак, та В. О. Федотов, «Газостатичний підвіс електричної машини,» Патент України UA 102617 U F16c 32/06 HO2K 5/00, № u 2015 04319 (2015), 10.11.2015.

А. А. Самарский, Разностные схемы. Москва: Наука, 1977.

А. І. Шевчук, В. О. Федотов, та В. В. Савуляк, «Статичні характеристики конічного газового підвісу з поздовжніми канавками при довільних зміщеннях вала,» Problems of Tribology, № 4, с. 107-114. 2002.

Опубліковано
2019-02-28
Як цитувати
[1]
В. Савуляк, В. Федотов, І. Віштак, і А. Соломон, ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНІЧНИХ ПІДВІСІВ З ПОЗДОВЖНІМИ ГЛУХИМИ МІКРОКАНАВКАМИ ПОСТІЙНОЇ ШИРИНИ І РІЗНИМ ПРОФІЛЕМ ПО ГЛИБИНІ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 1, с. 78-85, Лют 2019.
Номер
Розділ
Машинобудування і транспорт

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)