Совершенствование гидростатических шпиндельных опор и направляющих металлорежущих станков

• Автор: Шатохин, Сергей Станиславович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Общая характеристика работы

1. Актуальность, проблематика и задачи работы

1.1. Актуальность применения гидростатических шпиндельных

опор и направляющих в металлорежущих станках

1.2. Анализ известных технических решений и проблематики совершенствования гидростатических шпиндельных опор
1.3. Анализ известных технических решений и проблематики совершенствования гидростатических направляющих

1.4. Цель и основные задачи диссертационной работы

2. Гидростатические шпиндельные опоры с активно подвижной втулкой

2.1. Анализ технических решений и выбор объекта исследования

2.2. Методика и результаты теоретического исследования статических характеристик
2.4. Методика и результаты теоретического исследования динамических характеристик
2.5. Методика и результаты экспериментального исследования
2.6. Основные выводы по результатам раздела
3. Определение оптимальной податливости гидростатических шпиндельных опор
3.1. Методика расчета оптимальной податливости шпиндельных опор токарных станков
3.2. Способ адаптивного управления размерной настройкой токарных станков с гидростатическими опорами шпинделя
3.3. Выбор оптимальной податливости адаптивных гидростатических шпиндельных опор

3.4. Основные выводы по результатам раздела
4. Незамкнутые гидростатические направляющие
с однопоточными плавающими плунжерными регуляторами активного нагнетания рабочей жидкости
4.1. Анализ технических решений и выбор объекта исследования
4.2. Методика и результаты теоретического исследования нагрузочных и расходных характеристик
4.3. Методика и результаты экспериментального исследования
4.4. Основные выводы по результатам раздела
5. Замкнутые гидростатические направляющие
с двухпоточными плавающими плунжерными регуляторами активного нагнетания рабочей жидкости
5.1. Анализ технических решений и выбор объекта исследования
5.2. Методика и результаты теоретического исследования нагрузочных и расходных характеристик
5.3. Основные выводы по результатам раздела
Заключение. Общие результаты и выводы
Список использованных источников
Приложение

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Повышение точности и производительности обработки на металлорежущих станках является актуальной научно-технической проблемой машиностроения. Для прецизионных и тяжелых металлорежущих станков одним из эффективных путей её решения является использование гидростатических шпиндельных опор и направляющих, которые обладают более высокой точностью, нагрузочной способностью и виброустойчивостью, чем другие типы шпиндельных опор и направляющих.
Перспективны, но недостаточно разработаны и исследованы адаптивные гидростатические шпиндельные опоры с активно подвижной втулкой при пассивном или активном нагнетании рабочей жидкости, а также замкнутые и незамкнутые адаптивные гидростатические направляющие со встроенными плавающими регуляторами активного нагнетания рабочей жидкости. Они могут иметь нагрузочную характеристику с большим диапазоном отрицательной податливости, что позволяет существенно уменьшить влияние упругих деформаций технологической системы станка на точность обработки.
В диссертационной работе представлены результаты развития исследований и разработок, выполненных по данному научному направлению в Красноярском государственном техническом университете (КГТУ), Сибирском федеральном университете (СФУ) и Сибирском государственном аэрокосмическом университете им. академика М.Ф. Решетнёва.
Цель и основные задачи работы
Целью диссертационной работы является улучшение технологических возможностей металлорежущих станков путем использования гидростатических шпиндельных опор и направляющих нового поколения, имеющих технологичную конструкцию и лучшие технические характеристики.
Для этого в работе поставлены следующие основные задачи:
1. Теоретически и экспериментально исследовать радиальные гидростатические шпиндельные опоры с активно подвижной втулкой, предло-

стомера на эксплуатационные характеристики опоры и в более широких пределах варьировать жесткость и демпфирующую способность подвеса при оптимизации эксплуатационных характеристик опоры. Роль эластомер-ных перегородок подвеса активно подвижной втулки сводится, в основном, к герметизации управляющих камер.
На рисунке 2.4 показана радиальная гидростатическая шпиндельная опора с активно подвижной втулкой, которая имеет раздельное нагнетание рабочей жидкости в несущие карманы 8 и в управляющие камеры 11. Особенностью этой опоры является возможность регулировать её податливость в широких пределах за счет независимого изменения давления Рт, рабочей жидкости, подводимой в управляющие камеры через входные дросселирующие сопротивления 12. Другая особенность заключается в том, что рабочая жидкость в несущие карманы нагнетается под давлением Рш через внешние входные дросселирующие сопротивления 6 и из управляющих камер через радиальные каналы 7, выполненные в средней окружной перемычке, разделяющей два кольцевых ряда несущих карманов [128].
Рисунок 2.4 - Гидростатическая шпиндельная опора с активно подвижной втулкой и раздельной схемой пассивного нагнетания рабочей жидкости в несущие карманы и управляющие камеры.