Динамические свойства гидростатических подшипников металлорежущих станков и средства их коррекции

• Автор: Чернов, Иван Александрович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Виды шпиндельных опор
1.2. Сравнительные испытания различных конструкций ШУ
1.3. Анализ шпиндельных опор жидкостного трения
1.3.1. Анализ существующих конструкций
1.3.2. ГСП с деформируемыми перемычками
1.3.3. Анализ схем управления Г СП 3 О
1.3.4. Анализ методов коррекции динамического качества
1.4. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГСП
2.1. Разработка математической модели ГСП
2.2. Линеаризация модели и вывод передаточных функций
2.3. Компьютерное моделирование динамических процессов в ГСП
2.4. Приближенный метод расчета ГСП
2.5. Исследование динамического качества ГСП корневыми методами 57 ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГСП. ДИНАМИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ГСП
3.1. Определение динамических характеристик для исследуемых вариантов ШУ на ГСП
3.2. Влияние вариации параметров ГСП на динамическое качество
3.3. Методы коррекции динамического качества ГСП
3.3.1. Корректирующие средства и принципы их синтеза по ЛАЧХ
3.3.2. Выбор параметров динамической коррекции САР по асимптотическим ЛАЧХ
3.3.3. Методы динамической коррекции САР ГСП
3.3.3.1. Коррекция с помощью геометрической емкости
3.3.3.2. Подключение гидравлической емкости параллельно карманам ГСП
3.3.3.3. Подключение гидравлической емкости между противолежащими карманами
3.3.3.4. Подключение ЫС-цепей между карманами ГСП

3.3.3.5. Подключение дросселей параллельно карманам ГСП
3.3.3.6. Подключение дросселей между противолежащими карманами
3.3.3.7. Общая оценка способов коррекции
3.3.4. Определение динамических показателей исследуемых вариантов ГСП при ЯС-коррекции
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ГСП
ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТАХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Выбор вариантов схем управления
4.2. Исходные данные для динамического исследования
4.3. Результаты статического расчета
4.4. Исследование динамических характеристик
4.4.1. Соответствующие вариации математической модели
4.4.2. Вывод передаточной функции и структурной схемы
4.4.3. Анализ ЛАЧХ и ЛФЧХ
4.4.4. Динамический анализ при введении ЯС-коррекции
4.5. Выбор оптимальных вариантов
4.6. Рекомендации по техническому исполнению устройств корректирующей ЯС-цепи
4.7. Анализ полученных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ П.3.1
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время отечественное станкостроение переживает сложный период, вследствие чего объем выпуска станков по сравнению с промышленно развитыми странами имеет очень низкие показатели. Удовлетворение спроса промышленности на станки осуществляется главным образом за счет их импорта. Высококачественное станочное оборудование поступает в Россию в основном из европейских стран, США и Японии.
Повысить темпы производства новых станков на данный момент не представляется возможным. В то же время увеличивать объем импорта станков не является экономичным. Таким образом, одной из важных и актуальных задач, стоящих перед российским станкостроением, является модернизация действующего парка станков, повышение их быстроходности, нагрузочной способности, виброустойчивости и точности. В настоящее время для этого имеется достаточное количество квалифицированных специалистов, однако недостаточно отработаны доступные методики, поэтому данная диссертация, посвященная разработке методов расчета и проектирования подшипниковых узлов для приводов главного движения, имеет особое значение для отечественного станкостроения.
Одним из наиболее эффективных средств на пути совершенствования металлорежущих станков (MPC), повышения их производительности и точности является улучшение качества конструкций отдельных узлов и, в частности, шпиндельных устройств (приводов главного движения), являющихся одним из важнейших составных элементов любого металлорежущего станка. Для этой цели кроме совершенствования шпиндельных опор на традиционных видах подшипников качения перспективным в настоящее время является использование и других типов опор, прежде всего гидростатических подшипников (ГСП) (особенно для.шпиндельных узлов тяжелых станков) [5, 49]. При этом износ опор шпинделя практически полностью исключается, кроме того, существенно

уменьшаются, что практически исключает возможность его применения на практике станкостроения.
6. Подключение дросселей между противолежащими карманами (рис.1.15). Статическая жесткость и нагрузочная способность снижаются также многократно, что делает такой способ коррекции неприемлемым для ГСП.
7. Изменение сопротивления ЯДр дросселей настройки. При R',[p □ 7?Др переходный процесс САР становится неколебательным, при этом снижение статической жесткости и нагрузочной способности САР существенно и недопустимо. А при значении 7?Др близком к 7?др или больше его, динамическое качество
исследуемой САР существенно не меняется.

Рис. 1.14. Расчетная гидравлическая схема ГСП при подключении дросселей параллельно карманам