История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2022-10-11 | 40 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Газовые подшипники могут быть аэростатическими (цапфа вала у такого подшипника поддерживается воздушной подушкой благодаря непрерывному поддуву сжатого воздуха) или аэродинамическими (при работе этих подшипников воздух самозасасывается из атмосферы в торцовые зазоры подшипника, обеспечивая вращение ротора на воздушной подушке).
Газовые подшипники перспективны и экономически выгодны при частоте вращения ротора n>104 мин-1 и небольших нагрузках. Газовые подшипники применяют, например, в установках для сжижения гелия, где они работают при частоте вращения ротора n=106 мин-1; в шлифовальных станках, электрошпиндель которых вращается с угловой скоростью n=(4,5 ÷ 14,5)·104 мин-1, а пневмошпиндель с n ≈ 3·105 мин-1; в роторах центрифуг, предназначенных для получения биологических эмульсий и вращающихся с частотой до 5·106 мин-1; в отдельных деталях текстильных машин, частота вращения которых достигает 106 мин-1.
Принцип действия. Примерная эпюра давлений в подшипнике при воздушной смазке показана на рис. 15.
Рис. 15. Эпюра давлений при воздушной смазке
Такое распределение давлений по значительной части окружности способствует стабилизации ротора, повышает виброустойчивость опоры.
Особенности подшипников с воздушной смазкой:
1. Малая грузоподъемность, если нет питания под давлением, среднее допускаемое удельное давление р:
где n, мин -1.
При подаче воздуха под давлением несущая способность подшипника возрастает почти прямо пропорционально давлению. Предельная нагрузка Рmax определяется по эмпирической формуле:
Рmax=0,33рF,
где F – площадь подшипника.
2. В подшипниках на воздушной смазке может быть только два вида трения: аэродинамическое (под давлением), когда рабочие поверхности разделены воздухом, или сухое.
|
Промежуточных стадий нет, так как воздух не создает на поверхностях трения граничной пленки, как это свойственно маслам. Поэтому при переменном режиме работы, а также при пуске и остановке ротора в подшипники должен подаваться воздух под давлением, чтобы предохранить опоры от заедания. Относительный зазор Ψ≤0,001.
3. Требуется высокая точность обработки рабочей поверхности шеек опор и динамическая балансировка ротора. Поверхность шейки должна иметь твердость HRC 58-60.
Для втулок могут применяться цветные сплавы или специальные графитовые материалы с пропиткой антифрикционными материалами (свинцом, баббитом и др.).
Схема подшипника с воздушной смазкой показана на рис. 16; воздух с маслом под давлением подается в радиально расположенные карманы (а) втулки. По длине ротора их может быть один или несколько рядов, разделенных перемычками (б). Ненагруженный ротор при подаче давления в карманы располагается практически концентрично по отношению к внутренней поверхности втулки.
Рис. 16. Схема подшипника с воздушной смазкой под давлением: а – карман; б – перемычка
Под нагрузкой ротор смещается и занимает эксцентричное положение относительно втулки, чем изменяет величину радиальных зазоров. При этом ротор частично перекрывает выход воздуха из карманов, к которым он приблизился, и вызывает рост давления в этих карманах. Под давлением воздуха ротор перемещается в положение, в котором он с воспринимаемой нагрузкой уравновешивается в подшипнике.
Рабочей средой является сжатый воздух с тонко распыленным маслом (масляный туман).
Аэродинамические подшипники
В металлорежущих станках применяют сжатый воздух, прошедший очистку и стабилизацию, который под давлением не более 30 ÷ 40 Н/см2 поступает в маслораспылитель и затем в карманы подшипника с плавающим ротором.
Аэродинамические подшипники применяют в основном для особо быстроходных шпинделей малого размера, например во внутришлифовальных и сверлильных станках для обработки отверстий небольшого диаметра. Более широкое применение для шпинделей прецизионных станков с малыми нагрузками и большими окружными скоростями нашли аэростатические подшипники.
|
Аэростатические подшипники
Главные особенности аэростатических подшипников с воздушной смазкой связаны с использованием малых давлений, так как в питающей магистрали после очистки и стабилизации давление воздуха не превышает 30-40 Н/см2. Другие особенности опор с воздушной смазкой связаны с малой вязкостью воздуха и склонностью шпинделя на воздушных опорах к потере устойчивости. Основным средством повышения устойчивости опор является уменьшение объема воздуха в карманах, а также применение специальных способов подвода воздуха – поддува.
Конструктивное оформление аэростатических подшипников скольжения предусматривает использование жесткого цельного втулки-вкладыша (рис. 17) с системой ввода воздуха под давлением по концам, а при коротких подшипниках иногда и в среднюю часть втулки. Часто руководствуются соотношением l=0,11L, а длину подшипника выбирают в пределах:
L=(1 ÷ 1,5)D.
Диаметр отверстий поддува принимают 0,2 ÷ 0,3 мм, а величину диаметрального зазора ограничивают значением:
Δ=(0,0002 ÷ 0,0004)D.
Рис. 17. Схема конструкции аэродинамического подшипника
Число z отверстий поддува, по экспериментальным данным, целесообразно выбирать с учетом зависимости:
где z – число отверстий, с округлением в большую сторону до ближайшего целого числа и с условием, что число z отверстий поддува не должно быть менее трех; D – диаметр шейки шпинделя, в мм.
Отверстия поддува целесообразно соединять кольцевой канавкой треугольного профиля и небольшой глубины, что повышает грузоподъемность и жесткость примерно в 1,5 раза.
Глубину профиля канавки выбирают на основе зависимости:
где L – длина подшипника; h = Δ/2 – толщина щели.
Объем воздуха в канавках должен быть в 4-5 раз меньше, чем объем воздуха в рабочем пространстве зазора.
Динамические характеристики опор с воздушной смазкой связаны с появлением и возможным развитием колебаний, которые связаны с некруглостью шейки шпинделя и остаточным дисбалансом шпинделя и связанных с ним деталей. Как показала практика, основными способами устранения вредного влияния колебаний является повышение точности размеров и формы шейки шпинделя и тщательная балансировка шпиндельного узла вместе с комплектом сопряженных деталей.
|
Плоские направляющие скольжения с газовой смазкой. Конструктивное оформление аэростатических направляющих (рис. 18) для прямолинейного и кругового движения основано на разделении всей рабочей поверхности на несколько карманов (секций) с независимым подводом и распределением воздуха. Карманы и распределительные канавки выполняют небольшими по объему из-за опасности потери устойчивости и самовозбуждения интенсивных колебаний.
Рис. 18. Схема конструкции плоской аэростатической направляющей
Обычно применяют канавки небольшой глубины и треугольного профиля для обеспечения устойчивости при объеме воздуха в канавке в 4-5 раз меньше объема воздуха в щели опоры.
Глубину профиля канавки выбирают на основе зависимости:
где В – ширина подшипника; h – толщина щели.
При значительной ширине опоры используют канавки замкнутой формы, объединяющей несколько отверстий.
Опыт эксплуатации аэростатических направляющих в станках подтверждают целесообразность применения для этих направляющих карманов простейшего вида (рис. 19, а-в). Геометрические размеры можно выполнять, учитывая примерные зависимости: а=0,5а1; а1=0,15В; а2=2а1.
Рис. 19. Форма карманов для аэростатических направляющих
Воздух через дросселирующее отверстие (d=0,2 ÷ 0,8 мм) подводится к центру канавки под избыточным давлением 20 ÷ 40 Н/см2 после очистки и стабилизации давления воздуха от пневмосети.
Грузоподъемность аэростатических опор определяют на основе закона распределения давлений в зазоре. Условие неразрывности воздушного потока и допущение о том, что истечение происходит только в поперечном направлении, дают возможность определить подъемную силу опоры с одной канавкой:
где fp(k) – коэффициент, зависящий от характеристики опоры;
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!