Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: spindle units

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Poprzeczne łożyska hydrostatyczne w zespołach wrzecionowych obrabiarek

Przybył R.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2003

Z. 322

5-189

Przedmiotem rozważań przedstawionych w pracy są poprzeczne łożyska hydrostatyczne przeznaczone dla wrzecion obrabiarek. Poddano analizie właściwości łożysk z wypływem jednokierunkowym, o dowolnej liczbie komór rozmieszczonych równomiernie na obwodzie panwi. Komory są ograniczone progami o stosunkowo małej szerokości. Łożyska są zasilane olejem o stałym ciśnieniu. Założono, że olej jest cieczą newtonowską, nieważką i nieściśliwą. Olej dopływa do komór poprzez stałe dławiki. Przepływ przez dławiki może być dowolny: laminarny, turbulentny lub pośredni. Natomiast przepływ przez szczeliny łożysk jest laminarny. Temperatura oleju w dławikach może być inna niż w szczelinach łożyska. Uwzględniono ruch obrotowy i skośne ustawienie czopa względem panwi. Siły obciążające łożysko mogą być statyczne lub dynamiczne. Składowe tych sił są dowolnie usytuowane względem komór. Opracowano metodykę określania zastępczej charakterystyki dławików o różnych rodzajach przepływu. Na podstawie analizy matematycznej sformułowano równania ruchu osi czopa, które obowiązują w granicach przyjętych uproszczeń. Przedstawiono analizę udziału sił tarcia płynnego we wspomnianych równaniach. Obliczono przemieszczenia czopa spowodowane działaniem obciążenia statycznego. Określono warunki stateczności łożyska. Zamieszczono wyniki badań doświadczalnych trzech zespołów wrzecionowych. W zakresie badanych parametrów uzyskano zadowalającą zgodność doświadczeń z teorią. Zaprezentowano metodę numerycznego obliczania przemieszczeń czopa obciążonego siłami statycznymi dla pełnego zakresu przemieszczeń względnych, przy równoległym i skośnym ustawieniu czopa i panwi. Przedstawiono algorytm obliczeń i schemat blokowy programu komputerowego. Badaniom komputerowym poddano trzy łożyska ze wspomnianych wcześniej zespołów wrzecionowych. Liczba komór w tych łożyskach była równa 4 i 6. Potwierdzono przydatność opracowanego programu do obliczania przemieszczeń czopa i ciśnień w komorach. Wykazano, że możliwe jest rozszerzenie granic ważności uproszczonych warunków równowagi czopa, uzyskanych w wyniku analizy matematycznej. Granice te można przesunąć z š15 % do š30 % szczeliny promieniowej. Podkreślono, że w tym zakresie zależność przemieszczeń czopa od obciążenia można uznać za liniową. Na podstawie badań komputerowych wykazano, że w pewnych warunkach ciśnienie w komorach łożyska może wzrosnąć powyżej ciśnienia zasilania. Zwrócono uwagę na niebezpieczeństwo spadku ciśnienia w komorze poniżej ciśnienia otoczenia. Stwierdzono, że wpływ skośnego ustawienia czopa na jego przemieszczenia liniowe i ciśnienia w komorach jest niewielki, ale zagadnienie to wymaga dalszych badań. Wyniki badań analitycznych, doświadczalnych i komputerowych wskazują, że położenie czopa w poprzecznym łożysku hydrostatycznym, wyposażonym w komory, zależy od działania hydrostatycznego, którego przyczyną jest ciśnienie oleju doprowadzonego z zewnątrz i od działania hydrodynamicznego, wywołanego przez ruch obrotowy czopa. Tak wiec łożysko takie należy traktować jako hybrydowe: hydrostatyczno-hydrodynamiczne. Wprowadzono pojęcie wskaźnika charakteru działania łożyska. Wskaźnik ten pozwala określić, kiedy dopuszczalne są uproszczenia pozwalające uwzględnić w obliczeniach tylko działanie hydrostatyczne lub tylko działanie hydrodynamiczne. W obszarze pracy, w którym wspomniane uproszczenia są niedozwolone, trzeba brać pod uwagę zarówno efekty hydrostatyczne, jak i ruchowe czyli hydrodynamiczne. We wnioskach końcowych wskazano na pożądane kierunki dalszych badań.

Hydrostatic journal bearings designed for machine-tool spindles are discussed in the thesis. Analysed are the properties of bearings with unidirectional outflow of oil and any number of recesses regularly distributed on the circumference of the bearing bush. The recesses are limited by lands of a relatively small width. The bearings are supplied with oil at a constant pressure. In the study, the oil was assumed to be a Newtonian fluid that was both weightless and incompressible. The oil flows into the recesses through fixed restrictors. The flow of oil through the restrictors may be laminar, turbulent, or intermediate. However, the flow through the gaps of the bearing is laminar. The temperature of the oil in the restrictors may be different from that in the bearing gaps. Taken into account was the rotary motion and skew position of the shaft in relation to the bearing bush. The forces loading the bearing may be static or dynamic. The components of the forces are optionally located with respect to the recesses. Methods were developed for determining the equivalent characteristics of restrictors of various types of flow. Equations of the journal axis motion, valid within the assumed limitations, were formulated on the basis of mathematical analysis. Presented is an analysis of the liquid friction components of the equations. Calculated were the displacements of the journal due to static loads. Determined were the conditions of stability of the bearing. The results of the experimental tests of three spindle units are presented. A good conformity of the experimental results with the theory was obtained for the tested parameters. A method is presented for numerical calculation of the displacements of a statically loaded journal for the full range of relative displacements at a parallel and a skew position of the journal and the bush. An algorithm of the calculation and a block diagram of the computer program are presented. Subjected to computer analysis were three bearings of the aforementioned spindle units. The number of recesses in these bearings was 4 or 6. Confirmed was the suitability of the developed program for calculation of the journal displacements and pressures in the recesses. It is shown that the validity of limits of the simplified conditions of journal equilibrium, based on mathematical analysis, can be extended from š15% to š30% of the radial gap. It is underlined that in these limits the relationship between journal displacement and load can be regarded as linear. On the basis of the computer analysis it is shown that under certain conditions pressure in a bearing recess can rise above the supply pressure. Attention is drawn to the dangerous possibility of pressure drop in a recess below the ambient pressure. It was found that the effect of skew position of the shaft on its linear displacements and pressures in the recesses is inconsiderable, but the problem requires further investigation. The analytical, experimental and computer results indicate that the position of the shaft in a hydrostatic journal bearing provided with recesses is dependent on the hydrostatic action generated by the pressure of the externally supplied oil and on the hydrodynamic action generated by the rotary motion of the shaft. Therefore, a bearing of this type should be regarded as a hybrid, hydrostatic/hydrodynamic bearing. Introduced was the concept of an index of the character of bearing operation. The index permits to determine when calculation reduced to the hydrostatic or to the hydrodynamic action, alone, is admissible. In area where such reduced calculation is inadmissible, both the hydrostatic effect and the hydrodynamic effect have to be taken into account. In the final conclusions suggestions are included regarding the desirable directions of further investigation.