Способ определения параметров нагрузки в радиальных газостатических опорах

 

Использование: в машиностроении для определения параметров радиальных газостатических подшипников при несимметричной нагрузке. Сущность изобретения: на противоположных торцах опоры измеряют минимальные (максимальные) рабочие зазоры между цапфой вала и втулкой опоры. Далее определяют векторы радиального перемещения осевой линии вала на торцах в середине опоры и угол между осевой линией вала и втулки опоры. По полученным данным осуществляют геометрическое построение векторов радиальной нагрузки и приложенного момента. 2 ил.

/ т.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (ч}5 F 16 С 32/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ св фчЬ. 1ит ч."" а в нрт. 1 д ! д тсл атчаат

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664036t27 (22) 20,03.89 (46) 15.07.92, Бюл, ь 26 (71) Владимирский политехнический институт (72) В.В,Гавшин (53) 621,822.5(088.8) (56) Опоры скольжения с газовой смазкой

/Под ред. С.А,Шейнберга, M.; Машиностроение, 1979, с. 302, рис. 156, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАГРУЗКИ B РАДИАЛЬНЫХ ГАЗОСТАТИЧЕСКИХ ОПОРАХ

Изобретение относится к точному машино- и приборостроению и может быть использова (о при эксплуатации устройств с подвижным элементом, поддерживаемым, например, радиальной газастатической опорой (и невмоподвесом).

Известен способ подготовки к работе гибридной опоры скольжения с поворотным вкладышем, включающий подачу смазки в рабочий зазор и установку вкладыша по отношению к нагрузке при минимальной температуре смазки.

Известен способ регулирования работы гибридной опоры скольжения, в которой при определении действия нагрузки вкладыш также поворачивают, измеряя при этом мощность, затрачеиную на вращение вала, и фиксируют в положении, соответствующем минимуму затрачиваемой мощности.

Применение этих способов для определения параметров нагрузки газостатических опорах неприемлемо, так как у этих опор потери на трение =в 10 раз меньше, чем у 0fl0p с жидкой смазкой. (. Ж 1747748 А1

2 (57) Использование: в машиностроении для определения параметров радиальных газостатических подшипников при несимметричной нагрузке. Сущность изобретения: на противоположных торцах опоры измеряют минимальные(максимальные) рабочие зазоры между цапфой вала и втулкой опоры.

Далее определяют векторы радиального перемещения осевой линии вала на торцах в середине опоры и угол между осевой линией вала и втулки опоры. По полученным данным осуществляют теометрическое построение векторов радиальной нагрузки и приложенного момента. 2 ил.

Наиболее близким к предлагаемому яв- (Я ляется способ определения радиальной симметричной нагрузки. включающий подФч ачу газа в рабочий зазор, измерение минимальнрго (максимального) значения упомянутого зазора. определение вектора радиального смещения продольной оси ва° апай ла по отношению к продольной оси втулки опоры и значения радиальной нагрузки. фь

Недостатком указанного способа является невозможность определения парамет- с,4 ров несимметричной нагрузки (радиальной ф, и момента перекоса).. р

Целью изобретения является повышение точности опредепвнип параметров нагрузки и улучшения эксплуатацйонных качеств тихоходных и невращающихся радиальных газостатических опор.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения вектора радиальной симметричной нагрузки, заключающемся в подаче газа в рабочий зазор и измерении минимального (максимального) значения зазора, измеряют минимальные

1747748 (максимальные) зазоры на противоположных торцах опоры, определение векторов радиальных смещений продольной осй вала осуществляется на противоположных торцах опоры и в средней части опоры и по полученным данным. осуществляют геометрическое построение векторов радиальной нагрузки и момента, На фиг.1 изображена схема устройства, с помощью которого осуществлялась экспериментальная проверка предлагаемого способа; на фиг.2 — направления и значения векторов, В газостатическую радиально-торцовую опору, состоящую из втулки 1 и подшипников 2, помещается вал 3. Втулка 1, устанавливается в сборную обойму, состоящую из двух, соединенных между собой, квлец 4 и 5 и содержащую шарикоподшипники 6 и 7, уплотнительное кольцо 8 и штуцер 9, служащий для подвода воздуха.. . Обойма с помощью стойки 10 устанавливается на платформу 11, снабженную регулировочными винтами 12. К платформе креп::;;ся два оптических устройства 13, с помощью которых определяется относи- тельное положение вала 3 (измеряются минимальные или максимальные зазоры на торцах опоры). Втулка 1 также может занимать различные относительные положения, поворачиваясь с помощью передачи 14 в шарикоподшипниках 6 и 7. Эти положения контролируются фиксатором, Устройство работает следующим образом.

При подаче в опору воздуха вал 3 занимает определенное положение, зависящее от направления и вида внешней нагрузки, которая осуществлялась действием на вал установленных определенным образом электромагнитов (не показаны). Если действует только радиальная нагрузка, то измеренйые мийимальные (максимальные) зазоры на противоположных торцах опоры

; будут находиться в одной плоскости с линией действия нагрузки, При действий на вал комбинированной нагрузки — радиальной, и момента переноса измеренные на противоположных торцах минимальные (максимальные) рабочие зазоры находятся в разных плоскостях, Принимая за центр приведения главного вектора и главного момента внешних сил центр симметрии вала и независимость согласно линейной теории радиального перемещения и углового отклонения, определяем геометрически, как показано на фиг.2, направления и значения векторов радиального (поступательно) и углового смещения вала, а соответственно, направления главного вектора (радиальной нагрузки) и главного момента (момента перекоса) внешних сил, На фиг.2 обозначено;

5 2 — вектор радиального смеи ения

\ вала — вектор радиального смещения соответственно правого торца и левого торца опоры:

10 / п/ = ho - 11мин, 1 Q = ho - Ьлин, где ho — средний радиальный зазор при концентричном положении вала; армян п(л) cooTBGTcTsBHHQ минимальный зазор правого и левого торцов опоры, 15 ) ь,— (и( у = — угол переноса вала;

1 -длина вала, a; P — углы направления радиальной (64) и моментной (M) нагрузок.

20 Проведена экспериментальная проверка способа на однорядном радиальном пневмоподвесе со следующими параметрами: 1/D = 1; Р = 4 10 м; питатели — кольце-2 вые диафрагмы N = 6; d = 5 10 м; h< = 32

-4

25 мкм; Р = 1,08 10 Нlм, Расчеты коэффициентоврадиальной и угловой жесткости Ке =

1,5 ° 10" H/M; Ky= 200 Нм, Экспериментальные значения параметров нагрузки составили соответственно: У4 = 1,8 Н; М = 0,1 нм.

30 Далее с помощью передачи 14 поворачиваем втулку на угол так, чтобы ось питателя и найденная линия действия радиальной нагрузки находились в одной продольной симметрии. При таком расположении питателя несущая способность опоры увеличивается

10-15%, т.е. то же значение радиального смещения вала достигается при большой нагрузке, равной расчетной 04 =2 Н, а следовательно, улучшаются эксплуатационные качества опоры.

Предлагаемый способ позволяет также построить векторные диаграммы смещения

"вала и выбрать наиболее оптимальный режим работы опоры.

Формула изобретения

Способ определения параметров нагрузки в радиальных газостатических опорах, включающий подачу газа в рабочий зазор, измерение минимального (макси50 мал ьного) значения упомянутого зазора, определение вектора радйального смещения продольной оси вала по отношению к продольной оси втулки опоры и радиальной нагрузки, о л и ч а ю шийся тем, что, с целью

55 повышения точности определения при воздействии несимметричной относительно середины опоры нагрузки в тихоходных и невращающихся опорах и улучшения эксплуатационных качеств опоры, измерение

1747748

Составитель B. Гавшин

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор А.Осауленко

Редактор E.Êîï÷à

Заказ 2486 Тираж Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям й-открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 минимальных (максимальных) зазоров осуществляют на противоположных торцах опоры, определение векторов радиальных смещений продольной оси вала осуществляют на противоположных торцах опоры в средней части опоры и по полученным данным осуществляют геометрическое построение векторов радиальной нагрузки и момента.