Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
А- АБ АВ АГ АД АЗ АК АЛ АМ АН АП АР АС АТ АУ АФ АЦ АЭ

Аэростатическая опора

 
Аэростатические опоры бывают цилиндрическими, коническими и сферическими. Чаще всего применяются цилиндрические аэростатические опоры.
Аэростатические опоры применяют в приборах, которые воспроизводят точное вращение, например, в кругломерах в качестве опор вращающегося шпинделя или стола. В этом случае радиальное биение оси вращающегося элемента составляет 0 01 мкм.
Шлифовальный шпиндель ЭНИМС на подшипниках с воздушной смазкой. Аэростатические опоры применяют при необходимости максимального снятия сил трения, главным образом в приборах, испытательных устройствах, прецизионных машинах при невысоких скоростях. В этих опорах вал поддерживается воздушной подушкой в результате непрерывного поддува сжатого воздуха извне. По эксплуатационным свойствам эти опоры близки к гидростатическим, но имеют еще меньшие силы трения. Недостатками этих опор являются возможность аварий из-за прекращения подачи или сильного понижения давления сжатого воздуха.
Аэростатические опоры являются основными элементами тележки и состоят из двух Дисков: несущего верхнего ( неподвижного) и нижнего ( подвижного) с отверстиями для прохода воздуха.
Аэростатическая опора.| Коэффициент нагрузочной способности аэростатической опоры 160. Грузоподъемность аэростатических опор определяют на основе закона распределения давлений в зазоре.
Несущая способность аэростатических опор, в частности сопротивляемость ударным нагрузкам, значительно ниже, чем гидростатических. Однако, они обладают гораздо меньшим коэффициентом трения и вследствие малой величины зазоров ( 2 - 10 мкм) обеспечивают высокую точность центрирования. Несущая способность аэростатических опор ( в противоположность гидростатическим) возрастает с повышением температуры вследствие увеличения вязкости воздуха с ростом температуры.
Аэростатическая опора. При расчете аэростатических опор обычно определяют подъемную силу Р и жесткость G.
Переходные процессы при подът h HKM еме и опускании на аэростатических опорах. Динамические характеристики аэростатических опор и направляющих значительно ниже характеристик гидростатических направляющих. Демпфирующая сила в первом приближении пропорциональна вязкости смазочной среды, а так как вязкость масла индустриального 45 примерно в 10 000 раз больше вязкости воздуха, то соответственно различается и демпфирование. Амплитудно-частотные характеристики колебаний узлов на аэростатических направляющих фиксируют резонансные пики преимущественно в диапазоне частот 50 - 150 Гц. В закрытых направляющих амплитуда вынужденных колебаний обычно значительно меньше, чем амплитуда колебаний в открытых направляющих.
Дроссели пористого типа.| Геометрия рабочих поверхностей аэростатической опоры. а - плоская. 6 - цилиндрическая. в - коническая. г - сферическая. Рабочие поверхности аэростатических опор по геометрической конфигурации могут быть следующих видов ( рис. 4.33): плоские ( прямолинейные, круговые, кольцевые); цилиндрические; конические; сферические.
Наиболее распространены в приборостроении аэростатические опоры. Основное их преимущество по сравнению с другими опорами - крайне малый момент трения при сравнительно больших нагрузках, а также высокая точность центрирования, отсутствие изнашивания, усреднение геометрических погрешностей рабочих поверхностей и дефектов их обработки.

Все большее распространение получают гидростатические и аэростатические опоры и направляющие, а также направляющие качения. Гидростатические направляющие используют для станков с повышенной точностью и станков с ЧПУ.
При проектировании узлов на аэростатических опорах стремятся обеспечить их максимальную жесткость. Для этого определяют из конструктивных и технологических соображений минимальную величину зазора. D - диаметр, мм) с округлением до целого числа в большую сторону, причем число отверстий не должно быть меньше трех. Подшипники и подпятники изготавливают из бронзы или графита для исключения задиров рабочих поверхностей при их контакте.
Для надежной работы гидростатических и особенно аэростатических опор необходимы тщательная защита от загрязнений, устройства аварийной безопасности и высокая надежность системы питания. При открытом расположении подшипники качения являются единственно пригодными опорами.
Задняя бабка станка установлена на аэростатической опоре, что значительно снизило давление при ее перемещении и износ направляющих станины. Верхние и нижние направляющие станины закалены, они так же, как ходовой винт и вал, надежно защищены от попадания мелкой стружки и пыли.
Задняя бабка станка установлена на аэростатической опоре, что значительно снижает давление при ее перемещении и изнашивание направляющих станины. Форма передней призматической направляющей станины выбрана с углами, обеспечивающими более равномерное распределение износа по граням направляющих. Верхние и нижние направляющие станины закалены; они, так же как и ходовой винт и валик, надежно защищены от попадания мелкой стружки и пыли.
Задача создания транспортных устройств на аэростатических опорах с гибким основанием стала весьма актуальной для многих производств.
Сжатый воздух подается из пневмосе-ти в аэростатические опоры, и транспортируемый Груз поднимается вместе с тележкой да небольшое расстояние от пола.
Схемы AGO с жестким основанием и соответствующие им эпюры давлений в зоне воздушной подушки. В различных отраслях промышленности для внутрицеховых транспортных средств в основном применяют аэростатические опоры с эластичной диафрагмой.
Приведенный метод расчета тягового усилия пригоден при нагрузке, равнораспределенной по аэростатическим опорам. Если же нагрузка, приходящаяся на каждую AGO, различна, то тяговое усилие подсчитывают для каждой AGO в отдельности, после чего результат суммируют.
В последнее время для внутрицехового транспорта особенно успешно применяют устройства на аэростатических опорах с гибким основанием.
Приведенный метод расчета тягового усилия пригоден при нагрузке, равно распределенной по аэростатическим опорам. Если же нагрузка, приходящаяся на каждую АСО, различна, то тяговое усилие подсчитывают для каждой АСО в отдельности, после чего результат суммируют.
В конструкции шпиндельного узла, разработанного в ЭНИМС ( рис. 173), помимо аэростатических опор предусмотрен также привод шпинделя от воздушной турбинки с системой автоматического регулирования для обеспечения достаточно жесткой механической характеристики привода. Гамма из четырех типоразмеров шпинделей подобного рода обеспечивает 20 - 300 тыс. об / мин шлифовального круга.
Гидростатические направляющие в сочетании с аэростатическими направляющими могут найти применение в тех случаях, когда аэростатические опоры выполняют вспомогательные функции уплотняющих устройств или служат для силового замыкания.

Точность вращения обеспечивают опоры всех типов, однако за счет эффекта усреднения первоначальных погрешностей изготовления гидростатические и аэростатические опоры при той же исходной точности способны обеспечить более высокую точность вращения шпинделя.
В устройствах активного контроля на станках применяют обычно схемы манометрического типа, принцип действия которых подобен аэростатическим опорам. При изменении зазора между измерительным соплом и контролируемой деталью изменяется сопротивление на выходе воздуха и соответственно изменяется давление в измерительной камере.
Подвижный элемент располагается над магнитной плитой с практически постоянным зазором ( 15 - 20 мкм), что обеспечивается аэростатической опорой - воздушной подушкой. Тяговая сила таких двигателей может создаваться двояко: взаимодействием магнитного поля постоянных магнитов подвижного индуктора с фазными обмотками, уложенными в его пазы; с использованием индукторного принципа, когда неподвижная зубчатая плита играет роль пассивного индуктора, а фазные обмотки расположены на подвижном якоре - головке.
Схема балансировки кругов при многокруговой наладке. 1 - 5 -порядковые номера кругов. в - тяжелая часть круга. Отклонение от крутости опор шпинделя передней бабки менее влияет на отклонение формы поперечного сечения заготовки, если шпиндель установлен на гидро - или аэростатических опорах ( вместо подшипниковых опор), так как в этом случае жесткость шпинделя увеличивается до 20 Н / мкм и более. Шероховатость Ra поверхностей, обработанных на таких станках, не превышает 0 04 мкм. В особо-точных станках источники тепла и вибраций ( гидростанцию с приводом, баки и узлы подачи и очистки СОЖ) выносят за пределы базовых узлов и вводят устройство, благодаря которому температура нагрева смазочного материала не превышает допустимых значений и зазоры в опорах шпинделей соответствуют расчетным.
Схемы шлифования несущих центров деталей. Отклонение от круглости опор шпинделя передней бабки менее влияет на отклонение формы поперечного сечения заготовки, если шпиндель установлен на гидро - или аэростатических опорах ( вместо подшипниковых опор), так как в этом случае жесткость шпинделя увеличивается до 20 Н / мкм и более. Параметр шероховатости Ra поверхностей, обработанных на таких станках, не превышает 0 04 мкм. В особо точных станках источники тепла и вибраций ( гидростанцию с приводом, баки и узлы подачи и очистки СОЖ) выносят за пределы базовых узлов и вводят устройство, благодаря которому температура нагрева смазочного материала не превышает допустимых значений и зазоры в опорах шпинделей соответствуют расчетным.
Типовые схемы пневмосистем устройства на АСО. АСО, как правило, выполняют из дюритовых шлангов ( ГОСТ 10362 - 76) внутренним диаметром dy8 - - 18 мм в зависимости от типоразмера аэростатической опоры.
Повышение геометрической точности путем внедрения высокожестких направляющих качения, гидро - и аэростатических направляющих прямолинейного и кругового перемещений, сверхпрецизионных радиальных и осевых опор качения новых конструкций для шпинделей, а также гидродинамических, гидростатических и аэростатических опор, применения винтовых пар качения и гидростатических винтовых пар в последних звеньях кинематических цепей механизмов подач. Повышается также точность изготовления деталей, сопряженных с подшипниками.
В металлорежущих станках пневматические приводы используют для выполнения операций загрузки и закрепления заготовок, включения и выключения рабочих движений режущего инструмента, для торможения рабочих органов станка при их остановке, освобождения и удаления заготовок со станка, для аэростатических опор и направляющих и выполнения других функций.
Весьма высокую грузоподъемность в широком диапазоне изменения нагрузок обеспечивают подшипники качения. Наименьшие нагрузки выдерживают аэростатические опоры из-за малых давлений в системе питания.
Аэростатические опоры бывают цилиндрическими, коническими и сферическими. Чаще всего применяются цилиндрические аэростатические опоры.
Даны сведения о транспортных устройствах на воздушной подушке щелевого тина для внутрицехового транспортирования грузов. Рассмотрены основные узлы аэростатической опоры с эластичной диафрагмой. Изложены рекомендации по расчету и результаты экспериментальных исследований и эксплуатации транспортных устройств на воздушной подушке. Проанализирована экономическая эффективность применения этих устройств.
Даны сведения о транспортных устройствах на воздушной подушке и их применении для транспортно-техничееких операций. Рассмотрены конструкции основных узлов аэростатических опор с эластичной диафрагмой, приведены методы расчета и результаты экспериментальных исследований. Проанализирована экономическая эффективность применения этих устройств.

Круг, смонтированный на оправке, устанавливают на опоры - цилиндрические валики или янс-ки. Более точную балансировку проводят на аэростатических опорах. В этом случае оправка с кругом легко проворачивается под воздействием крутящего момента 1 10 - 5 Н м, что в 7 и 40 раз меньше момента, выводящего из состояния покоя круг с оправкой, соответственно, на цилиндрических валиках и дисках. Перемещая компенсирующие грузы в кольцевых пазах планшайбы, добиваются, чтобы круг в любом положении на опорах оставался неподвижным. Рекомендуется выполнять централизованную балансировку кругов на станках мод.
Комбинированные опоры, разработанные в Московском станкоинструментальном институте, успешно зарекомендовали себя в качестве опор шпинделей различных станков даже при вертикальном их расположении. Важным положительным свойством гидростатических и в меньшей мере аэростатических опор является их управляемость.
Направляющие выполняются из гранита или диабаза, обладают хорошими антикоррозийными свойствами, малым коэффициентом теплопроводности и линейного расширения. Для облегчения перемещения кареток и уменьшения коэффициента трения применяют аэростатические опоры, регулирующие скорость перемещения кареток в широком диапазоне, или прецизионные шариковые подшипники.
Наиболее точными являются станки для шлифования с продольной подачей вращающейся детали или с планетарным движением шпинделя шлифовальной бабки при неподвижной детали ( рис. 3, в, г), К первым относят станки типа ДК-01С ( ВПО Техника, г. Владимир), ко вторым - станок мод. На станках типа ДК-01С шпиндель бабки изделия вращается на аэростатических опорах, а круг совершает вращательное и осциллирующее перемещения вдоль образующей конуса. Отклонение от крутости обработанных на этих станках конических отверстий составляет 0 3 - 0 5 мкм, отклонение от соосности двух центровых отверстий на длине 100 мм - 1 - 5 мкм.
Это название связано с тем, что внешняя нагрузка на опору уравновешивается равнодействующей аэростатических сил избыточного давления в зоне воздушной подушки. В различных отраслях промышленности для внутрицеховых транспортных средств в основном применяют аэростатические опоры с эластичной диафрагмой.
Способы создания предварительного натяга подшипников качения. Подшипники с воздушной смазкой применяются в двух исполнениях. Первое - с использованием аэродинамических давлений при больших скоростях вращения и второе в виде аэростатических опор с большим избыточным давлением подводимого к ним воздуха.
Схемы установок для осевого биения дисков. Для контроля осевого биения ОМД применяют два способа: контактный и бесконтактный. Контролируемый диск / закрепляют с тарированным усилием в специальном приспособлении, установленном в опорах скольжения, качения или аэростатических опорах. Это приспособление позволяет вращать диск в процессе контроля с небольшим числом оборотов. Стойка 4, несущая датчик, обеспечивает подвод его к контролируемой поверхности, установку на заданном расстоянии и перемещение в радиальном направлении.
Воздух через дросселирующее отверстие ( d - 0 2ч - 0 8 мм) подводится к центру микроканавки под избыточным давлением 2 - 4 кгс / см2 от пневмосети. Питание от отдельного компрессора высокого давления применяют пока редко, хотя при этом можно существенно повысить жесткость и виброустойчивость аэростатических опор.
Несущая способность аэростатических опор, в частности сопротивляемость ударным нагрузкам, значительно ниже, чем гидростатических. Однако, они обладают гораздо меньшим коэффициентом трения и вследствие малой величины зазоров ( 2 - 10 мкм) обеспечивают высокую точность центрирования. Несущая способность аэростатических опор ( в противоположность гидростатическим) возрастает с повышением температуры вследствие увеличения вязкости воздуха с ростом температуры.
Для обеспечения требуемой плоскостности и шероховатости поверхностей диска в пределах 0 02 - 0 04 мкм ( Ra) при принятой кинематической схеме точения торцов суммарная погрешность перемещения резца относительно обрабатываемой плоскости не должна превышать 0 2 мкм. Поэтому токарную обработку ведут на станках высокой точности со следующими характеристиками: радиальная жесткость шпиндельного узла - не менее 100 Н / мкм; осевая - не менее 200 Н / мкм; осевое биение шпинделя-0 0002 мм, радиальное - 0 0010 мм; непрямолинейность перемещения каретки суппорта в горизонтальной плоскости - не более 0 003 мм; допустимая величина вибрации в системе СПИД во время работы станка: двойная амплитуда - не более 0 2 мкм, частота вибрации - - не более 20 Гц. Особенностью данных станков является наличие шпинделя на аэростатических опорах и стола на аэростатических направляющих. Для получения на обрабатываемых дисках поверхностей высокого качества соблюдают особые условия эксплуатации. Характеристики колебаний станка, установленного на пневмоопорах, не должны превышать следующих максимальных значений: а) колебание пола у станка при включенном соседнем оборудовании - 1 2 мкм; при выключенном - 0 9 мкм; б) колебание станины при работающем станке - 1 8 мкм; в) радиальные колебания планшайбы в режиме алмазного точения - 4 - 4 5 мкм, из них чисто динамические колебания - 1 8 - 2 4 мкм; г) осевые колебания планшайбы в режиме алмазного точения - 0 6 - 0 9 мкм, из них чисто динамические колебания: в режиме точения - 0 45 мкм, в режиме холостого хода - 0 5 мкм.
Для улучшения эксплуатационных свойств и повышения долговечности в механизмах приборов применяют газовые опоры. Их несущим элементом является газовая подушка, расположенная в зазоре между цапфой и подшипником. В зависимости от способа создания несущей подушки газовые опоры делятся на аэродинамические и аэростатические. Аэродинамические опоры работают только при больших скоростях скольжения. В этих опорах несущая подушка создается избыточным давлением, возникающим внутри слоя смазочного материала в наиболее узкой части зазора между цапфой и подшипником. В аэростатических опорах несущая подушка создается избыточным давлением подаваемого газа.
В цилиндрическом вкладыше / просверлены один или два ряда отверстий поддува а. Воздух под давлением р из камеры б поступает к отверстиям поддува и затем в микроканавку в. Из микро-канавки воздух распространяется в среднюю зону и к торцам подшипника, а затем выходит в окружающую атмосферу. В зависимости от длины подшипника может быть одна линия поддува, расположенная посередине, или две, расположенные по краям подшипника. Габаритные размеры цапф вала 2 и подшипника выбирают по конструктивным соображениям. Радиальный зазор с выбирают равным 0 01 - 0 05 мм. Опыт использования аэростатических опор показал, что число отверстий в линии поддува должно быть не менее трех. Чем меньше диаметр цапфы вала и больше нагрузка на вал, тем больше должно быть отверстий в линии поддува. Меньшие значения d выбирают при меньших зазорах. При меньших зазорах удается повысить жесткость и подъемную силу опоры, однако при этом значительно усложняется технология обработки подшипника.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11