Рис. 1. Конструктивная схема {а) и динамическая модель шпиндельного узла на опо
рах с газовой смазкой при упругодемпферном креплении подшипниковой втулки
^в-^во + (У в о ’ -Уио > «в - + ^в ( Л о - -■^’по’ ^в’ "%> =
= ЪРу{т^,т^)-,
^ п ^ п о + ' ^ в ( - ^ в о - '' п О > - Т ' в - Т ' п ) + ^ п (^ п О - '> 'п ) + ' * в < - ' ^ в о ’
^ п о ’ - '^ в - 'Ў п ) > 'Ў п ) = 0 ;
^ п > п о + ^ в (- - > ^ в о - - > ^ п о > - “ в ’ “ п> • ' ^ n ( > 'n O > V ^ К < - \ о ’ К о ’
— a , a ) + / z ) = 0 ; в ’ п '^•^по п ^ ’
^ в \ - - 'в^ « в + S ( ^ВО’ - ^ п о ’ Т'в ’ -Т'п ) + \ ( ^ в о " ""п о >
7в ■ Ўп > =
^ в “ в + - ^ в ‘ ^'^в + ^в (> 'в о - ->^п о’ « в • - V + ^ (-^ в о - - У п о •
“ в ’ - “ п )
^п>п + ^ в ( - ^ в о - ^ п о ’ - Т 'в ’ Т'п) + ^ п ( ^ п О - 1 ' п ) ‘* ' ' ' в ( Ч о > ^ п о >
Л ’ ' ? п ) + ^ п ( ^ п о - ' ? п ) = 0 ;
^ п « п + ^ в ( - > ’во ’ >'по > - “ в > « п ) + ‘ ^ п (> 'п о - « п )
- ^ п о ' - « в ’ “ п) + ^ п ( 4 о - “ п ) = 0 >
^во
0,07 мкм
10 11
Рис, 2. Диаграмма влияния градиента фаз векторов остаточных дисбалансов в двух плоо- костях коррекции на виброактивность роторной системы при 12 расчетных частотах враг
щения ротора:
• , о - радиальные колебания ротора соответственно в опорах 1 и 2; ў , V - векторы наименьшего влияния соответственно в опорах i и 2
плоскости (п) » ^в (п) “ углы отклонения оси вала (подшипника) в
XOZ
иYOZ\
- суммы проекций векторов дисбалансов от неуравновешенных масс на оси координат; - эква-
121
хориальный и полярный моменты инерции вала (подш ипника); ( т.
V^2>>
» ^2^ “ суммы моментов векторов дисбалансов от неуравновешен
ных масс относительно осей координат.
Исследуем влияние градиента фаз векторов дисбалансов от одинаковых неуравновешенных масс и т ^ в плоскостях/-/и//-//на колебания ротора в опорах / и 2. Методика исследования и математическое обеспечение описаны в работе [1] . Амплитудные значения радиальных колебаний ротора в обеих опорах определялись при 12 выбранных значениях частот его вращения в диа
пазоне 100...1670 с " ^ . Частоты вращения, параметры шпиндельного узла и уп
ругие характеристики газового слоя приняты такими же, как в работе [1] , что обеспечило сопоставимость результатов исследований динамических моде
лей шпиндельного узла при двух конструктивных исполнениях: с жестким и упругодемпферным креплением подшипниковой втулки. Бьши использованы также упругие характеристики резиновых колец из нитрильного каучука 1М17, полученные в [6] для данного типоразмера и сходных условий эксплуа
тации изделий (табл. 1) . Остальные параметры модели приведены ниже:
/3-10^ = 7 4 ,6 м;
= 74,6 м;
/3-10^ = 18,5 м;
М^ЛО^
= 7 3 ,0 2 кг;/„.10^ =0 ,2 1 7 кг«м^
2 „ о П01 Т/.Т, ,.,2
/ ^ .10^ = 0,021 кг-м
Результаты исследований представлены на вектор-диаграмме (рис. 2 ).
Расположение векторов наименьшего влияния остаточной неуравновешеннос
ти для различных частот вращения ротора изменилось по сравнению со схемой узла с жестким креплением подшипниковой втулки. Наименьшие значения амплитуд колебаний ротора в опоре / для частот вращения, обозначенных ус
ловно цифрами 1- 8, достигались при градиенте фаз равном тг/4. С ростом скорости вращения ротора оптимальный градиент фаз
р
постепенно увеличивается до 7Г при
п
= 1670 с’ Ч Характер изменения угловой координаты вектора наименьшего влияния для опоры 2 иной. Если на более низких частотах оптимальный градиент фаз
^
увеличивается с тг/2 ( « = 100, 230, 370 с” ^) до37г/ 4 (п — от 440 до 790 с“ ^ ), то на частотах свыше 800 с” ^ отмечается убыва
ние оптимального градиента фаз до нуля. Изменилось также и соотношение Табл. 1. Упругие характеристики резиновых опор подшипниковой втулки
при расчетных значениях частот вращения ротора
Расчетный Номер ступени частоты вращения
параметр
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
« , с” ^ 100 230 370 440 530 590 660 700 750 790 1000 1670
Н/м 3,8 4,4 3,9 3,6 3,8 3,6 3,7 3,8 3,5 3,4 3,4 3,3
1,4 0,9 0,7 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3
Н<с/м
уровней колебаний роторной системы в опорах 7 и 2 по сравнению с первой схемой. За счет выбора рационального значения градиента фаз
^
при одинаковых неуравновешенных массах в двух плоскостях коррекции достигается снижение виброактивности рассматриваемой роторной системы в несколько раз. Применение упруго демпферного подшипника позволило уменьшить так
же уго л между векторами наименьшего влияния остаточной неуравновешен*
ности для опор 7 и 2. Так, практически во всем рассматриваемом частотном диапазоне уго л между ними не превышает тг/2 (значения 1—11) , а во многих случаях (значения 1—З и 9 —11) равен тг/4.
Таким образом, обоснованный выбор градиента фаз способствует повы
шению эффективности балансировки роторной системы с упругодемпферным креплением опор.
ЛИ ТЕ РА ТУРА
1 . К о н о в а л о в И.В. Выбор оптимального градиента фаз векторов остаточных ди
сбалансов ротора с учетом внешнего дисбаланса от инструмента // Машиностроение. - Мн., 1987. - Вып. 13. - С. 108-114. 2. П а у э л л, Т е м п е с т. Исследование высоко
скоростных машин с воздушными подшипниками на резиновых кольцах // Пробл. трения и смазки. - 1968. - № 4. - С. 40 -49 . 3. К а з и м е р с к и й 3 . , Я ж е ц к и й К. Устой
чивость газостатических подшипников на упрзл’их опорах: Экспресс-информ. - М., 1980. - Вып. 25, Детали машин. - С. 6 -1 5 . 4. Б о ф е р и Д .А., Д и с с э й Д.М. Повыше
ние устойчивости работы воздушного подшипника с внешним наддувом с помощью кау
чуковых колец (экспериментальное исследование)// Пробл. трения и смазки. - 1980. -
№ 1. - С. 73-79. 5 . К е л ь з о н А.С. Динамика жесткого ротора, вращающегося в двух упругих опорах // Учен. зап. Ленинград, высш. инженер, мор. уч-ща им. адм. С.О. Мака
рова. - 1958. - Вып. 10. - С. 41 -60 . 6. К а з и м е р с к и й 3., Я ж е ц к и й К. Граница устойчивости упругоопертых гибридных газовых радиальных подшипников // Пробл.
трения и смазки. - 1979. - № 4. - С. 63-70.
Резание матфиалов и режущий инструмент
Д о в н а р С.С. Наклеп обрабатываемого резанием металла как фактор стимулиро
вания поверхностных разрушений...3 К у п е р В.М. Теоретическая оценка сил при ортогональном резании...7 М и х а й л о в М.И. Контактные напряжения на опорной грани режущей пластины сборного инструмента... 11 П о п о к Н.Н., Н о в о с е л о в Ю.А, Устройство для измерения температуры реза
ния с использованием пластинчатых термоэлектродов ... 17 К а ш т а л ь я н И. А. , К о ч е р г и н А.И. Температура резания при модулированном изменении подачи... 20 Т и м а ш к о в В.Д., К о м а р о в О.С., У р б а н о в и ч Н.И. Обрабатываемость ре
занием литых гильз из высокохромистых Чугунов... 23 Д а н и л о в В. А. Повышение стойкости инструментов с круглыми режущими плас
тинками... 26
Я ц у р а Е.С., К и р п и ч е н к о И.А., Т и л и г у з о в Г.В. Снижение виброактив
ности прерывистого шлифования за счет обеспечения рациональных геометрических парат
метров и н стр ум ен та... 31
К о т о в А.М .,Х о д ы р е в И.В. Повышение стойкости инструментов немоноэнерге- тическим потоком ускоренных и о н о в ...33 Б е л я е в а Г.И., К о ч е р г и н А.И. Влияние некоторых физико-механических свойств стали на ее обрабатываемость резан и ем ... 35 К у з ь м и ч е в Г.П., Г р и г о р ь е в А.М., К л е ц к о в Е.Л., Я н о в и ч И.П., Т у- р о м ш а В.И. Определение прочности инструмента методом голографической интерферо
метрии... 36 Технология машиностроения
Б е л я е в Г.Я., Я р о ш е в и ч А. А. Влияние поверхностного пластического дефор
мирования и материала ролика на шероховатость обработанной поверхности... 41 Д е ч к о М.М. Выбор представительных параметров шероховатости поверхности ме
тодом компонентного анализа... 43 М е д в е д е в А.И., К а н е М.М., С а в ч е н к о Н,И. Изменение остаточных напря
жений на поверхности зубьев колес в зависимости от режимов зубофрезерования. . . . 46 А б у г о в А.Л ., Б а р ш а й И.Л. Остаточные напряжения в поверхностном слое деталей после иглофрезерования... 48 Ш а г у н В.И. Шаг резьбы М 16 X 2 в стали 45 в зависимости от условий резьбообработ^
ки...50 К о р н и е в и ч М.А. Влияние углов заточки ш некового сверла на разбивку и увод оси о т в ер с т и я ...55 К а з а к о в С.Н. Выбор СОЖ и метода правки абразивного круга для врезного пред
варительного шлифования валов с плазменными покры ти ям и ... .. ... 58 Д ь я к о в И.И., П ы ш к и н Б.Е., Б е л и ц к а я А.И., С у ш к о А .А . Перспективы использования безотходной технологии образования охлаждающих поверхностей. . . . 62 Б у г а е в А .А. Формообразование и макрогеометрия кольцевых деталей при холод
ной торцовой раскатке... 65 СОДЕРЖАНИЕ
124
А в с е е в и ч О.И., С и н ь к е в и ч Ю.В., Г о л о в к и н а Е.Я., Т е р е х о в С.Н., Р о м а н ч у к С. И. Расчет толщины парогазовой оболочки при электроимпульсном поли
ровании м еталлов ... 68 Г р и ц у к В.Д., Е р е м е н к о М.Л. Разрезка углепластика алмазными отрезными кругам и... 71 С е р и к о в а Л.И., З а в о л о к и н Н.С., К и с е л е в а Т.Н., Б о г д а н о в и ч Ф.А.
Определение уровня безопасности технологических процессов в машиностроении. . . . 75 К о р о л ь к о А. А. , В а с и л е в и ч В.И. Особенности оценки эффективности ре
монтного производства промышленных предприятий... 76 Технология нанесения покрытий
Ч а ч и н В.Н., К а р д а п о л о в а М.А., С п и р и д о н о в Н.В., Д е в о й н о О.Г., Л а 3 н о в В.К. Снижение трещинообразования в покрытиях деталей при их локальной обработке с плавлением поверхности. ... 79 К а л е д и н Б. А. Выбор управляемых факторов при исследовании процессов напы
ления методом априорного ранжирования... 84 К о б я к о в О.С., Г и н з б у р г Е.Г., Е р м о л е н к о Л.М. Исследование износо
стойких покрытий из термореагирующих порошковых материалов... 92 Я р м а к Ю.Ю. Влияние процесса плакирования высокодисперсных частиц на свойств ва порошка и плазменных покры ти й ... 96 С т а ш е в с к а я Е.Н. Анализ свойств покрытий после их испытаний на термичес
кую у ст а л о ст ь ...101 Б е л я е в Г.Я., Д р о з д о в С.С., К о в а л е в с к и й В.Н., К о л ч а н о в Э.А., М и ш к и н а М.А., О р л о в В .Г . Применение лазерного излучения для предварительной обработки штамповой оснастки при электроискровом леги рован и и ... 103 С а к о в и ч А .А . Повышение износостойкости деталей с покрытиями, наплавленны
ми и упрочненными термомеханической о б р а б о т к о й ... 105 Ю м ш т ы к Г.М. К расчету температуры нагрева цилиндрических деталей при упроч
нении в вакуум е... 107 Механизмы и детали машин
К л е в з о в и ч В.И. Особенности сборки и монтажа шариковых винтовых механиз
мов для станков с ЧПУ... 112 Н а т а л е в и ч А.Н., С к о й б е д а А.Т. Уточнение расчета передач зубчатым рем
нем ... 115 К о н о в а л о в И.В. Особенности оптимизации градиента фаз векторов остаточных дисбалансов роторной системы при упругодемпферном креплении о п о р ...119
Научное издание МАШИНОСТРОЕНИЕ
Выпуск 14
Заведующий редакцией В.Г. Самарина Редактор Э.Я. Капрова Младший редактор ТЖ Крючкова Художественный редактор И,А, Демковский
Технический редактор Л.И. Счисленом.
Корректор З.Б. Звонарева Оператор И.В. Скубий