Улучшение характеристик гидростатических направляющих для металлорежущих станков на основе применения плавающих регуляторов активного нагнетания смазки
Диссертация
В Сибирском федеральном университете (СФУ, г. Красноярск) разработаны, исследованы и защищены патентами РФ гидростатические шпиндельные опоры нового поколения, особенностью которых является компактная и технологичная модульная конструкция, отсутствие несущих карманов, использование встроенных плавающих регуляторов активного нагнетания смазки, которые непосредственно взаимодействуют со шпинделем… Читать ещё >
Содержание
- Основные обозначения, используемые в работе
- 1. Актуальность применения и научная проблематика совершенствования гидростатических направляющих
- 1. 1. Применение гидростатических шпиндельных опор и направляющих в металлорежущих станках
- 1. 2. Основные’тенденции совершенствования гидростатических направляющих
- 1. 3. Методология исследования гидростатических направляющих
- 1. 3. 1. Математическое моделирование
- 1. 3. 2. Статические характеристики
- 1. 3. 3. Динамические характеристики.'
- 1. 3. 4. Многопараметрическая оптимизация
- 1. 4. Целевые установки и основные задачи работы
- 2. Конструкции и нагрузочные характеристики гидростатических направляющих с встроенными плавающими регуляторами
- 2. 1. Незамкнутые гидростатические направляющие
- 2. 1. 1. Конструктивные варианты
- 2. 1. 2. Математическое моделирование
- 2. 1. 3. Алгоритм и программа вычислений
- 2. 1. 4. Исследование нагрузочных характеристик
- 2. 2. Замкнутые гидростатические направляющие
- 2. 3. Комбинированные гидростатические направляющие
- 2. 1. Незамкнутые гидростатические направляющие
Список литературы
- Интернет-ресурс: http://www.stankoinform.ru/.
- Бушуев, В.В. Гидростатическая смазка в станках / В. В. Бушу ев // 2-е изд., перераб. и доп. -М: Машиностроение, 1989. 176 с.
- Бушуев, В.В. Многопоточный регулятор для замкнутых гидростатических опор тяжелых станков / В. В. Бушуев, O.K. Цыпунов //Станки и инструмент. 1983. — № 8. С. 9−13.
- Бушуев, В.В. Гидростатические опоры с адаптивным управлением системой питания / В. В. Бушуев, O.K. Цыпунов //Станки и инструмент. -1987. — № 1. С. 12−13.
- Свидетельство РОСПАТЕНТа № 2 003 610 237 от 22.01.2003 об официальной регистрации программы для ЭВМ. Интегрированная компьютерная среда моделирования, расчета, исследования и проектирования конструкций с газостатическими опорами (СИТО) / В. А. Коднянко.
- Пикалов, Я.Ю. Конструкции и характеристики адаптивных гидростатических шпиндельных опор с плавающим регулятором нагнетаниясмазки / Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин, В. Г. Демин // Журнал СТИН № 5. Москва, 2006. С. 18−22.
- Демин, В.Г. Минимизация тепловых деформаций планшайбы с гидростатическими направляющими: токар.-карусел. станки. / В. Г. Демин, Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин // Журнал СТИН № 5. Москва, 2006. С. 18−22.
- Пикалов, Я.Ю. Динамические характеристики адаптивной гидростатической шпиндельной опоры с плавающим кольцевым регулятором / Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин // Вестник Ассоциации выпускников КГТУ № 2. Красноярск, 2007. С. 141−148.
- Пат. 2 260 722 РФ на изобретение, кл. F 16 С 17/18, 32/06. Гидростатический подшипник / С. Н. Шатохин, Я. Ю. Пикалов. № 2 004 108 298/11- Заявлено 22.03.2004- Опубл. 20.09.2005, Бюл. № 26.
- Пат. 2 259 268 РФ на изобретение, кл. В 23 Q 1/38, F 16 С 32/06. Регулятор для гидростатических опор / В. Г. Демин, С. Н. Шатохин, Я. Ю. Пикалов. № 2 004 126 826/11- Заявлено 06.09.2004- Опубл. 27.08.2005, Бюл. № 24.
- Пат. 2 280 789 РФ на изобретение, кл. F 16 С 32/06. Гидростатический подшипник / A.C. Курзаков, Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин, В. Г. Демин. № 2 005 105 153/11- Заявлено 24.02.2005- Опубл. 27.07.2006, Бюл. № 21.
- Пат. № 2 325 565 РФ на изобретение, кл. F 16 С 32/06, В 23 Q 1/38. Гидростатическая опора / В. Г. Дёмин, Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин. № 2 006 132 937/11- Заявлено 13.09.2006- Опубл 27.05.2008, Бюл. № 15.
- Пат. 43 488 РФ на полезную модель, кл. В 23 Q 1/00. Стол с круговыми гидростатическими направляющими планшайбы / Я. Ю. Пикалов, В. Г. Демин, С. Н. Шатохин, A.C. Титов. № 2 004 126 551/22- Заявлено 06.09.2004- Опубл. 27.01.2005, Бюл. № 3.
- Пат. 52 618 РФ на полезную модель, кл. F 16 С 32/06. Гидростатический подшипник / С. Н. Шатохин, Я. Ю. Пикалов. № 2 005 132 111/22- Заявлено 17.10.2005- Опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10.
- Ярошенко, С.А. Повышение нагрузочных и скоростных характеристик шпиндельных узлов с гидростатическими подшипниками: Дис.канд. техн. наук / С. А. Ярошенко. Красноярск, 1994. 171 с.
- Зайцев, В.П. Шпиндельные адаптивные гидростатические подшпники-преобразователи: Дис.канд. техн. наук / В. П. Зайцев. Красноярск, 1990. 198 с.
- Курзаков, A.C. Разработка радиальных аэростатических опор с плавающими регуляторами: Дис.канд. техн. наук / A.C. Курзаков. Красноярск, 2002. 201 с.
- Шатохин, С.Н. Опоры скольжения с внешним источником давления / Сборник работ под общ. ред. С. Н. Шатохина. Красноярск, 1974. 160 с.
- Пат. 2 244 385 РФ на изобретение, кл. 7 F 16 С 32/06, 17/18. Гидростатический подшипник / A.C. Курзаков, С.Н. Шатохин- Заявлено 17.07.2001- Опубл. 27.08.2003, Бюл. № 24.-
- Пат. 2 208 723 РФ на изобретение, кл. 7 F 16 С 32/06, 17/18. Гидростатический подшипник / A.C. Курзаков- Заявлено 07.06.2001- Опубл. 20.07.2003, Бюл. № 20.-
- Пат. 1 530 854 СССР, МКИ 16С32/06. Гидростатический подшипник / С. Н. Шатохин, В. П. Зайцев, С. А. Ярошенко. Заявл. 1987 // Открытия. Изобретения. — 1989. Бюл. № 47.
- Пикалов Я.Ю. Адаптивные гидростатические шпиндельные опоры с авторотацией плавающего регулятора: конструкции, методы расчета и оптимизация: Дисс.канд. техн. наук. / Я. Ю. Пикалов. Красноярск, 2007. 147с.
- Шатохин, С.Н. Расчет и минимизация потерь мощности в гидростатических подшипниках / С. Н. Шатохин // Журнал Станки и инструмент № 9. Москва, 1989. С. 16−19-
- Шатохин, С.Н. Апериодическая устойчивость и статические характеристики гидростатических опор с отрицательной податливостью / С. Н. Шатохин, А. Ф. Коробейников // Опоры скольжения с внешним источником давления. Красноярск, 1977 — Вып. 2. С. 57 — 70.
- Шатохин, С.Н. Влияние высокой частоты вращения на эксплуатационные характеристики адаптивного гидростатического подшипника / С. Н. Шатохин, С. А. Ярошенко //Проблемы машиностроения и надежности машин. — 1990. № 2. С. 38−43.
- Шатохин, С.Н. Расчет и оптимизация шпиндельных узлов с гидростатическими подшипниками / С. Н. Шатохин // Станки и инструмент. 1983, № 7.-С. 15−16-
- Коробейников, А.Ф. Разработка и исследование гидростаитческих опор отрицательной податливости для станков с адаптивным управлением: Дис.канд. техн. наук / А. Ф. Коробейников. Москва, 1978. 147 е.-
- Курешов, В.А. Гидростатические опоры с активной компенсацией расхода и их комплексное использование в шпиндельных узлах токарных станков: Дис.канд. техн. наук/В.А. Курешов. Москва, 1981. 149 е.-
- Пикалов, Ю.А. Адаптивные аэростатические опоры в шпиндельных узлах станков: Дис.канд. техн. наук / Ю. А. Пикалов. Красноярск, 1987. 235 е.-
- Секацкий, B.C. Исследование точностных характеристик шпиндельных гидростатических подшипников прецизионных станков: Дис.канд. техн. наук / B.C. Секацкий. Тула: Тульский политехнический институт, 1986. 246 с.
- Коднянко, В.А. Технология и компьютерная среда атоматизации моделирования, расчета и исследования газостатических опор: Дис.докт. техн. наук / В. А. Коднянко. Красноярск, 2005. 331 е.-
- Коробейников, А.Ф. Динамические характеристики замкнутой гидростатической опоры с отрицательной податливостью / А. Ф. Коробейников // Опоры скольжения с внешним источником давления. -Красноярск, 1977. -Вып. 2. С. 99−110
- Шатохин С.Н. Универсальная форма записи основных соотношений гидродинамической теории смазки / С. Н. Шатохин // Опоры скольжения с внешним источником давления: Межвузовский сборник научных трудов / Вып.2. Красноярск, КрПИ, 1977.-С.5−18.
- Шатохин, С.Н. Расчет и оптимизация нагрузочных характеристик шпиндельных узлов с гидростатическими подшипниками / С. Н. Шатохин // Станки и инструмент. 1987. -№ 3. С. 13 — 14.
- Коднянко В.А. Информационная технология и компьютерная среда моделирования, расчета и исследования газостатических опор / В. А. Коднянко //Красноярск, 2007. 250 с.
- Пат. 322 251 СССР на изобретение, кл. В 23 q 1/02. Регулятор для гидростатических опор / Ю. А. Сухолуцкий, Б. Г. Лурье, Г. А. Левит, Е. М. Якир.- Заявлено 20.06.1970- Опубл. 30.11.1971, Бюл. № 36.
- Бушу ев, В. В. Системы питания с адаптивным управлением для шпиндельных гидростатических опор / В. В. Бушуев, O.K. Цыпунов, В. А. Павлов //Станки и инструмент. 1990. — № 7. С. 10−14.-
- Бушуев, В.В. Системы питания с адаптивным управлением для гидростатических направляющих / В. В. Бушуев, O.K. Цыпунов //Станки и инструмент. 1991. -№ 6. С. 19−22.-
- Бушуев, B.B. Состояние и тенденции развития гидростатических опор в тяжелых станках / В. В. Бушуев //Станки и инструмент. 1983. — № 10. С. 11−15.-
- Бушуев, В.В. Автоматическое регулирование толщин масляного слоя в гидростатических направляющих тяжёлых станков / В. В. Бушуев, O.K. Цыпунов //Станки и инструмент. 1982. — № 9. С. 15−18.-
- Пат. 497 122 СССР, МКИ В 23 q 1/02. Регулятор для гидростатических опор / Ю. А. Сухолуцкий, Б. Г. Лурье, Г. А. Левит — Заявл. 27.01.1972, опубл. 30.12.1975. Бюл. № 48.
- Баласаньян, B.C. Расчет радиальных аэростатических подшипников / B.C. Баласаньян // Журнал Станки и инструмент № 4. Москва, 1983. С. 19−21-
- Пешти, Ю. В. Газовая смазка / Ю. В. Пешти // Учебник для вузов. -М.: Изд-во, МГТУ, 381с.-
- Шиманович, М.А. Разработка и применение гидростатических опор в металлорежущих станках / М. А. Шиманович // Сб. науч. тр., НИИМаш. М., 1972 г. 92 с.
- Левин, М.А. О методе расчета гидростатодинамических опор с произвольной системой компенсации расхода смазки / М. А. Левин // Машиноведение. 1985. — № 6. С. 82−89.
- Демидович, Б.П. Основы вычислительной математики / Б. П. Демидович, И. А. Марон //М.: Физматгиз, 1963, 659 с.
- Вержбицкий, В.М. Основы численных методов / В. М. Вержбицкий // М.: Высш. шк., 2005. 840 с.
- Демидович, Б.П. Численные методы анализа / Б. П. Демидович, И. А. Марон, Э. З. Шувалова // М.: Наука, 1977, 831 с.
- Крылов, В.И. Вычислительные методы высшей математики / В. И Крылов, В. В. Бобков, Монастырный П. И. // М.: Вышэйш. школа, 1972, 584 с.
- Прохоров, A.M. Математический энциклопедический словарь / A.M. Прохоров и др. // Москва научное издательство, «Большая российская энциклопедия», 1995, 847 с.
- Шиманович, М.А. Нагрев смазки гидростатических опор / М. А. Шиманович // Станки и инструмент. 1973. — № 11. С. 14−17.
- Гладков, JI.A. Генетические алгоритмы / JI.A. Гладков, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 320 с
- Бессекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования / В. А. Бессекерский, Е. П. Попов //М., «Наука», 1972. 768 с.
- Федосьев, В.И. Сопротивление материалов / В. И. Федосьев // М., «Наука», 1970. 544 с.
- Решетов, Д.Н. Детали и механизмы металлорежущих станков /Под ред. Д. Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1972 Т. 1 — 664 с. — Т. 2−520 с.
- Ингерт, Г. Х. Потери мощности в высокоскоростных гидростатических подшипниках/ Г. Х. Ингерт, В. П. Глебкин, Г. И. Айзеншток //Станки и инструмент. 1987. — № 4. — с. 20 — 22.
- Пуш, A.B. Шпиндельные узлы: качество и надежность / A.B. Пуш // М.: Машиностроение, 1992. 288 с.
- Левин, М.А. Влияние перекосов вала на рабочие характеристики гидростатических опор тяжелых машин / М. А. Левин //Вестник машиностроения. 1987. — № 3. С. 11−14.
- Петров, Н.А. Состояние и перспективы развития технологии и оборудования для сверхпрецизионной обработки / Н. А. Петров //. Аналитический обзор. М.: ВНИИТЭМР. — 1991. 44 с.
- Пуш, А. В. Повышение точности шпиндельных узлов на гидростатических опорах / А. В. Пуш // Станки и инструмент. 1978. — № 5. С. 13−16.
- Пуш, А. В. Оптимизация шпиндельных узлов на опорах скольжения / А. В. Пуш // Станки и инструмент. 1987. — № 7. С. 12−16.
- Шенк X., Теория инженерного эксперимента / X. Шенк // Москва: «Мир». 1974. 383 с.
- Шиманович, М.А. Разработка и применение гидростатических опор в металлорежущих станка / М. А. Шиманович // М.: НИИМаш, 1972. — 92 с.
- Sawicki jt, Capaldi RJ, Adams ML. Experimental and theoretical, rotordynamic characteristics of a hybrid journal bearing. ASME J Tribology 1997- 119:132−41.
- A Hydrostatically Controlled Restriction System for a Hydrostatic Zead Scnew / H. Mizumoto, T. Matsubara, Y. Makimoto // Bull. Japan Soc. of Prec. Engg. 1986. — 20, № 3. C. 195−196.
- A bearing with ajustable stiffness for application in machine tools / Gelion H.C., Hirs G.G., Remmerswaal J.L. // CIRP Ann. 1978. — 27, № 1. C. 311−314.
- Behaviour of multirecess plane-hydrostatic thrust bearings under conditions of tilt and rotation / Jayachandra Prabhu Т., Ganosan N. // Wear — 1983. -92, № 2. C. 243−251.
- CNC slanbed lathe has hydrostatic spindle and slide guideways // Precis. Eng. 1990. — 12, № 2. C. 118−119.
- Load capacity of multi-recess hydrostatic journal bearings at high eccentricities / Metman K.J., Muijderman E.A., van Heijningen G.J.J., Halemane D.M. // Tribol. Int. 1986. — 19, № 1. C. 29 — 34.
- Lozynska hydrostatyczne z automatyczna regulacja diawenia/ Hapek K.// Przeglad Mechaniczy 1972 — 31, № 5. — c. 140 — 143.
- Cavitation leading to two phase fluid in a sguecze film damper / Zeidan F.Y., Vance J. M. // Tribol. Trans. 1989. — 32, № 1. C. 100−104.
- Optymalizaija lozysk przeplywoaych / K. Wemerowski // Przeglad Mechaniczny 1982. -41, № 17. C. 5 — 7.
- Optimum design of hydrostatic journal bearings: part III: design procedure / M. El-Sherbiny, F. Salem, K. El-Hefhawy // J. Engg. 1986. 3, № 1. -p. 1−9. Applied Sei.-1986.-3, № l.-p. 1−9.
- Goldberg, D.E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine learning/D.E. Goldberg// Addison-Wesley, 1989-
- Dynamic characteristics of a hydrostatic journal bearings / Ho Y.S., Chen N. // Wear. 1980. — 63, № 1 — 13 — 24.
- Design of hydrostatic bearings for exacting applications/ Rowe W.B., Stout K.J. // «Proc. 13 th Int. Machine Tool Des. and Res. Conf., Birmingham, -1972» London e.a. 1973. C. 119−124.
- Hydrauliksystem fur Microturn CNC Prazisionsdnelimachinen / Balm H. //RIO Eur. Ed. 1990. -№ 4. C. 8.
- Inivestigation of the effects of tilt and sliding on the performance of hydrostatic thrust bearings / R.B. Howarht, M.J. Newton // Externall pressurized bearings. London. 1972 p. 146 — 156.
- Modes of failure in multirecess hidrostatic journall bearings / Davies P.B.// Adv. Mach Des. and Res., 1969, Oxford, et al. 1969. C. 425 — 430.
- Konstruktion und Ausfuhrung des hydrostatischen Spindellagersystem «Hydro-Roud» fur Bohr-Frasmasehiren / К. -H. Hoese, D. Gunther // VDI-Z. -1982. 124, № 7. C. 249 — 253
- Ultra-Precision Surface Grinder Having a Glass-Ceramic Spindle of Zero-Thermal Expansion / Y. Hamba, R. Wado, K. Unro, A. Tsuboi // CIRP Ann. 1989. — 38, № l.C. 331 -334.
- Мирошник И.В. Теория автоматического управления, нелинейные и оптимальные системы / И. В. Мирошник // СПб.: Питер, 2006, 272 е.-
- Muhlenbein Н. Parallel genetic algorithm, population dynamics and combinatorial optimization. Proc. Third Inter. Conf. Genetic Alg. San Mateo: Morgan Kaufman, 1989. pp 416−421.
- Интернет-ресурс: http://stankomach.com/
- Интернет-ресурс: www.pergatory.mit.edu
- Интернет-ресурс: http://www.ibagnorthamerica.com/
- Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления/ Н.С. Пискунов// Учебн. для втузов. В 2 томах. Т. П:-М.: Интеграл-Пресс, 2001.-544 с.
- Кулагин В.А. Гидрогазодинамика / В.А. Кулагин// Красноярск, 2001,254 с.
- Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Зарубежный опыт. Экспресс-информация, 1988, вып. 1−24-
- Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Зарубежный опыт. Серия 1. Экспресс-информация, 1987, вып. 1−24-
- Прохоров, A.M. Математический энциклопедический словарь / A.M. Прохоров и др. // Москва научное издательство, «Большая российская энциклопедия», 1995, 847 с.