Диссертация (Разработка методов расчета статических и динамических характеристик шпиндельных узлов со сферическими аэростатическими опорами)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Разработка методов расчета статических и динамических характеристик шпиндельных узлов со сферическими аэростатическими опорами". PDF-файл из архива "Разработка методов расчета статических и динамических характеристик шпиндельных узлов со сферическими аэростатическими опорами", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Московский государственный технический университет имени Н.Э. БауманаНа правах рукописиУДК 004.942, 621.822.174Пошехонов Роман АлександровичРАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА СТАТИЧЕСКИХ ИДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ СОСФЕРИЧЕСКИМИ АЭРОСТАТИЧЕСКИМИ ОПОРАМИСпециальность:01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратурыДиссертация на соискание учёной степеникандидата технических наукНаучный руководитель –Гуськов Александр Михайловичдоктор технических наук,профессорМосква - 20152ОглавлениеСтр.Оглавление ..............................................................................................................
2ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................. 7Глава 1. Особенностишпиндельныхузловсосферическимиаэростатическими опорами ............................................................................ 161.1. Применение разрабатываемых шпиндельных узлов ................................. 161.1.1. О востребованности станков для прецизионной обработки .................. 161.1.2. Пластичное резание хрупких материалов ...............................................
171.1.3. Алмазная лезвийная обработка деталей из цветных металлов .............. 181.1.4. Твёрдое точение закалённой стали резцами из нитрида бора ............... 191.2. Опытно-промышленные образцы шпиндельных узлов со сферическимиаэростатическими подшипниками............................................................. 201.2.1. Шпиндельный узел НШУС 110 ...............................................................
201.2.2. Шпиндельный узел РТШ 020 ................................................................... 211.2.3. Расширение модельного ряда шпиндельных узлов ................................ 211.2.4. Требования к ультрапрецизионным шпиндельным узлам ..................... 221.3. Обоснование выбранной схемы шпиндельного узла ................................ 231.3.1. Конструкция и принцип действия ........................................................... 231.3.2.
Выбор ограничителей наддува в аэростатических опорах..................... 241.3.3. Режим работы и форма опорных поверхностей ..................................... 261.4. Обзор литературы по газовым опорам ....................................................... 291.4.1. Применение сферических аэростатических опор ................................... 311.4.2. Расчётные модели сферических аэростатических опор ......................... 341.4.3. Модели динамики ротора на аэростатических опорах ...........................
341.4.4. Экспериментальные испытания газовых опор ........................................ 401.5. Результаты обзора литературы ................................................................... 481.6. Выводы по Главе 1 ...................................................................................... 503Стр.Глава 2.
Расчёт сферической аэростатической опоры ................................... 532.1. Параметризация сферических аэростатических опор ............................... 532.2. Постановка задачи для расчёта опор .......................................................... 542.3. Физические гипотезы .................................................................................. 552.3.1. Геометрические и кинематические упрощения ...................................... 562.4. Математическое описание сферического газового слоя ...........................
572.4.1. Обозначение и определение векторных и тензорных величин .............. 572.4.2. Системы координат опоры ....................................................................... 582.4.3. Уравнение Рейнольдса ............................................................................. 592.4.4. Начальные и граничные условия .............................................................
592.4.5. Описание коэффициентов уравнения Рейнольдса .................................. 602.4.6. Уравнение Рейнольдса в сферических координатах .............................. 632.4.7. Движение воздуха в смазочном сферическом зазоре ............................. 652.4.8. Опорные реакции...................................................................................... 672.4.9. Обзор методов решения уравнений Рейнольдса .....................................
682.4.10. Секущая и касательная статические жёсткости .................................... 732.4.11. Пример расчёта состояния опор ............................................................ 732.4.12. Расчёт динамических силовых характеристик опоры .......................... 742.5. Сегментная модель сферических аэростатических опор .......................... 822.5.1. Дополнительные гипотезы ....................................................................... 822.5.2. Системы координат сегментов ................................................................
832.5.3. Расчёт реакций сегмента .......................................................................... 842.5.4. Расчёт опорных реакций одной опоры по сегментной модели.............. 862.5.5. Особенности использования сегментной модели ................................... 862.6. Результаты моделирования аэростатических опор.................................... 872.7.
Выводы по Главе 2 ...................................................................................... 884Стр.Глава 3. Модель пространственной динамики шпинделя ............................. 893.1. Физическая постановка задачи динамики шпинделя ................................ 893.1.1. Геометрические соотношения ................................................................. 893.1.2. Моделирование неуравновешенности .....................................................
903.1.3. Геометрические соотношения для смещённого шпинделя .................... 903.2. Система отсчёта и системы координат для описания динамики .............. 903.3. Описание кинематики ................................................................................. 913.4. Уравнения динамики шпинделя ................................................................. 923.4.1. Силовое воздействие на шпиндель .......................................................... 923.4.2. Уравнения динамики в тензорном виде .................................................. 933.4.3.
Уравнения динамики в матричном виде ................................................. 943.5. Вычисление частот, коэффициентов демпфирования и форм .................. 953.6. Численная реализация динамической модели ........................................... 953.7. Примеры динамических расчётов ..............................................................
963.7.1. Расчёты для качественных показателей шпиндельного узла ................. 973.7.2. Оценка влияния неуравновешенности на биения ................................. 1023.7.3. Прогнозирование качества обработанной поверхности ....................... 1043.8.
Выводы и результаты по Главе 3 .............................................................. 107Глава 4. Экспериментальные исследования шпиндельных узлов ............. 1094.1. Предварительные испытания модели НШУС 110 ................................... 1094.2. Расширенные испытания модели РТШ 020 ............................................. 1104.3. Условия проведения и задачи ...................................................................
1114.4. Обработка статических осевых силовых характеристик ........................ 1114.5. Сравнение экспериментальных методов измерения зазора h0 ................ 1134.5.1. Оценка зазора h0 по силовой характеристике ....................................... 1134.5.2. Оценка зазора h0 по осевым биениям без подачи воздуха ................... 1144.5.3. Измерение зазора по вязкому моменту торможения ............................ 1144.5.4. Измерение шероховатости опорных поверхностей .............................. 1155Стр.4.5.5.
Итоги оценки зазора разными способами ............................................. 1164.6. Исследование ударных переходных процессов ....................................... 1174.6.1. Особенности проведения испытаний .................................................... 1174.6.2. Гипотезы для обработки экспериментальных данных ......................... 1184.6.3. Основные особенности переходных процессов .................................... 1194.6.4.
Обработка импульсных переходных процессов ................................... 1204.6.5. Результаты измерения динамических характеристик .......................... 1214.7. Результаты испытаний узла РТШ 020 ...................................................... 1214.7.1. Специфичные параметры .......................................................................
