Аэростатический подшипниковый узел

пят закрепленных на промежуточном кольце. два сферических подпятника. центры кривизны КОТОРЫХ определяют ОСЬ вращения шипа и питатели причем сферические подпятники установлены в корпусе с возможностью радиального перемещения и фиксации сферические подпятники имеютрадиусы кривизны большие. чем радиусы кривизны сопряженных с ними сферическихпят.а ОПТИМБЛЬНЫЕ КОНСТруКТИВНЫЕ параметры ЭЭПОСТЭТИЧВСКОГО ПОДЩИПНИКПЕОТО УЗЛВ СВЯЗЭНЫ СООТНОШВН-ИЕМ-(-во.т/вБ-н 315 у ут(онд(лсдх/ндн 3 т (во 2 к 2-8 1. у где Н - суммарный осевой зазор между сфеАкт - расчетный зазор между верхни ми сферическими пятойи подпятником, ммн радиус тсривизны верхней сферической пятьдмм А - аК РадИУс внутреннего отверстия верхнего сферического подпятника. ммН от радиус кривизны верхнего сферид ческого подпятника. мм к р Ан т расчетный зазор между нижнимисферическими пятой и подпятником. мм В 12 Радиус кривизны нижней сферической пяты, мм а . 82 радиус внутреннего отерстия нижнего сферического подпятника. мм4 рабочие полости 5 и б. В сферических подпятниках 2 и 3 установлен шип. состоящий из двух сферических пят Т и 8, соединенных р с промежуточным кольцом 9. Подпятники 2 и 3 установлены в корпусе 1 с возможностью перемещения по поверхностям Б и В корпуса 1 и фиксации при помощи винтов 10. Перемещение осуществляется при помощи у винтов 11 и 12. тАзростатический подшипниковый узел работает следующим образом.В рабочем положении (фит) через питатели 4 сжатый воздух подается в рабочие полости 5 и б. после чего соединенные между собой сферические пяты 7 и 8 и промежу точное кольцо 9. всплываюлобразуя междусферическими подшипниками 2 иЗ и сфери у ческими пятами 7 и 8 воздушную подушку. Регулирование углового положения оси вращения шипа в пространстве относительно бааовых поверхностей корпуса осущест вляется следующим образом (фиг.2). о Допустим. первоначальное угловое положение оси вращения шипа относительно базовой поверхности А корпуса определяется положением центра кривизны 0 сфериче ского подпятника 2 и центра кривизны 01В о 2- радиус кривизны нижнего сфери-На фит показан разрез подшипнико вого узла (шип находится во всплытом раб-очем положении) на фиг.2 показан разрез подшипникового узла. на которомрассмотрена регулировка УГПОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОСИ ВПЗЩЗНИЯ ШИПЭ В пространстве ОТНОСИТЕЛЬно базовым поверхностей корпуса нафиг. 3.4.5 показана методика определения оптимальных конструктивных параметров для верхних сферических подпятника и пяты на фиг. 6.718 показана методика опреде ЛЗНИЯ ОПТИМЭЛЬННХ конструктивных.параметров для. нижних сферических подпятньткг и пяты. т Ааоостатнческий подшипниковый узел(фит) содержит корпус с базовой поверхностью А. о котором установлены два сфе дричезьаън лодпятника 2 и 3 В сферическихподпвтниках 2 и 3 закреплены питатели д. че аз которые подается сжатый воздух всферического подпятника 3. В таком положении подшипниковый узел установлен на оборудовании -и возникла необходимость ввести угловую корректировку положения оси. вращения шипа относительно базовой поверхности А корпуса .1 (например. при совмещении оси вращения .шипа с осью автоколлимационного микроскопа в установках сборки и юстировки оптических элементов и т.д,) на угола. Расстояние между, центрами кривизны О и От. сферических поверхностей подпятников 2 и 3 равно 1 Тогда. для корректировки углового положе ния оси вращения шипа относительно базовой поверхности А корпуса 1 необходимо сместить один. из подпятников или 3 (напримеръз) по плоскости В на величинъ/рав ную к у АХ щ а.При этом ось вращения шипа займет положениерпределягмое положением цен трон кривизны О и От сферических поеерхно- а у стой подпят-ников 2 и 3. Пои необходимостив-ведения плоскопараллельного смещения оси вращения шипа относительно базы А корпуса 1 необходимо при помощи регулироочных винтов 11 и 12 сместить оба подпятника 2-и 3 на одинаковую величину АХ в одном и том же направлении. Определение оптимальных конструктивных параметров подшипникового узлаосуществляется следующим- образом. 0 с новными конструктивными параметрами. определяющими работоспособность и нагрузочные характеристики азростатического подшипниковогоуузла со сферическими подпятниками являются радиусы кривизныПОДПЯТНИКОВ. радиусы КВИБИЗНЫ СОПОЯЖВН ных с ними сферических пят. суммарный осевой зазор между подпятниками и пятами. зазор между сферическими подпятниками и сопряженными с ними пятами фиг.3.4.5.Б 7.8. к к- Точностные характеристики аэростатических подшипниковых узлов со сферическими подпятниками и пятами зависят от точности изготовления сферических поверхностей подпятников и пят. В нашем случаеподплтники и пяты изготовлены из стали20 Х 13 улуЧшенной-до 27-34 НЕ Сахобработг ка велась по. оптической технологии с использованием глубокой шлифовки и полировки методомдсвободного абразива. .контроль местной ошибки 1515) производился на интерферометре МАНК-2 фирмы Еуоо. Она составила АМ-т 0,3 кольца на диаметре БТ-ммдля сферической поверхноэ сти под-лятника и Ащс А 0.Зжкольцадляу ьтьь, также. надиаметре б мм 1 -общал ощибка сферической лотверхночу сферической поверхности пяты М скат с 2т.е. радиусы кривизны пяток меньше радиусов кривизны пробных стекол И составляют Вы г 1 дГс 1 98,86 - 0.0046 98.855 д-ммкривизны нижнегоподпятника. г 7 Ва 88 д 10 верхнего г - 98.ВБчмм для нижней пяты к г 48.88 ммъдля верхней гт 59886 мм.2 кольца бугра. Общая ошибка сферических поверхностей подпятников и пят контроли ровалась при помощи пробных стекол. Диаметр пробного стекла составил Бег 100-мм- при контроле радиусов Н от и Е с для ести Пс для нижних подпятников и пяты. Ра диус пробных стекол для контроля радиусаСуммарная общая ошибка сферических по тельно пяты и нижнего подшипника ртносительно пяты М 2 4 кольца бугра.Разность радиусов подпятника (имеютЬ. На г гГыг 7838 5 0.0029 788771-мм 7 Аналогично для прдплтниковд Г Вазнсстъ радиусов кривизны кант Йоооцв мм дм мкм ) ч просо мм (яомкм. д б.т.е. радиусы кривизны подпятников большерадиусов кривизны пробныхстекоп и- со- На . гдч дн дол у 78.88 0.0029 78.8829 мм с Й . . Тогда .расчетный зазор между. верхними ПОДПЯТНИКОМ И ПЯТОЙ равен 7АН-а в от в 0.0058 мм . Нагрузочные характеристики аэростатического подшипникового узла зависят отправил ьного сочетания АН и А Пт в узле (фиг. 3 и 6) избыточного давления. подводимого в рабочие полости 5 и б. радиусов кривизныу Для подшипниковых узлов сосферическими поверхностями наилучшим является случай. когда в рабочем состоянии (при всплытомл шипе) сферические поверхностиподлятников 2 и 3 и пяток 7 и 8 расположены в концентрично. При этом воздушная подуш-ка имеет-толщину Ат и АН соответственно для нижних и верхних сопряженных мехсдулъобой подпятников и пяток. чтоуп-роща-ет оптимизацию подшипникового узла. так как проще это сделать при раномерном зазоре между уподпятником и пятой. При этом максимальнойосцля данной конструкции узла) будет как радиальнаядак и угловаяжесткость иторцевтая. . а 4 Рассмотрим механизм определения оптимальныхконструктивных параметровВ случае отсутствия внутреннего отвер- л стия радиусом 121 в верхнем подпятнике и радиусом На в нижнем для выполнения ус ЛПВНЯ КОНЦВНТрИЧНОС-ТИ ПОДПЯТНИКОВ И ПЯ ток (т.едпя обеспечения равномерности воздушной подушкичв подшипниковом узле)в рабочем состоянии достаточно знать ради-усы Вы и Нот с 2 и Ног тогда фиг. 4 и Т АЙ НО 2 Нс 2 АН 1 Нс 1-Нр 1, а суммарный осевой зазор определится какОднако такую конструкцию реализовать на- практике невозможно. поэтому в поднятии.ках выполняют отверстия радиусом Н и Вт. для установки внутрипромежуточногокольт ца- п аТогда для выполнения условия концен тричности подпятников и пят (совмещения центров их кривизны Цо 2 Цс 2 Цо 1 Цс 1)Не обходимэ учесть их дополнительное просет . данне А Ч и А Утдля нижнихи верхних пятположении подпятники и сопряженные с ними пятки устанавливаются концентрично.если суммарный осевой зазор будет равен н АЖ АИ. 8 ч Ах/зевчм-Акт АУт АУЩ АУОН25 к . П р и м е р. В нашем случае имеем К ст-д - 98.8554 мм Ела 78,8771 мм о 1 98,8646 с мм Но 78.8829 АН 10.0 О 92 мм А На 30 0.0 О 58 мм Нт е 55 чмм -конструктивный параметр-подшипника Н 60 мм конструктивный параметр подшипника.Суммарныиосебвой зазор равен 35 (ОЛО 92 ( 98.8554 - т 98.8554 - 552)ОО 201 мм ( 20.1 мкм ) Таким образом предлагаемый подшипник имееттследующиепреимущества. Его конструкция позволяетпроизводить регулирование углового положения оси вращения шипа в пространстве относительно базовых повностей корпуса а при необходимости можно выполнить и плоскопаралельное смещение оси вращения шипа Использование конструкции подшипника. предложенной авторами. позволяет определить оптимальные конструктивныеФормула изобретения Азростатический подшипниковый узел. содержащий корпус с базовыми поверхно Й - мещения и фиксации и вьпполненыс-радиук 9 1795176 - - 10стями. шип в видеьдвух соосно распопожен- - у Рньяксферических пяти размещенное между. Н (Ат (Вт п 1 к ) пятами и скрепленное с ними промежуток и (к 01 у БТК 1. к Л (Ап 2 лтым торцовым поверхностям базовыееот- д. д д Л А т т. / . . верстия. а также смонтированные-в корпусе где Н с - . с в у . . к уммарныи осевом эезо. меж елсферические подпятники. центры кривизны т, -рическимичпдпятниками и ЯТМИ. 33,1243 которых расположены наоси вращения ши- - Ат расчетныйтзазо мг па-и выполнены с питателями. о т п и ч та ю. . л р жду верхтд.- - с м-Ферическими пятой и подпятником. мм в щ и и с я тем. что, с целыо Фбеспечения дсг радиус кривизны верхней сферурегулирования углового положения оси вращения шипа в пространстве относительно во . базоых поверхностей корпуса. повышении. - о точности сборки и определения оптималгных конструктивных параметров узла. сфе- рические. подпятн-ики установлены ан корпусе свозможностьюрадиального пере- 20, ческой пяты, мм д хнего сферического подпятника, мм лНог радиус кривизны верх-него сферического подпятника. мм . кк АН 2- расчетныйеэгдэор между нижними осом кривизны. большим радиуса кривизны у НС 2 РадИУС КРИВИЗНЫ нижней сферы-тет сопряженных с- ними сферических пят. ттри . СКОЙ ПЯТЫтММ г у этом оптимальные конструктивные пара- - у дМ-радиус вн-утреннегоотверстия нижметры узла связаны соотношением - 25 о него сферического подпятника. мм ч с - - к - . дог радиус кривизны нижнего тзфери-