Методические рекомендации по организации самостоятельной работы по дисциплинам «Металлорежущие станки»

 
43 КОНСТРУКЦИИ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ОПОР 
 
Гидростатические опоры 
обеспечивают высокую точность вращения, обладают 
высокой демпфирующей способностью, что значительно повышает виброустойчивость 
шпиндельного узла, имеют практически неограниченную долговечность, высокую 
нагрузочную способность при любой частоте вращения шпинделя. Гидростатические опоры 
могут быть использованы в качестве датчиков силы в системах адаптивного управления, в 
качестве приводов микроперемещений.
Принцип действия гидростатического подшипника основан на том, что при 
прокачивании масла под давлением от внешнего источника через зазоры (щели) между 
сопряженными поверхностями в зазоре, образуется несущий масляный слой, исключающий 
непосредственный контакт поверхностей даже при невращающемся шпинделе (рис. 43.1).

---

56 
Рис. 43.1. Гидростатические осевые а) и радиальные б) опоры. 
В радиальных подшипниках равномерно по окружности делают полости-карманы, 
куда через дроссели подается под давлением масло от источника питания (насоса). При 
приложении внешней нагрузки вал занимает эксцентричное положение, зазоры 
h 
в под 
шипнике перераспределяются, что приводит к увеличению давления 
р 
масла в одних 
карманах и уменьшению в противоположных. Уравнивания давлений в карманах не 
происходит вследствие наличия дросселей на входе в каждый карман. Разность давлений 
создает результирующую силу 
F
c
, 
воспринимающую внешнюю нагрузку. Отвод 
смазочного материала производится через торцы подшипника, иногда и через дренажные 
канавки, выполненные на перемычках между карманами. 
Конструктивные параметры радиальных гидростатических подшипников выбирают в 
зависимости от диаметра шейки шпинделя 
D, 
рассчитанного по формуле (1.14) для 
обеспечения требуемой жесткости шпиндельного узла или выбранного конструктивно с 
учетом диаметров стандартного переднего конца шпинделя. При этом обычно длина 
подшипника 
L = D, 
размеры перемычек, ограничивающих карманы 
l
0
= l
k
= = 0,1D,
диаметральный зазор 

= (0,0008…….0,001) 
D, 
мм. 
Число карманов, как правило, принимают равным четырем.
В качестве рабочих жидкостей применяют минеральные масла с вязкостью 

= 
{1

10)*10
-3
Па с; для высокоскоростных шпинделей для уменьшения потерь на трение 
применяют масла с минимальной вязкостью, для повышения демпфирующей способности 
применяют солее вязкие масла. Параметры капиллярных или щелевых дросселей, 
обеспечивающих ламинарное течение смазочного материала, при малых эксцентриситетах 
е 
рассчитывают таким образом, чтобы выполнялось условие 
р
к
 
= 0,5
р
н
, где 
р
к
 
— давление 
в кармане; 
р
н
 
— давление, создаваемое насосом. Параметры гидростатических 
подшипников могут быть оптимизированы исходя из получения максимальной жесткости 
или минимальных потерь на трение. 
Применение гидростатических опор требует сложной системы питания и сбора 
масла, что является их недостатком.