В опорах вала установим радиальные однорядные шарикоподшипники легкой серии 206 ГОСТ 8338–75.

- Статическая грузоподъемность С₀ = 10кН =10000Н;

- Динамическая грузоподъемность С = 19,5кН =19500Н.

Осевая нагрузка F _а = 0, т. к. осевые нагрузки зубчатой передачи малы.

Приведенная динамическая нагрузка Р_пр:

P _пр = X × V × F_r × K _s × K_T,

где Х – коэффициент радиальной нагрузки; Х = 1, т.к. подшипник радиальный однорядный;

V = 1, т.к. вращается внутреннее кольцо;

К _s – коэффициент безопасности; принимаем К _s = 1,25;

К_Т – температурный коэффициент; т.к. рабочая температура меньше 100 ° С, то К_Т = 1.

Р_пр = 1 × 1 × 746 × 1,25 × 1 =932.5Н.

Приведенная нагрузка соответствует эквивалентной динамической нагрузке Р_пр = Р_экв.

Определим ресурс предварительно выбранного подшипника:

Так как расчетная долговечность подшипника больше требуемой (72230>25000), то подшипник пригоден.

Проверка подшипников входного вала продольного шпиндельного блока

В опорах вала установим радиальные однорядные шарикоподшипники легкой серии 7000111 ГОСТ 8338–75.

- Статическая грузоподъемность С_о = 11,7кН =11700Н;

- Динамическая грузоподъемность С = 17кН =17000Н.

Осевая нагрузка F _а = 0, т. к. осевые нагрузки от муфты и зубчатой передачи малы.

Приведенная динамическая нагрузка Р_пр:

P _пр = X × V × F_r × K _s × K_T,

где Х – коэффициент радиальной нагрузки; Х = 1, т.к. подшипник радиальный однорядный;

V = 1, т.к. вращается внутреннее кольцо;

К _s – коэффициент безопасности; принимаем К _s = 1,25;

К_Т – температурный коэффициент; т.к. рабочая температура меньше 100 ° С, то К_Т = 1.

Р_пр = 1 × 1 × 935 × 1,25 × 1 =1168Н.

Приведенная нагрузка соответствует эквивалентной динамической нагрузке Р_пр = Р_экв.

Определим ресурс предварительно выбранного подшипника:

Так как расчетная долговечность подшипника больше требуемой (64220>25000), то подшипник пригоден.

Проектирование гидростатических направляющих

Гидростатические направляющие обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными направляющими смешанного трения. Они обеспечивают минимальную, не зависящую от нагрузки, силу трения в широком диапазоне скоростей, практически не изнашиваются, имеют относительно высокую демпфирующую способность. Эти достоинства определяют все более широкое распространение гидростатических направляющих в станкостроении.

Принцип работы

Особенность гидростатических опор состоит в том, что масло, разделяющее скользящие поверхности, подводится к ним извне с помощью насоса. Масло поступает через отверстие в карман, в котором давление одинаково во всех точках, поскольку глубина кармана велика (1—4 мм). Карман окружен перемычками, препятствующими свободному вытеканию масла из кармана. Истечение масла возникает после того как подвижный элемент всплывает на величину h и масло через образовавшуюся щель по периметру кармана вытекает наружу. Величина всплытия определяется количеством масла, подводимым к карману; давление р₁ в кармане устанавливается автоматически и зависит только от нагрузки F, на опору. При увеличении нагрузки (F₂>F₁) давление повышается до р₂.

Толщина масляной пленки уменьшается до h ₂ , причем источник питания должен обеспечить возможность увеличения давления в карманах в рабочем диапазоне нагрузок.

Для восприятия нагрузок различного направления, в том числе опрокидывающих моментов М на каждой рабочей поверхности предусматривают несколько карманов (по меньшей мере, два), в каждый из которых масло подводится из своего устройства (системы питания) благодаря чему в карманах устанавливаются давления определяемые нагрузкой, приходящейся на каждый из карманов. При центральной нагрузке F давления р₁ в карманах одинаковые а под действием опрокидывающего момента М в карманах устанавливаются давления р₂, р₃, определяемые нагрузкой на карманы. При этом подвижный узел может перекашиваться на угол а.

Большое влияние на эксплуатационные характеристики оказывают

системы питания карманов. При системе питания насос — карман в каждый карман опоры независимо от нагрузки в единицу времени подводится постоянное количество масла, например с помощью многопоточного насоса. При системе питания с дросселями достаточно иметь один насос, который подает масло через дроссели к каждому карману. Дроссели, на которых падает давление от р_н до р _i ( p _н >р₁…р₄), нужны для того, чтобы при различной нагрузке на карманы 1к—4к давления в них не могли выравниться. В системе с регуляторами сопротивление каждого из них определяется давлением р₁-р₄ в кармане, которое уменьшается с повышением давления. Это обеспечивает более благоприятное (с учетом характера нагружения) распределение расхода по отдельным карманам, что значительно повышает жесткость масляного слоя. Из-за сложности эту схему применяют редко.