Гидростатические опоры (гидростатическая смазка опор). Расчет гидростатических подшипников и плоских гидростатических направляющих.

Гидростатические опоры чаще всего применяются в качестве радиальных и упор­ных подшипников шпинделей, а также в на­правляющих поступательно перемещающихся узлов тяжелых и прецизионных станков. Наряду с высокими жесткостью и несущей способностью опоры обеспечивают хорошее смазывание и эффективный отвод теплоты от трущихся поверхностей. За счет исключения механического контакта между подвижными деталями удается обеспечить идеальные усло­вия трения (трение покоя отсутствует, а при увеличении скорости пропорционально повы­шается, оставаясь существенно меньшим, чем у подшипников качения), нивелирование по­грешностей изготовления направляющих, дли­тельное сохранение точности. Гидростатиче­ские подшипники позволяют одновременно реализовать вращательное и поступательное перемещение шпинделя, микроперемещение (в пределах рабочих зазоров между трущимися поверхностями), осцилляцию. Немаловажным преимуществом является высокое внутреннее демпфирование, обеспечивающее работоспо­собность при больших ударных нагрузках или колебаниях силы резания. В ряде случаев пу­тем отключения отдельных карманов реализу­ется функция зажима.

Расчет гидростатических подшипников

Расход масла, л/мин, через подшипник

где р_н – в МПа; δ - в мкм; v - в мм²/с; D, b, l, l₁ – в мм.

Жесткость, Н/мкм, подшипника вблизи концентричного положения ,

, ◦.

Расчет дросселей производят, исходя из расхода Q/4 и перепада давлений р_y – р, по формуле

, л/мин,

где A_щ – площадь проходного сечения дросселирующей щели, мм²;

Δ p – перепад давлений, МПа;

Расчет плоских гидростатических направляющих

Для упорных подшипников (рис.7.15, б) расход (л/мин) ,

где δ ₀ - осевой зазор, мкм (при условии R₄-R₃=R₂-R₁).

Осевая жесткость (Н/мкм) вблизи сим­метричного положения

.