Экспериментальная база для определения формы уплотнительной канавки аэростатической опоры

УДК

DOI:

Аннотация

Приведены ссылки на теоретические исследования аэростатических опор и методику их расчета для выбора параметров аэростатической направляющей. Расчет выполнен численным методом, основанным на аппроксимации поля давления в зазоре разностными алгебраическими уравнениями, учитывающим двухмерность потока смазки в опорах различной конфигурации и дающим результаты, близкие к реальным. По принятым допущениям, обеспечивающим упрощение расчетов, не учитываются отклонения линий потока от направления, перпендикулярного микроканавкам, при увеличении зазора и уменьшении сечения микроканавки; движение воздуха в канавках принимается ламинарным; не учитываются силы инерции в потоке смазки.

Сведения об авторах

© М.В. Дербин, канд. техн. наук, ст. преп.
В.М. Дербин, канд. техн. наук, доц.

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002
E-mail: m.v.derbin@mail.ru

Ключевые слова

Литература

1. Баласаньян В.С. Плоская прямоугольная аэростатическая опора с микроканавкой // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1973. № 4. С. 8–15.

2. Берлин Э.П. О методах повышения устойчивости ленточных пил // Науч. тр. ЦНИИМОД. Архангельск, 1968. С. 119–123.

3. Берлин Э.П. Экспериментальные исследования силовых характеристик аэростатических направляющих для ленточных пил // Науч. тр. ЦНИИМОД. Архангельск, 1968. С. 253 – 260.

4. Иванкин И.И. Определение основных эксплуатационных показателей дели-тельного ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими: дис. … канд. техн. наук. Архангельск, 2001. 146 с.

5. Иванкин И.И., Прокофьев Г.Ф., Дундин Н.И., Банников А.А Теоретические исследования плоских аэростатических опор // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: сб. науч. тр. 1998. Вып. 4. С. 32–39.

6. Прокофьев Г.Ф., Дербин М.В. Определение напряжений в ленточной пиле при применении отжимных направляющих // Лесн. журн. 2011. № 5. С 131 – 137. (Изв. высш. учеб. заведений).

7. Шейнберг С.А., Жедь В.П., Шишеев М.Д., Баласанян В.С., Заблоцкий Н.Д. Опоры скольжения с газовой смазкой. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. 396 с.

8. Шубный П.Б., Дербин М.В., Ковалев Л.Н. Определение возможности использования аэростатических направляющих для охлаждения круглых пил при пилении древесины // Лесн. журн. 2011. № 5. С 138 – 140. (Изв. высш. учеб. заведений).

Ссылка на английскую версию:

Experimental Base for Determination Form of the Sealing
Gutter Aerostatic Bearing
Derbin M.V., Candidate of Engineering, Teaching Assistant
Derbin V.M., Candidate of Engineering, Associate Professor

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russia
E-mail: m.v.derbin@mail.ru

Links to theoretical research aerostatic bearings and the method of their calculation for choosing options aerostatic directing are provided. The calculation is made by a numerical method, based on approximation of field pressure in the gap differential algebraic equations, taking into account the two-dimensionality of the grease flow in the bearings of various configuration and giving results close to the actual. With the adopted assumptions, providing the simplification of calculations, not taken into account deviations of the lines flow from the direction perpendicular to micro gutter, with increasing the gap and reducing crosssection of micro gutter; air motion in the groove is assumed laminar; inertial forces in the grease flow are not considered. The scheme of the aerostatic bearing with the given parameters, which are the width and length, is shown. The bearing section includes a closed rectangular micro gutter, by the middle of longitudinal sides of which blowing holes are made.

Separate aerostatic bearing is partitioned by array. Using special mathematical package for calculation of aerostatic bearings a program is developed. In experimental studies to evaluate the impact of the sealing gutters on the carrying capacity of aerostatic bearings was taken aerostatic bearing with the given parameters. The scheme of working surface aerostatic bearings with sealing gutter and the general appearance of the stand for investigation of aerostatic bearings are shown. Circuit description of the pneumatic system of experimental setup is given, it includes a compressor, the airconducting magistral, consisting of rubber pressure hoses, the filtermoisture separator for removal mechanical impurities and mois-ture from the compressed air, the needle pneumatic valve to adjust air pressure, integral in rotameter, and the absolute manometer.

For experimental studies the electronic rotameter is used, which has a number of advantages over the rotameter with a glass pipe. The description of widget and principle of the stand work for investigation of flat aerostatic bearings is shown. In experimental studies 4 profile of grooves is examined. The findings of experimental studies of the lifting plates height for gutters with different profile are given. It has been stated under the same conditions, the maximum height of lifting plates achieves for aerostatic bearings with teardropshaped profile that corresponds to the greatest ascensional force of aerostatic bearings.

Keywords: gas film, aerostatic bearings, sealing gutter, lifting power.

REFERENCES

1. Balasanyan V.S. Ploskaya pryamougol’naya aerostaticheskaya opora s mikrokanavkoy [Flat Rectangular Aerostatic Bearing with Micro Gutter]. Izvestiya AN SSSR, Mek-hanika zhidkosti i gaza, 1973, no. 4, pp. 8–15.

2. Berlin E.P. O metodakh povysheniya ustoychivosti lentochnykh pil [About the Methods of Increasing Resistance Band Saws]. Nauch. tr. TsNIIMOD [Scientific Works]. Arkhangelsk, 1968. pp. 119–123.

3. Berlin E.P. Eksperimental’nye issledovaniya silovykh kharakteristik aerostaticheskikh napravlyayushchikh dlya lentochnykh pil [Experimental Studies of Aerostatic Guides Power Characteristics for Band Saws] Nauch. tr. TsNIIMOD [Scientific Works]. Arkhan-gelsk, 1968. pp. 253–260.

4. Ivankin I.I. Opredelenie osnovnykh ekspluatatsionnykh pokazateley delitel’nogo lentochnopil’nogo stanka s krivolineynymi aerostaticheskimi napravlyayushchimi: dis... kand. tehn. nauk. [Definition of the Basic Operational Indicators the Dividing Band Saw with Curvilinear Aerostatic Guides: Cand. Tech. Sci. Diss.]. Arkhangelsk, 2001. 146 p.

5. Ivankin I.I., Prokof’ev G.F., Dundin N.I., Bannikov A.A. Teoreticheskie issledovaniya ploskikh aerostaticheskikh opor [Theoretical Research of Flat Aerostatic Bearings] Okhrana okruzhayushchey sredy i ratsional’noe ispol’zovanie prirodnykh resursov: sb. nauch. tr. [Environmental Protection and Rational Use of Natural Resources: Collected Pa-pers]. 1998, vol. 4, pp. 32–39.

6. Prokof’ev G.F., Derbin M.V. Opredelenie napryazheniy v lentochnoy pile pri primenenii otzhimnykh napravlyayushchikh [Determination of Stresses in the Band Saw when Applying Wringer Guides]. Lesnoy zhurnal, 2011, no. 5, pp.131—137.

7. Sheynberg S.A., Zhed’ V.P., Shisheev M.D., Balasanyan V.S., Zablotskiy N.D. Opory skol’zheniya s gazovoy smazkoy [Sliding Bearing with Gas Film]. Moscow, 1979. 396 p.

8. Shubnyy P.B., Derbin M.V., Kovalev L.A. Opredelenie vozmozhnosti ispol’zovaniya aerostaticheskikh napravlyayushchikh dlya okhlazhdeniya kruglykh pil pri pilenii drevesiny [Determining the Possibility of Circular Saw Aerostatic Guides for Cooling Saws in the Process of Sawing Timber]. Lesnoy zhurnal, 2011, no. 5, pp. 138–140.