ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ВАЛУ ШПИНДЕЛЯ НА ГАЗОСТАТИЧНИХ ПІДШИПНИКАХ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.1(102).18433Ключові слова:
динаміка шпинделя, газостатичні підшипники, власні частоти, розрахунокАнотація
Це дослідження розглядає складну динаміку валу шпинделя, встановленого на газостатичних підшипниках, використовуючи обчислювальні експерименти та аналіз, щоб виявити ключові моменти для оптимізації процесів високоточної обробки. Ми визначаємо власні частоти і резонансні тенденції коливань шпинделя за допомогою передових методів моделювання методом скінченних елементів (МСЕ), підкреслюючи їх вплив на стабільність роботи і якість обробки. Спеціально введений дисбаланс додатково ілюструє динамічну поведінку, демонструючи негативний вплив резонансу на характеристики шпинделя. Щоб пом'якшити ці ефекти, ми досліджуємо різні технічні рішення, включаючи зменшення дисбалансу ротора та інтенсифікацію прискорення на критичних ділянках. Зрештою, це дослідження допомагає краще зрозуміти динаміку шпинделів на газостатичних підшипниках, керуючи процесом розробки надійних і високоточних шпинделів для цілого ряду промислових застосувань, що виходять за рамки виключно машинобудування, таких як прецизійна робототехніка та мікропроцесорне виробництво.
Посилання
Zhang H., et al. (2016). High-speed electro-spindle running on air bearings: Design and experimental verification. International Journal of Mechanical Sciences. 87: 9-18.
Breshev O.V. (2019). Modernization of a single-bearing contactless drive to improve its technical characteristics. Newsletter of the Eastern Ukrainian National University named after V. Dahl, 17 (206): 15-21.
Childs B. (2019). Rotor dynamics for gas-lubricated turbomachinery. Cambridge University Press.
Wang Z., et al. (2023). Development of a high-speed air-bearing spindle using one-directional porous bearing. Journal of Mechanical Science and Technology. 37(9): 1707-1716.
Pat. 98084 Ukraine, IPC F16C 32/06 (2006. 01). Spindle assembly with gas supports. Nosko P.L., Breshev V.E., Breshev O.V. Applicant and patent holder Eastern Ukrainian National University after V. Dahl. No. a201106472. Application 05.23.11; publ. 04/10/12, Bulletin. No. 7.
Yang J., et al. (2019). Modeling and analysis of a high-speed spindle with hybrid bearings considering the influence of bearing parameters. Mechanical Systems and Signal Processing. 130: 262-279.
Wu J., et al. (2023). Active balancing control of a high-speed aerostatic spindle using piezoelectric actuators. Mechanical Systems and Signal Processing. 189: 109903.
Nelson H.D. (1976) The dynamics of rotor bearing systems using finite elements. Journal of Engineering for Industry. Vol. 98: 593-600.
Genta G. (2009) Vibration Dynamics and Control. Springer Science and Madia Business Media, LLC: 855.
