сотрудник
Самара, Самарская область, Россия
сотрудник
Самара, Самарская область, Россия
УДК 621.892 Смазочные материалы
ББК 346 Отдельные машиностроительные и металлоперерабатывающие процессы и производства
Тепловые потоки в узлах станков имеют весьма сложный характер в связи с большим числом деталей, входящих в их конструкцию. Поэтому формирование тепловых потоков определяется не только распространением тепла от источников через сплошные детали, но, в значительной мере, через контакты деталей между собой. Несовершенство контакта на границе раздела твердых тел приводит к возникновению контактного термического сопротивления (КТС). Учет КТС в тепловых моделях дает возможность обоснованно управлять тепловыми потоками в особо точных узлах металлорежущих станков за счет конструкторских и технологических мероприятий. Точность шпиндельных узлов (ШУ) на 80% определяет точность станка в целом. Тепловые погрешности металлорежущих станков составляют 40-70% от общего баланса погрешностей, поэтому управление тепловыми потоками в ШУ весьма актуально. В предложенной методике: определена последовательность этапов разработки конечно-элементной модели температурного поля ШУ с использованием крупноблочных конечных элементов; обоснован выбор типа тепловой модели и разбиение ее на крупноблочные конечные элементы (КЭ); рассчитаны тепловые сопротивления КЭ и мощности тепловыделения в подшипниках ШУ; предложены уравнения равновесия тепловых потоков в узлах КЭ тепловой модели с выбором исходных данных для расчетов. Предложенная методика с применением крупноблочных конечных элементов тепловой модели позволяет определять температуру практически в любой точке конструкции.
шпиндельный узел, элементы, поток, модель, сопротивление, уравнение теплового баланса
1. Григорьев, В.Ф. Особенности исследования тепловых деформаций шпиндельных узлов с использованием системы конечно-элементных расчетов. / В.Ф. Григорьев, В.П. Горбунов, С.В. Архутик // Вестник БрГТУ. 2011. №4.
2. Кузнецов А.П., Косов М.Г. Теплостойкость и быстроходность шпиндельных узлов металлорежущих станков // Вестник МГТУ «Станкин». 2011. № 2. С. 22-24.
3. Измайлов В.В., Чаплыгин С.А. Электротепловая аналогия и расчет проводимости дискретного контакта деталей машин // Интернет-журнал "НАУКОВЕДЕНИЕ". 2016. Том 8. № 2. DOI:https://doi.org/10.15862/26TVN216.
4. Фигатнер А.М. Шпиндельные узлы современных металлорежущих станков: Обзор. М.: НИИМаш, 1983. 60 с.
5. Денисенко А.Ф., Подкругляк Л.Ю. Определение параметров конечно-элементной модели температурного поля шпиндельного узла// Актуальные проблемы станкостроения – 2023 (АПС – 2023). Всероссийская науч.-практ. конф. с международным участием. Пенза: 2023.
6. Денисенко А.Ф., Подкругляк Л.Ю. Разработка тепловой модели шпиндельной опоры металлорежущего станка//«Известия Самарского научного центра Российской академии наук» Т. 22 № 3 . СНЦ РАН: 2020. С. 49-55.
7. Денисенко А.Ф., Подкругляк Л.Ю. Моделирование контактного термического сопротивления при проектировании технологического оборудования// FrontierMaterials&Technologies. 2023. №3. С. 31-42. DOIhttps://doi.org/10.18323/2782-4039-2023-3-65-3.
8. Denisenko A.F., Grishin R.G., Podkruglyak L. Yu. Formation of Contact Thermal Resistance Based on the Analysis of the Characteristics of the Pseudo-Medium// Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer. Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). ICIE 2021, Cham. pp. 221–229. DOIhttps://doi.org/10.1007/978-3-030-85233-7_26.
9. ГОСТ 520-2011. Подшипники качения. Общие технические условия.
10. ГОСТ 3325-85. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки.
