Теория и методы проектирования адаптивных гидростатических и аэростатических шпиндельных опор и направляющих металлорежущих станков

Каждым из пяти методов выполнен расчет нагрузочных характеристик для модельной радиальной аэростатической опоры с пассивным внешним дросселированием двумя радиальными кольцевыми щелями. Анализ результатов показал, что при небольшой относительной длине опоры (L < 0,5) нагрузочные характеристики для всех методов практически совпадают, кроме метода гармонической аппроксимации, дающего сильно заниженные значения.

На рисунке 11 показаны результаты расчета нагрузочных характеристик модельной опоры при P_а = 5; ч = 0,6; L = 1,0; L₁ = 0,5. Метод осевого течения

Рис. 11 - Сравнение методов расчета радиальной аэростатической опоры (линия 1) имеет наименьшую трудоемкость аналитических преобразований и программирования, а также минимальные затраты машинного времени. Однако он дает завышенное значение нагрузочной характеристики, при больших L.

Результаты расчета методом узких колец совпадают с методом осевого течения, но имеют бульшую трудоемкость и затраты машинного времени.

Плохой результат метода гармонической аппроксимации (линия 3) можно объяснить неудачным выбором аппроксимируемой функции P². Лучший результат может дать функция Ф = (P·H)², которая слабее зависит от ц и е Метод сеток (линия 4) наиболее точен, так как практически не имеет упрощающих допущений. Однако расчет нагрузочной характеристики для одного сочетания параметров модельной опоры занимал более одной минуты на PC Pentium 4. Для радиальной адаптивной аэростатической опоры с встроенным плавающим кольцевым регулятором продолжительность расчета увеличится в несколько раз. Число вариантов расчета при оптимизации адаптивной опоры по 4-8 параметрам может составлять более десяти тысяч. Поэтому рациональным применением метода сеток являются отдельные эталонные расчеты (вычислительный эксперимент). Точность метода сеток также имеет ограничения. При слишком малом шаге сетки возрастает продолжительность расчета, а его точность может даже снижаться из-за накопления вычислительных ошибок. При увеличении шага сетки продолжительность расчета уменьшается, но снижается его точность из-за погрешностей конечно-разностной аппроксимации.

Метод узких полос (линия 2) признан наиболее рациональным для практических расчётов двухрядных радиальных аэростатических опор. При L < 1,5 его результаты практически совпадают с метом сеток. По трудоемкости аналитических преобразований и программирования, а также по затратам машинного времени он на два порядка экономичнее метода сеток, так как не требует итерационных циклических преобразований наперед неизвестного объема. Расчёт пассивной опоры для одного сочетания параметров занимал около одной секунды, что приемлемо для массовых расчётов.

Исследование нагрузочных характеристик радиальной адаптивной аэростатической опоры с независимым плавающим регулятором (рисунок 10-а) проводили с использованием метода узких полос. Для опоры с зависимым плавающим регулятором (рисунок 10-б) применить метод узких полос невозможно, так как даже при отсутствии радиальной нагрузки давление воздуха во всех дросселирующих щелевых зазорах изменяется по осевой координате z. Поэтому при теоретическом исследовании опоры применяли метод осевого течения, а для оценки точности результатов расчёта - метод сеток.

Исследование корневых и частотных динамических характеристик обеих опор выполнено с использованием программы СИГО для малых динамических возмущений при отсутствии внешней нагрузки.

Результаты исследования показали возможность получения устойчивой нагрузочной характеристики, имеющей значительный диапазон отрицательных эксцентриситетов для обеих опор.

В шестой главе приведены технические решения, расчетные схемы, математические модели, вычислительные алгоритмы, а также результаты расчета, исследования и оптимизации незамкнутых и замкнутых адаптивных гидростатических направляющих с плавающими регуляторами активного нагнетания смазки, встроенными в несущие карманы.

Незамкнутая адаптивная гидростатическая направляющая с плавающими регуляторами активного нагнетания смазки, встроенными в несущие карманы, показана на рисунке 12.

Рис. 12 - Незамкнутая адаптивная гидростатическая направляющая с плавающими регуляторами активного нагнетания смазки, встроенными в несущие карманы



В несущие карманы, выполненные на опорной поверхности неподвижного основания 1, встроены плавающие регуляторы 2 с дроссельной вставкой 3, которые осуществляют активное нагнетание смазки в несущий слой, разделяющий опорные поверхности основания 1 и подвижной части 4.

Статические и динамические характеристики незамкнутой адаптивной гидростатической направляющей с плавающими регуляторами активного нагнетания смазки, встроенными в несущие карманы, исследованы на примере незамкнутой имитационной гидростатической опоры, расчетная схема которой показана на рисунке 13, а нагрузочная характеристика - на рисунке 15-а (сплошная линия).

Рис. 13 - Расчетная схема незамкнутой имитационной гидростатической опоры с встроенным плавающим регулятором

При малой нагрузке f плавающий регулятор 3 неподвижен в верхнем положении, дросселирующий зазор h₁ в несущем смазочном слое больше расчетного значения h₁₀ и опора имеет положительную податливость. При увеличении нагрузки зазор h₁ в несущем слое уменьшается, давление в несущем кармане и в дросселирующем зазоре h₂ регулятора повышается и достигает значения, при котором регулятор начинает смещаться вниз, увеличивая нагнетание смазки в несущий карман. Одновременно уменьшается зазор h₃ на нижнем торце регулятора и возрастает реакция ступенчатого гидростатического подвеса, который обеспечивает его осевую стабилизацию.

Дополнительное нагнетание смазки в несущий карман приводит к вторичному смещению подвижной части 2 опоры навстречу нагрузке и зазор h₁ начинает увеличиваться. При достаточной активности регулятора вторичное изменение зазора h₁ будет больше первичного, то есть податливость опоры становится отрицательной.

После того, как смещающийся регулятор достигнет крайнего нижнего положения ( и , где - суммарный осевой зазор регулятора) дополнительное нагнетание смазки в несущий карман прекращается и при увеличении нагрузки f зазор h₁ в несущем смазочном слое уменьшается, то есть опора снова имеет положительную податливость. Теоретическое исследование статических и динамических характеристик имитационной опоры выполнено в безразмерной форме. Основными масштабами для безразмерных параметров и характеристик выбраны давление нагнетания смазки p_Н, наружный радиус опоры r₀ и расчетное значение дросселирующего зазора h₁₀ в несущем смазочном слое.

В дросселирующих щелевых зазорах имитационной гидростатической опоры течение смазки происходит только в радиальном направлении. Это позволило в математической модели опоры получить аналитические выражения для функций распределения давлений, которые входят в уравнения силового равновесия подвижной части опоры и плавающего регулятора, а также в уравнения баланса расходов смазки в несущем кармане и на стыке зазоров h₃ и h₄ = h₃ + д ступенчатого гидростатического подвеса регулятора.

Из-за нелинейной зависимости безразмерного зазора H₁ от безразмерной нагрузки F расчет нагрузочной характеристики H₁(F) проводили по обратному алгоритму, вычислявшему безразмерную функцию F(H₁). Для этого компьютерная программа при расчете уменьшала с малым шагом безразмерное значение зазора от заданного максимального значения и вычисляла соответствующее значение функции F(H₁) из уравнения силового равновесия подвижной части опоры. На каждом шаге программа контролировала невязку уравнения силового равновесия регулятора. Минимум невязки означал конец первого (пассивного) диапазона нагрузочной характеристики, в котором регулятор неподвижен в крайнем верхнем положении, а опора имеет положительную податливость.

Во втором (адаптивном) диапазоне нагрузок регулятор начинает смещаться вниз и зазор возрастает, увеличивая нагнетание смазки в несущий карман. В этом диапазоне программа увеличивала с малым шагом значение H₁ от достигнутого минимума и вычисляла из уравнения силового равновесия регулятора возрастающее значение зазора до выполнения условия , соответствующего концу адаптивного диапазона. На каждом шаге программа вычисляла значение функций F(H₁) и H₂(F) для найденного сочетания зазоров H₁ и H₂.

В третьем (пассивном) диапазоне нагрузок программа уменьшала значения зазора H₁ от достигнутого максимума и рассчитывала функцию F(H₁) при значении дросселирующего зазора регулятора до выполнения условия , соответствующего контакту подвижной и неподвижной части опоры.

Энергетическую эффективность адаптивной гидростатической направляющей оценивали по суммарным потерям мощности на нагнетание смазки и на перемещение направляющей . Последние существенны для круговых направляющих, например для планшайбы токарно-карусельного станка при высокой частоте её вращения. Получены аналитические выражения для . Из условия получено аналитическое выражение для оптимального значения динамической вязкости смазки, при которой суммарные потери мощности минимальны.

Оптимизацию безразмерных нагрузочных и энергетических характеристик проводили методом эволюционного поиска по генетическому алгоритму с использованием комплексного критерия эффективности (2.17).

Анализ результатов расчета, частично представленных на рисунке 15-а, показал, что адаптивный диапазон нагрузок у незамкнутой адаптивной гидростатической направляющей с плавающими регуляторами адаптивного нагнетания смазки, встроенными в несущие карманы, составляет 35ч40 % от её предельной нагрузочной способности, которая на 25ч30 % больше чем у аналогичной гидростатической направляющей с пассивным нагнетанием смазки.

Параметры незамкнутой адаптивной гидростатической направляющей рекомендуется выбирать так, чтобы расчетная нагрузка, создаваемая весом подвижной части, соответствовала началу адаптивного диапазона, а максимальная суммарная нагрузка - его концу. Тогда во всем диапазоне изменения нагрузки направляющая будет работать с отрицательной податливостью.

Динамические характеристики незамкнутой имитационной гидростатической опоры с встроенным плавающим регулятором исследовали с использованием компьютерной программы СИГО для малых динамических отклонений нестационарных параметров от стационарного состояния, соответствующего середине адаптивного диапазона нагрузок,. Установлено, что опора устойчива при значении динамического критерия . Максимум нормированной степени устойчивости и затухания колебаний за период получен при .

Экспериментальное исследование незамкнутой имитационной гидростатической опоры с встроенным плавающим регулятором проведено на стенде, показанном на рисунке 14.

Рис. 14 - Экспериментальная установка и схема экспериментального стенда

На рисунке 15-а приведены теоретический и экспериментальный графики нагрузочной характеристики опоры, сравнение которых показывает хорошее качественное и удовлетворительное количественное совпадение. Среднеквадратичное отклонение не превышало 18 % и объясняется разницей фактических и измеренных значений дросселирующих зазоров.

Переходный процесс в опоре исследовали с помощью анализатора спектра СП-1 и программы ZETLab-Studio при импульсном изменении нагрузки, которое создавали ударом резинового молотка. Установлено, что переходный процесс в адаптивном нагрузочном диапазоне нагрузочной характеристики является апериодическим (время затухания 0,02 с), а в пассивном диапазоне - неколебательным (время затухания 0,04 с.).

Замкнутые адаптивные гидростатические направляющие с встроенными плавающими регуляторами могут быть образованы оппозитным расположением двух рассмотренных выше незамкнутых направляющих. Однако такое решение является технически сложным и неэкономичным из-за дополнительных потоков смазки в гидростатических подвесах регуляторов.

	4 3 2 1 4	б - расчетная схема
а - техническое решение

Рис. 16 - Замкнутая адаптивная гидростатическая направляющая с плавающими регуляторами активного нагнетания смазки, встроенными в оппозитные несущие карманы

На рисунке 16-а показано более совершенное техническое решение замкнутой адаптивной гидростатической направляющей с плавающими регуляторами, встроенными в оппозитные несущие карманы. Направляющая имеет неподвижный корпус 1 с несущими карманами на опорных поверхностях. Между оппозитными несущими карманами встроены плавающие регуляторы 2 с дроссельной вставкой 3. Торцы регулятора образуют дросселирующие зазоры непосредственно с опорными поверхностями подвижной части 4.

Расчетная схема направляющей приведена на рисунке 16-б. Смазка, нагнетаемая под давлением , поступает через дросселирующие капиллярные каналы регулятора диаметром d_К и длиной l_К в верхний и нижний управляющие карманы радиусом r_У._. Далее смазка дросселируется в несущие карманы направляющей через щелевые зазоры и , образованные верхним и нижним торцом регулятора с поверхностями подвижной части направляющей, где - суммарный осевой зазор между торцами регулятора и поверхностями подвижной части, - осевое смещение регулятора (эксцентриситет) относительно подвижной части. Из несущих карманов смазка через щелевые зазоры несущего слоя (верхний и нижний , где - суммарный осевой зазор между рабочими поверхностями дросселирующих перемычек несущих карманов и подвижной части направляющей, - эксцентриситет подвижной части относительно неподвижного основания) дросселируется в дренажные каналы,. Глубина управляющих и несущих карманов на два порядка больше дросселирующих щелевых зазоров , , и , поэтому давление смазки можно считать одинаковым по всей площади каждого кармана.

При отсутствии нагрузки f подвижная часть направляющей и регулятор находятся в центральном положении (e = 0 и e_Р = 0). При нагружении подвижная часть первоначально смещается в направлении нагрузки (e' > 0). При этом давление смазки в верхних (нагружаемых) несущем и управляющем карманах увеличивается, а в нижних (разгружаемых) уменьшается. Разность давлений смазки в управляющих карманах смещает регулятор в направлении нагрузки (e_Р > 0) пока не восстановится равновесие действующих на него сил. В результате смещения регулятора увеличивается нагнетание смазки в верхний (нагружаемый) несущий карман и уменьшается - в нижний (разгружаемый). При этом подвижная часть направляющей вторично смещается противоположно направлению нагрузки (e'' < 0). При оптимальном выборе параметров регулятора вторичное смещение больше первичного (по модулю) и при завершении переходного процесса установится отрицательный эксцентриситет подвижной части (e = e''+e' < 0). С увеличением нагрузки f отрицательный эксцентриситет e возрастает (по модулю) пока нижний торец смещающегося регулятора не достигнет рабочей поверхности подвижной части (e_Р >). При дальнейшем увеличении нагрузки регулятор смещается вместе с подвижной частью, податливость направляющей становится положительной, отрицательный эксцентриситет e подвижной части уменьшается (по модулю) и переходит в область положительных значений.

Расчет, исследование и оптимизацию замкнутой адаптивной гидростатической направляющей с плавающими регуляторами, встроенными в оппозитные несущие карманы, проводили по математической модели, которая после аналитического определения функций распределения давлений смазки в дросселирующих щелевых зазорах и преобразования уравнений силового равновесия подвижной части и плавающего регулятора, а также уравнений баланса расходов смазки в несущих и управляющих карманах приводится к замкнутой нелинейной системе семи алгебраических уравнений. Она позволяет определить семь неизвестных функций, зависящих от нагрузки f - эксцентриситетов подвижной части и регулятора и , давлений смазки в верхних и нижних управляющих и несущих карманах , , , и суммарного расхода смазки q. Для большей общности результатов и сокращения числа фундаментальных переменных расчет и оптимизацию характеристик и проводили в безразмерной форме, приняв за основные масштабы: давление нагнетания смазки , ширину направляющей и суммарный осевой зазор в несущем слое .

По данной математической модели рассчитаны безразмерные функции зависимости эксцентриситетов подвижной части , регулятора и расхода смазки Q(F) от нагрузки, а также определена оптимальная совокупность параметров, которая обеспечивает сочетание нагрузочной и расходной характеристики, соответствующее комплексному критерию эффективности

Эmax ,

где - площадь между осью абсцисс и графиком функции в адаптивном диапазоне отрицательных эксцентриситетов; = 0ч0,5 - коэффициент сочетания нагрузочной способности и расхода смазки.

Результаты исследования нагрузочных и расходных характеристик замкнутой имитационной опоры с встроенным плавающим регулятором активного нагнетания смазки частично представлены на рисунке 17.

а - нагрузочные характеристики	б - расходные характеристики

Рис. 17 - Нагрузочные и расходные характеристики замкнутой адаптивной гидростатической направляющей с плавающими регуляторами, встроенными в оппозитные несущие карманы



Сплошными жирными линиями показаны графики функций , сплошными тонкими линиями - графики функции . Штриховой линией показана нагрузочная характеристика замкнутой гидростатической направляющей с пассивным нагнетанием смазки. Линии 1 соответствуют оптимизации параметров по приоритету нагрузочной способности (= 1). Видно, что в этом случае направляющая может иметь нагрузочную характеристику с большим адаптивным диапазоном, который достигает 80ч85% от теоретической нагрузочной способности. В большей части этого диапазона направляющая имеет значительную и практически постоянную отрицательную податливость, а максимальное (по модулю) значение отрицательного эксцентриситета достигает 0,9. При эксцентриситете подвижной части нагрузочная способность направляющей с встроенным плавающим регулятором на 30ч35 % больше, чем у направляющей с пассивным нагнетанием смазки. Однако у последней максимальный расход смазки почти в 4 раза меньше.

Линии 2 на графиках соответствуют оптимизации безразмерных параметров при паритете нагрузочной и расходной характеристики (= 0,5). В этом случае адаптивный диапазон нагрузочной характеристики уменьшается, но все же остается значительно лучше, чем у пассивной направляющей. Расход смазки у адаптивной направляющей при этом значительно снижается и становится меньше, чем у пассивной.

В седьмой главе рассмотрены расчетные схемы, математические модели, вычислительные алгоритмы, результаты теоретического и экспериментального исследования шпиндельных узлов и направляющих с адаптивными гидростатическими и аэростатическими опорами, методы их оптимального проектирования, техническое решение разработанных опытно-промышленных шпиндельных узлов, результаты их испытания и практического применения.



Рис. 18 - Расчетная схема шпиндельного узла с бесконтактными адаптивными опорами при максимальной нагрузке

На рисунке 18 показана расчетная схема шпиндельного узла с адаптивными гидростатическими или аэростатическими опорами. В математической модели узла шпиндель рассматривали как упругую балку на двух нелинейно-податливых опорах, нагруженную на переднем конце радиальной силой f, которая вызывает изгиб шпинделя и его перекос из-за изменения радиальных эксцентриситетов e_п - в передней и е_з- в задней опоре

Максимально допустимую нагрузку f_max определяли по условию отсутствия кромочного контакта шпинделя в передней и задней опорах. Установлено, что значение f_max экстремально зависит от осевых размеров шпиндельного узла и опор. Оптимальные размеры для адаптивных гидростатических опор , и , где d - диаметр опорной шейки шпинделя (меньшие значения соответствуют большему давлению нагнетания смазки). У шпиндельных узлов с адаптивными аэростатическими опорами, которые имеют на порядок меньшую удельную нагрузочную способность из-за малого давления нагнетания смазки, влияние изгиба шпинделя мало и оптимальные размеры имеют значения , , .

Результаты расчетов показывают, что адаптивные гидростатические шпиндельные опоры позволяют за счет отрицательной податливости в 2ч3 раза увеличить значение f_max по сравнению с аналогичными пассивными опорами. На переднем конце шпинделя отрицательная податливость сохраняется при f < (0,2ч0,3)•f_max, а отрицательные смещения при f < (0,4ч0,5)•f_max.

При одинаковом значении f_max применение адаптивных гидростатических опор по сравнению с пассивными позволяет уменьшить: диаметр шпинделя в 1,3ч1,5; рабочий зазор в 1,4ч1,6; динамическую вязкость смазки в 2ч2,5 раза. Это дает снижение потерь мощности в 2,5ч3 раза до значений, сопоставимых с высокоскоростными подшипниками качения.

С учетом полученных данных разработана методика расчета и подсистемы САПР для оптимального проектирования шпиндельных узлов с адаптивными гидростатическими опорами.

Экспериментальную проверку теоретических результатов проводили в лабораторных и производственных условиях. На рисунке 19 показан экспериментальный шпиндельный узел с адаптивными гидростатическими опорами, имеющими встроенный плавающий кольцевой регулятор (рисунок. 6-а).

Рис. 19 - Экспериментальный шпиндельный узел и детали адаптивной гидростатической опоры с встроенным плавающим кольцевым регулятором



Графики теоретических и экспериментальных значений смещения переднего конца шпинделя и расчетных эксцентриситетов - в передней и - в задней опорах шпиндельного узла, приведенные на рисунке 20, показывают полное качественное и удовлетворительное количественное совпадение.

Экспериментальные исследования, проведенные на модернизированном вертикально-фрезерном станке мод. 612 и токарных станках мод. ТВ-320 и 16К20, оснащенных шпиндельным узлом с адаптивными гидростатическими опорами, показали возможность повышения точности обработки торцевыми фрезами в 1,5ч2 раза, концевыми фрезами в 2ч4 раза, чернового точения в 2ч5 раз. На модернизированном токарном станке 16К20 успешно испытана гидромеханическая система динамического дробления сливной стружки за счет осевой осцилляции шпинделя в гидростатических опорах.

Рис. 20 - Нагрузочная характеристика экспериментального шпиндельного узла

расчетное смещение переднего конца шпинделя с адаптивными опорами;

расчетный эксцентриситет в передней адаптивной опоре шпинделя;

расчетный эксцентриситет в задней адаптивной опоре шпинделя;

расчетное смещение переднего конца шпинделя с пассивными опорами;

экспериментальное смещение переднего конца шпинделя с адаптивными опорами

Результаты проведенных исследований реализованы в разработанных по договорам с предприятиями и организациями руководящих технических материалах и подсистемах САПР для оптимального проектирования шпиндельных узлов с адаптивными гидростатическими и аэростатическими опорами.

По договорам с предприятиями и организациями выполнены следующие опытно-промышленные разработки:

1. Для планшайбы тяжелого токарно-карусельного станка мод. 1А525МФ3 разработана термоустойчивая конструкция замкнутых гидростатических направляющих с встроенными плавающими регуляторами активного нагнетания смазки (АО «Крастяжмаш», г. Красноярск, 2006 г.).

2. Для двухшпиндельного токарного ГПМ мод. МТД-901 с адаптивно-программным управлением разработан и успешно испытан шпиндельный узел с адаптивными гидростатическими опорами и динамометрическими преобразователями (НИТИ, г. Саратов, 1993 г.). Для этого станка разработан также проект шпиндельного узла с адаптивными гидростатическими опорами, имеющими пьезоэлектрические регуляторы активного нагнетания смазки с обратной связью по давлению в несущих карманах.

3. Разработаны магнитно-аэростатические опоры мотор-шпинделя к станку для изготовления малоразмерных сверл (завод «Арсенал», г. Киев, 1991 г.);

4. Для специального фрезерного станка с ЧПУ разработан и испытан в лабораторных условиях высокоскоростной мотор-шпиндель с аэростатическими опорами (ФГУП «Красмаш», г. Красноярск, 1990 г.).

5. Для тяжелого расточно-фрезерного станка НС421МФ4 разработана ускоряющая шпиндельная головка с адаптивными гидростатическими опорами (ПО «Тяжстанкогидропресс», г. Новосибирск, 1989 г.).

6. Разработаны и использованы в производственных условиях внутришлифовальные шпиндельные головки АШГ 1, АШГ 2 и АШГ 3 с адаптивными аэростатическими опорами и различными приводами вращения шпинделя к станку ЗК229А (НПО «Сибцветметавтоматика», г. Красноярск, 1987 г.).

7. Для кругло-шлифовального станка особо высокой точности 3У10А разработана и успешно испытана бабка изделия с гидростатическими опорами шпинделя (СПО «Комунарас», г. Вильнюс, 1986 г.).

8. Для вертикального фрезерно-сверлильно-расточного станка ОЦ-1И разработана шпиндельный узел с адаптивными гидростатическими опорами - динамометрическими преобразователями (ИНИТИ, г. Ижевск, 1983 г.).

9. Для серийной модернизации токарно-винторезных станков 16К20 разработан и успешно испытан шпиндельный узел с адаптивными гидростатическими опорами (ВФ СКБ «Индикатор», г. Выборг, 1980 г.).

10. Для токарного станка высокой точности ФТ-12 разработан шпиндельный узел и задняя бабка с гидростатическими опорами шпинделя и пиноли (СКТОС завода им. В.И. Ленина, г. Фрунзе, 1980 г.).

11. Разработаны и использованы в производственных условиях фрезерные головки с гидростатическими опорами шпинделя для планетарного фрезерования шпоночных пазов немерными концевыми фрезами на тяжелом токарном станке (ПО «Сибтяжмаш», г. Красноярск, 1974 и 1979 г.).

12. Для модификации зубофрезерного станка 5306П разработаны гидростатические опоры фрезерного шпинделя, шпинделя изделия и червяка делительной червячной передачи. (Станкостроительный завод им. 40 лет Октября, г. Вильнюс, 1977 г.).

13. Для модернизации шлифовального автомата ЛЗ-154 и внутришлифовального полуавтомата ЛЗ-105 разработаны шпиндельные узлы с гидростатическими опорами (ГПЗ № 14, г. Прокопьевск, 1977 г.).



ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Создана и апробирована методология теоретического исследования и параметрической оптимизации статических и динамических характеристик адаптивных гидростатических и аэростатических шпиндельных опор и направляющих, основанная на использовании фундаментальных положений гидродинамической теории смазки и теории автоматического управления, адекватных интегрально-дифференциальных математических моделей, эффективных методов поисковой оптимизации и вычислительных алгоритмов.

2. Показана необходимость и разработаны методы уточненного расчета:

- оптимальных параметров и расходных характеристик дросселирующих сопротивлений с простыми и кольцевыми диафрагмами, капиллярными и щелевыми каналами;

- упругой и расходной характеристики эластичных шайб с дросселирующей диафрагмой;

- податливости эластичных пластин и оболочек, используемых в регуляторах активного нагнетания смазки адаптивных гидростатических и аэростатических опор.

- допустимой пульсации давления нагнетаемой смазки и гасителя пульсации, позволяющего на порядок уменьшить биение шпинделя;

- допустимых периодических погрешностей формы рабочих поверхностей в осевых и радиальных гидростатических опорах, исходя из заданной точности вращения шпинделя.

3. Разработан метод расчета потерь мощности и условий появления кавитации в высокоскоростных гидростатических опорах, который совпадает с экспериментальными данными при окружной скорости шпинделя до 60 м/с.

Результаты расчета показывают:

- при окружной скорости шпинделя более 1015 м/с значительно увеличивается температура и уменьшается динамическая вязкость смазки, что вызывает падение давления в несущих карманах и снижение нагрузочной способности; для уменьшения этого эффекта необходимо принимать значение коэффициента гидравлической настройки = 0,70,75 (обычно = 0,5);

- учет циркуляции смазки по глубине несущих карманов в 4 раза увеличивает значение фрикционных потерь мощности, которые становятся сравнимыми с потерями на дросселирующих перемычках;

- турбулентное течение смазки в несущих карманах увеличивает фрикционные потери мощности, которые при u > 2530 м/с становятся доминирующими и для их снижения необходимо увеличивать ширину дросселирующих перемычек до 0,2•d и глубину кармана до 0,1•d , где d - диаметр шпинделя или использовать опоры, не имеющие несущих карманов;

- кавитация, вызываемая окружным переносом смазки, снижает точность вращения шпинделя и при проектировании высокоскоростных гидростатических шпиндельных опор необходимо использовать полученное условие отсутствия кавитации;

4. Определены и защищены охраноспособными документами, имеющими мировой приоритет, технические решения для адаптивных гидростатических и аэростатических шпиндельных опор и направляющих, имеющих встроенные регуляторы активного нагнетания смазки и динамометрические преобразователи, а также для шпиндельных узлов и направляющих с такими опорами, которые сочетают простоту и технологичность конструкции с высокими эксплуатационными показателями.

Новизна технических решений подтверждена 11 патентами РФ и 47 авторскими свидетельствами СССР на способы, изобретения и полезные модели.

5. На основе разработанных интегрально-дифференциальных математических моделей и эффективных вычислительных алгоритмов теоретически получены и экспериментально подтверждены следующие основные результаты исследования и параметрической оптимизации нагрузочных, энергетических и динамометрических характеристик адаптивных гидростатических опор с встроенными регуляторами активного нагнетания смазки и динамометрическими преобразователями:

- адаптивные гидростатические шпиндельные опоры с встроенными регуляторами активного нагнетания смазки превосходят аналоги по нагрузочной способности на 2040 % , по значению отрицательного эксцентриситета в 1,21,5 раза, по быстроходности в 22,5 раза и при одинаковой с пассивными опорами нагрузочной способности позволяют уменьшить диаметр шпинделя в 1,3ч1,5, рабочий зазор в 1,4ч1,6, динамическую вязкость смазки в 2ч2,5 раза, что снижает суммарные потери мощности в 2,5ч3 раза;

- расчет динамических характеристик гидростатических опор без учёта сжимаемости смазки в несущих карманах и других междроссельных полостях приводит к количественно и качественно неверным результатам;

- устойчивость адаптивных гидростатических опор с отрицательной податливостью обеспечивают значения динамического критерия > 40ч50 и комбинированное (активно-пассивное) внешнее дросселирование смазки с дополнительными демпфирующими дросселями на входе несущих карманов или смазочного слоя, сопротивление которых составляет 15ч20% от сопротивления регулятора;

- чувствительность адаптивной гидростатической опоры как динамометрического преобразователя составляет (2ч2,5)•10³ Н/МПа и быстродействие 30ч40 Гц при фазовом сдвиге 30^о.

6. На основе разработанных интегрально-дифференциальных математических моделей и эффективных вычислительных алгоритмов теоретически получены и экспериментально подтверждены следующие основные результаты исследования адаптивных аэростатических опор:

- оптимальный выбор параметров опоры позволяет получить нагрузочную характеристику с 60% адаптивным диапазоном, в котором эксцентриситет шпинделя имеет отрицательное значение;

- устойчивость опоры при отрицательной податливости обеспечивает значение динамического критерия и двойное внешнее дросселирование с использованием дополнительных демпфирующих дросселей на входе несущего слоя, оптимальное сопротивление которых составляет 25ч30 % от сопротивления активного регулятора нагнетания воздуха;

- чувствительность адаптивной аэростатической опоры как динамометрического преобразователя составляет (2ч3)•10³ Н/МПа и быстродействие 40ч60 Гц при фазовом сдвиге 30^о.

7. Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что разработанные адаптивные гидростатические направляющие:

- имеют 70% адаптивный диапазон нагрузочной характеристики с наибольшим (по модулю) отрицательным эксцентриситетом е = 0,8;

- на 30ч40 % превосходят по нагрузочной способности и экономичности пассивные гидростатические направляющие;

- обеспечивают меньший нагрев смазки и температурные деформации.

8. Апробирована концепция повышения точности и производительности металлорежущих станков различного технологического назначения, на основе комплексного использования функциональных возможностей адаптивных гидростатических и аэростатических шпиндельных опор и направляющих для компенсации упругих деформаций, синхронной диагностики сил резания и адаптивного управления режимами обработки, дробления сливной стружки и др.

Экспериментально установлена возможность повышения точности торцевого фрезерования в 1,5ч2 раза, контурного фрезерования до 3 раз, чернового и внутреннего шлифования в 2ч5 раз за счет отрицательной податливости адаптивных гидростатических опор.

9. По договорам с предприятиям и организациям разработаны:

- руководящие технические материалы и подсистемы САПР для оптимального проектирования шпиндельных узлов с адаптивными гидростатическими и аэростатическими опорами;

- спроектированы и успешно испытаны опытные конструкции шпиндельных узлов с адаптивными гидростатическими и аэростатическими опорами для новых и модернизируемых металлорежущих станков.

10. Результаты исследований и разработок внедрены в учебный процесс СФУ и использованы: в лекционных курсах, лабораторных и практических занятиях, курсовых и дипломных проектах студентов, а также в диссертационных работах аспирантов. С участием автора по данной тематике выполнены и защищены более 100 исследовательских дипломных проектов и 15 кандидатских диссертаций.



основные Публикации по диссертационной работе

В изданиях по списку ВАК

1. Ереско, С. П. Функциональные возможности и проблематика применения адаптивных гидростатических опор в шпиндельных узлах металлорежущих станков / С. П. Ереско, С. Н. Шатохин // «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование: научный журнал ИрГУПС», 2009, № 3 (23). - С.148-154.

2. Шатохин, С. Н. Замкнутые гидростатические направляющие с встроенными плавающими регуляторами адаптивного нагнетания смазки / С. Н. Шатохин, С. С. Шатохин, Л. В. Шатохина // «Технология машиностроения». 2009, № (в печати).

3. Демин, В.Г. Проектирование адаптивных гидростатических опор для шпиндельных узлов и направляющих металлорежущих станков / В. Г. Демин, Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин // «Технология машиностроения». 2008, № 9. - С. 27-30.

4. Шатохин, С. Н. Адаптивные бесконтактные опоры скольжения с плавающими регуляторами нагнетания смазки (гидростатические, аэростатические) для шпиндельных узлов и направляющих металлорежущих станков / С. Н. Шатохин, Я. Ю. Пикалов, В. Г. Демин // «Технология машиностроения», 2006, № 9. - С. 29-33.

5. Шатохин, С. Н. Расчет и минимизация температурных деформаций планшайбы с гидростатическими направляющими / С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина, В. Г. Демин, Я. Ю. Пикалов // «Станки и инструмент», 2006, № 7. - С. 16-19.

6. Пикалов, Я. Ю. Конструкции и характеристики адаптивных гидростатических шпиндельных опор с плавающим регулятором нагнетания смазки / Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин // «СТИН», 2006, № 5. - С. 18-22.

7. Титов, А. С. Анализ тепловых деформаций в токарно-карусельных станках с гидростатическими направляющими планшайбы / А. С. Титов, С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // «Станки и инструмент», 2004, № 7. - С. 13-16.

8. Курзаков, А. С. Анализ методов теоретического исследования и расчета адаптивных аэростатических шпиндельных опор / А. С. Курзаков, С. Н. Шатохин // «Станки и инструмент», 2003, № 5. - С. 7-11.

9. Шатохин, С. Н. Проектирование адаптивных гидростатических подшипников / С. Н. Шатохин, В. П. Зайцев, С. А.Ярошенко // «Вестник машиностроения», 1992, № 6-7. - С.25-28.

10. Шатохин, С. Н. Влияние высокой частоты вращения на эксплуатационные характеристики адаптивного гидростатического подшипника. / С. Н. Шатохин, С. А. Ярошенко // «Проблемы машиностроения и надежности машин», 1990, № 2. - С. 38-43.

11. Шатохин, С. Н. Расчет и минимизация потерь мощности в гидростатических подшипниках / С. Н. Шатохин // «Станки и инструмент», 1989, № 9. - С. 16-19.

12. Шатохин, С. Н. Влияние некруглости опорных поверхностей на точность радиальных гидростатических подшипников шпинделя / С. Н. Шатохин, В. С. Секацкий //«Известия высших учебных заведений. Машиностроение», 1988, № 7,- С. 127-131.

13. Шатохин, С. Н. Функциональные возможности радиальной адаптивной гидростатической опоры / С. Н. Шатохин, В. A. Коднянко, В. П. Зайцев // «Машиноведение», 1988, № 4, - С. 85-91.

14. Шатохин, С. Н. Расчет и оптимизация нагрузочных характеристик шпиндельных узлов с гидростатическими подшипниками / С. Н. Шатохин // «Станки и инструмент». 1987, № 3. - С. 13-14.

15. Шатохин, С.Н. Влияние пульсации давления масла в гидростатических шпиндельных опорах станка на точность обработки / С.Н. Шатохин, В.С. Секацкий // «Станки и инструмент», 1985, № 12. - С. 9.

16. Пикалов, Ю. А. Шпиндельные аэростатические подшипники секционного типа / Ю. А. Пикалов, С. Н. Шатохин, В. А. Коднянко // «Станки и инструмент», 1985, № 4. - С. 22-23.

17. Шатохин, С. Н. Радиальная газостатическая опора-уплотнение с оппозитной внутренней компенсацией расхода газа / С. Н. Шатохин, В. А. Коднянко // «Трение и износ», 1984, том V, № 6. - С. 1109-1111.

18. Шатохин С. Н. Улучшение динамических характеристик газостатических опор / С. Н. Шатохин, В. А. Коднянко // «Машиноведение», 1983, № 6. - С. 100-104.

19. Коднянко, В. А. Расчет и исследование осевой газостатической опоры с эластичными компенсаторами / В. А. Коднянко, С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // «Машиноведение», 1983, № 1. - С. 93-98.

20. Шатохин, С. Н. Улучшение динамических характеристик газостатических опор / С. Н. Шатохин, В. А. Коднянко // «Машиноведение», 1983, № 6. - С. 100-104.

21. Коднянко, В. А. Расчет и исследование осевой аэростатической опоры с эластичными компенсаторами / В. А. Коднянко, С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // «Машиноведение», 1983, № 1. - С. 107-112.

22. Коднянко, В. А. Радиальный газостатический подшипник с активным регулированием расхода газа эластичными компенсаторами / В. А. Коднянко, С. Н. Шатохин // «Машиноведение», 1981, № 5. - С. 107-112.

23. Шатохин, С. Н. Нагрузочные и расходные характеристики осевой газостатической опоры с активной компенсацией расхода газа / С. Н. Шатохин, В. А. Коднянко // «Машиноведение». 1980, № 6. - С. 108-112.

24. Шатохин, С. Н. Расчет радиальных газостатических опор с наддувом через компенсирующие сопла / С. Н. Шатохин // «Вестник машиностроения». 1979, № 3.

25. Коднянко, В. А. Расчет характеристик радиальных секционных аэростатических опор с дренажными каналами / В. А. Коднянко, Ю. А. Пикалов, А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин // «Станки и инструмент», 1978, № 5, - С. 22-23.

26. Коднянко, В. А. Исследование динамики газостатической опоры с двойным дросселированием газа в магистрали нагнетания / В. А. Коднянко, С. Н. Шатохин // «Машиноведение», 1978, № 6. - С. 90-95.

27. Шатохин, С. Н. Новые возможности адаптивного управления / С. Н. Шатохин // «Машиностроитель». 1977, № 4. - С. 18.

28. Петровский, Э. А. Планетарные шпиндельные головки с гидростатическими опорами для фрезерования точных пазов / Э. А. Петровский, C. H. Шатохин // «Станки и инструмент», 1973, № 9. - С. 17-19.

29. Какойло, А. А. Влияние погрешностей угла профиля резьбы на работоспособность гидростатической передачи винт-гайка / А. А. Какойло, Г. В. Фокин, С. Н. Шатохин // «Станки и инструмент», 1968, № 8.

30. Пуш, В. Э. Об абсолютной устойчивости гидростатического подпятника / В. Э. Пуш, ю. п. Мочаев, С. Н. Шатохин // «Вестник машиностроения», 1969, № 3.

В других центральных и региональных изданиях

31. Ереско, С. П. Встроенный двухпоточный плавающий регулятор для адаптивного нагнетания смазки в оппозитные несущие карманы замкнутых гидростатических направляющих / С. П. Ереско, С. Н. Шатохин, Л. В. Шатохина, С. С. Шатохин // «Системы. Методы. Технологии: научный периодический журнал». № 2. Братск: ГОУ ВПО "БрГУ", 2009. - C. 16-19.

32. Шатохин, С. Н. Гидростатический подшипник / С. Н. Шатохин Я. Ю. Пикалов // «Изобретатели машиностроению», 2007, № 1 (40), - С. 4.

33. Пикалов, Я. Ю. Динамические характеристики адаптивной гидростатической шпиндельной опоры с плавающим кольцевым регулятором / Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин // «Вестник Ассоциации выпускников КГТУ», Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2007, № 3. - С. 141-148.

34. Демин, В. Г. Повышение термо-устойчивости планшайбы с гидростатическими направляющими / В. Г. Демин, Я. Ю. Пикалов, С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // «Вестник Красноярского государственного технического университета», Серия «Машиностроение», Вып. 36. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004, - С. 93-100.

35. Курзаков, А. С. Сравнительный анализ адаптивных газостатических шпиндельных опор / А. С. Курзаков, С. Н. Шатохин // «Вестник Ассоциации выпускников КГТУ», Вып. 4. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001.

36. Курзаков, А. С. Выбор метода теоретического исследования и расчета аэростатических шпиндельных опор активного типа с плавающим кольцевым регулятором / А. С. Курзаков, С. Н. Шатохин // Конструкторско-технологическая информатика - 2000: Труды IV международного конгресса, М.: Изд-во «Станкин», 2000, Т.1. - С. 318-319.

37. Красикова, Т. Ю. Радиальная гидростатическая опора с плавающим кольцевым регулятором / Т. Ю. Красикова, С. Н. Шатохин // «Вестник Красноярского государственного технического университета», Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1997. - С. 79-84.

38. Красикова, Т. Ю. Адаптивная гидростатическая шпиндельная опора с плавающим регулятором / Т. Ю. Красикова, С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // В кн. «Гидравлические машины различного технологического назначения» , Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1997.

39. Красикова, Т. Ю. Исследование статических характеристик адаптивной гидростатической опоры с плавающим кольцевым регулятором./ Т. Ю. Красикова, С. Н. Шатохин // В кн. «Перспективные материалы и конструкции», Вып. 4. Красноярск: САА, 1998.

40. Шатохин, С.Н. Шпиндельный узел станка со специальным выполнением сопел регуляторов расхода смазки / С. Н. Шатохин, С. А. Ярошенко // Инф. ЦНТИ, № 242-95, Серия Р 55-03.11, Красноярск: ЦНТИ, 1995.

41. Шатохин, С.Н. Потери мощности, кавитация и нагрев смазки в высокоскоростных шпиндельных гидростатических подшипниках / С.Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления смазки (гидростатические, аэростатические)» Под ред. С.Н. Шатохина. Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1989. - С. 63-78.

42. Зайцев, В. П. Исследование и расчет радиальных адаптивных гидростатических подшипников-преобразователей / В. П. Зайцев, С. Н. Шатохин, С. А. Ярошенко // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления смазки (гидростатические, аэростатические)» Под ред. С. Н. Шатохина // Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1989. - С. 104-120.

43. Шатохин, С. Н. Расчет нагрузочных характеристик и оптимизация размеров шпиндельных узлов с аэростатическими подшипниками / С. Н. Шатохин, В. И. Шахворостов // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления смазки (гидростатические, аэростатические)» Под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1989. - С. 134-145.

44. Секацкий, В. С. Точностные характеристики шпиндельных гидростатических подшипников / В. С. Секацкий, С. Н. Шатохин // В кн. «Трение и смазка в машинах», Челябинск: ЧПИ, 1983. - С. 100-101.

45. Секацкий, В. С. Гаситель пульсации давления жидкости в гидросистемах / В. С. Секацкий, С. Н. Шатохин // Инф. ЦНТИ, № 334-83, Красноярск: ЦНТИ, 1983. - 3 с.

46. Коднянко, В. А. Податливость несущего газового слоя в радиальном газостатическом подшипнике с активной компенсацией расхода газа / В. А. Коднянко, С. Н. Шатохин // Рукопись деп. НИИМАШ, М.: НИИМАШ, 1982, № 79, МШ-Д82. - 12 с.

47. Секацкий, В.С. Влияние частоты вращения на осевое биение незамкнутой гидростатической опоры с перекосом несущих поверхностей / В. С. Секацкий, С. Н. Шатохин // Рукопись деп. НИИМАШ. 1982, № 79, МШ-Д82. - 8 с.

48. Секацкий, В. С. Исследование точностных характеристик шпиндельных узлов с гидростатическими опорами / В. С. Секацкий, С. Н. Шатохин // В кн. «Современные пути повышения производительности и точности металлообрабатывающего оборудования и автоматизация технологических процессов в машиностроении», М.: Изд-во «Станкин», 1980. - С. 13-18.

49. Секацкий, В. С. Влияние погрешностей несущих поверхностей гидростатической опоры на точность вращения / В. С. Секацкий, С. Н. Шатохин // В кн. «Гидростатический принцип смазки - метод повышения качества и долговечности продукции», Хабаровск: ЦНТИ, 1980, - С. 19-22.

50. Секацкий, В.С. Исследование точностных характеристик шпиндельных узлов на гидростатических опорах. / В. С. Секацкий, С. Н. Шатохин // В сб. «Современные пути повышения производительности и точности металлообрабатывающего оборудования и автоматизация технологических процессов в машиностроении». М.: Изд-во «Станкин», 1980. - С. 13-18.

51. Пикалов, Ю. А. Газостатическая опора с активной компенсацией расхода / Ю.А. Пикалов, С. Н. Шатохин // В кн. «Научные труды ЧГУ», Челябинск: ЧГУ, 1978, - С. 43-46.

52. Коднянко, В. А. Исследование газостатических опор с двойным дросселированием газа / В. А. Коднянко, Ю. А. Пикалов, А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления» Вып. 2 под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977, - С. 120-130.

53. Коднянко, В. А. Методика расчета и анализ динамики осевой газостатической опоры / В.А. Коднянко, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Вып. 2 под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977. - С. 110-120.

54. Титов, В. А. Фрезерные головки с гидростатическим приводом микро-перемещений для обработки точных пазов / В. А. Титов, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Вып. 2 под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977. - С. 61-67.

55. Шатохин, С.Н. Апериодическая устойчивость и статические характеристики гидростатических опор с отрицательной податливостью / С.Н. Шатохин, A.Ф. Коробейников // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Вып. 2 под ред. С.Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977. - С. 57-70.

56. Шатохин, С. Н.Универсальная форма записи основных соотношений гидродинамической теории смазки / С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Вып. 2 под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977. - С. 5-18.

57. Коднянко, В.А. Исследование газостатической опоры с регулятором расхода / В. А. Коднянко, Ю. А. Пикалов, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Вып. 2 под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977. - С.130-139.

58. Курешов, В. А. Система адаптивного управления для токарных станков с гидростатическими опорами шпинделей / В. А. Курешов, Э. А. Петровский, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления». Вып. 2 под ред. С. Н. Шатохина // Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1977. - С. 147-158.

59. Коднянко, В. А. Сравнительный анализ жесткости радиальных газостатических подшипников / В. А. Коднянко, Ю. А. Пикалов, А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин // Рукопись деп. НИИМАШ, М.: НИИМАШ, 1977, № 2-77. - 10 с.

60. Гузов, В. Ф. Система гидростатической смазки опор нижнего черпакового барабана и подчерпаковых роликов 250-литровой драги / В. Ф. Гузов, А. К. Обеднин, А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин // «Колыма», 1976, № 1. - С. 5-7.

61. Тюриков, А. С. Метод расчета радиального гидростатического подшипника ступенчатого типа с учетом влияния гидродинамического эффекта / А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», под ред. С.Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 7-16.

62. Шатохин, С. Н. Динамические характеристики упорного ступенчатого гидростатического подшипника / С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 61-67.

63. Шатохин, С. Н. Нелинейный анализ вынужденных колебаний ступенчатого гидростатического подпятника / С. Н. Шатохин, А. С. Тюриков // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 50-61.

64. Тюриков, А. С. Расчет и оптимизация радиального газового подвеса ступенчатого типа / А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 98-110.

65. Шатохин, С. Н. Оптимизация параметров радиального газового подвеса с одним и двумя рядами дросселирующих сопл / С.Н. Шатохин, Л.П. Шатохина // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления» Под ред. С.Н. Шатохина // Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 110-120.

66. Гузов, В. Ф. Дифференциальные уравнения давлений в тонком слое вязкопластичной смазки при неоднородных граничных условиях для скоростей течения (плоская задача) / В. Ф. Гузов, С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Под ред. С. Н. Шатохина. Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 121-127.

67. Гузов, В. Ф. Расходные характеристики капилляра при различных уравнениях реологического состояния вязкопластичной смазки / В. Ф. Гузов, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления», Под ред. С. Н. Шатохина. Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 136-142.

68. Тюриков, А. С. Упорные подшипники ступенчатого типа с внешним источником давления смазки / А. С. Тюриков, С. Н. Шатохин, Ю. А. Пикалов // Инф. ЦНТИ, Красноярск: ЦНТИ, 1974, № 87.

69. Петровский, Э. А. Исследование и расчет гидростатического подшипника, работающего в режиме уплотнения / Э. А. Петровский, С. Н. Шатохин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления». Под ред. С.Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 29-45.

70. Шатохин, С. Н. Гидростатические опоры в адаптивных системах металлорежущих станков / С. Н. Шатохин, В. Е. Редькин, А. Ф. Коробейников, В. К. Фатькин // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления» Под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 67-80.

71. Шатохин, С. Н. Оптимизация параметров радиального газового подвеса с одним и двумя рядами дросселирующих сопл / С. Н. Шатохин, Л. П. Шатохина // В кн. «Опоры скольжения с внешним источником давления». Под ред. С. Н. Шатохина, Красноярск: ИПЦ КрПИ, 1974. - С. 110-121.;