Гідростатичний підшипник
Власники патенту UA 2424453:
Винахід відноситься до галузі машинобудування і може застосовуватися в радіально-упорних опорах шпиндельних вузлів металорізальних верстатів при використанні в якості змащувального середовища, як рідин, так і газів. Гідростатичний підшипник містить корпус з кільцевим і радіальними дроселюючими каналами для нагнітання мастила, вал, рухливу втулку з радіальними дроселюючими каналами. Рухлива втулка має кільцеві виступи, одні з яких виконані на зовнішній циліндричній поверхні рухомої втулки, що утворюють з поверхнями корпусу ступінчастий щілинний зазор, що дроселює, а інші виконані на її торцях. Внутрішня циліндрична поверхня рухомої втулки, пов'язана з валом, утворює щілинний зазор, що дроселює. На валу з обох боків рухомої втулки розташовані завзяті кільця, торцеві поверхні яких утворюють з кільцевими виступами на торцях рухомої втулки ступінчасті щілинні зазори, що дроселюють. Торцеві і зовнішні циліндричні поверхні завзятих кілець утворюють з пов'язаними поверхнями корпусу щілинні дроселюючі зазори. Технічний результат: створення гідростатичного підшипника з меншими фрикційними втратами потужності на тертя в мастилі та розширення можливості використання радіально-осьових гідростатичних опор у шпиндельних вузлах різних компоновок. 1 іл.
Заявляється пристрій відноситься до галузі машинобудування і може застосовуватися в радіально-упорних опорах шпиндельних вузлів металорізальних верстатів при використанні в якості змащувального середовища як рідин, так і газів.
Відомий гідростатичний підшипник, що містить корпус з кільцевими і радіальними каналами для нагнітання мастила, вал і рухливу втулку з радіальними каналами, що знаходиться впорожнини між корпусом і валом і утворює з поверхнею валу щілинний дроселюючий зазор, на зовнішній циліндричній поверхні втулки по обох кінцях виконані кільцеві виступи, що утворюють між корпусом і валом ступінчастий дроселюючий зазор. Радіальний канал у корпусі виконаний у вигляді розташованих по колу дроселюючих отворів або щілинного дроселюючого зазору, що з'єднує кільцевий канал, виконаний на зовнішній циліндричній поверхні корпусу, зі ступінчастим щілинним дроселюючим зазором, радіальні канали втулки виконані дроселюючими (83 F2 C2 №2 06, 17/10, 2001).
Недоліком підшипника є нездатність сприймати осьові навантаження.
Найбільш близьким аналогом до технічного рішення, що заявляється, є гідростатичний підшипник, що містить корпус з кільцевим і радіальним каналами для нагнітання мастила, вал і рухливу втулку з радіальними каналами, що знаходиться в порожнині між корпусом і валом. На зовнішній циліндричній поверхні втулки по обох кінцях виконані кільцеві виступи, що утворюють між корпусом і втулкою східчастий щілинний зазор, що дроселює. Радіальний канал в корпусі виконаний у вигляді розташованих по колу отворів, що дроселюють або щілинного дроселюючого зазору, що з'єднує кільцевий канал, виконаний на зовнішній циліндричній поверхні корпусу, зі ступінчастим щілинним дроселюючим зазором. Радіальні канали втулки виконані дроселюючими, а на торцях втулки виконані кільцеві виступи, які утворюють з внутрішніми торцями корпусу ступінчасті щілинні дроселюючі зазори. На валу виконаний кільцевий бурт, який утворює зі сполученими поверхнями корпусу та втулки щілинні дроселюючі зазори (патент Україна №2298116, кл. F16C 32/06, 17/18, 2005 р.).
Недоліками підшипника є великі фрикційні втрати потужності, а також обмеженість застосування у шпиндельних вузлах деяких типів верстатів.
В основу пропонованого технічного рішення покладено завдання створення гідростатичного підшипника з меншими втратами потужності на тертя у мастилі, а також розширення можливості використання радіально-осьових гідростатичних підшипників у шпиндельних вузлах різних компоновок.
Поставлена задача досягається тим, що в гідростатичному підшипнику, що містить корпус з кільцевим і дроселюючими радіальними каналами для нагнітання мастила, вал, рухому втулку з радіальними дроселюючими каналами, що має кільцеві виступи, одні з яких виконані на зовнішній поверхні ступінчастий щілинний дроселюючий зазор, а інші виконані на її торцях, внутрішня циліндрична поверхня рухомої втулки, торцеві поверхні яких втулки ступінчасті щілинні зазори, що дроселюють, торцеві і зовнішні циліндричні поверхні завзятих кілець утворюють з сполученими поверхнями корпусу щілинні дроселюючі зазори.
На кресленні показаний поздовжній розріз гідростатичного підшипника.
Гідростатичний підшипник складається зі збірного корпусу 1, вала 2, рухомої втулки 3 і завзятих кілець 4, розташованих на валу 2 з обох сторін рухомої втулки 3. У корпусі 1 для підведення мастила є радіальний канал 5, виконаний у вигляді розташованих по колу отворів, що дроселюють у вигляді щілинного дроселюючого зазору.Радіальний канал 5 в корпусі 1 з'єднаний з кільцевим каналом 6, який виконаний на зовнішній поверхні циліндричної корпусу 1 і повідомляється з джерелом нагнітання мастила (на кресленні не показаний). Для забезпечення радіальної стабілізації рухомої втулки 3, на її зовнішній циліндричній поверхні по обох кінцях виконані кільцеві виступи 7, що утворюють між корпусом 1 і втулкою 3 ступінчасті щілинні дросельні зазори 8, а для осьової стабілізації рухомої втулки 3 на її торцевих виступах утворюють з торцевими поверхнями завзятих кілець 4 ступінчасті щілинні дроселюючий зазори 1 . лівим дроселюючим зазором 11. Торцеві і зовнішні циліндричні поверхні упорних кілець 4 утворюють з сполученими поверхнями збірного корпусу 1 щілинні зазори дроселюють 13 і 14.
Підшипник працює в такий спосіб.
Радіальні та осьові навантаження, що діють на вал 2, збільшують (зменшують) тиск мастила в навантаженій (розвантаженій) області несучого шару (несучий шар радіальної частини підшипника утворений щілинними дроселюючими зазорами 11 і 14, а несучий шар упорної частини підшипника) . При цьому рухома втулка 3 зміщується в напрямку дії навантаження, додатково збільшуючи (зменшуючи) надходження мастила в навантажену (розвантажену) область. В результаті додаткової різниці тисків в навантаженій і розвантаженій областях несучого шару вал 2 зміщується в напрямку, протилежному дії навантаження, чим забезпечуєтьсянегативна податливість підшипника як і радіальному, і у осьовому напрямах.
Зменшення площі гідродинамічного тертя між корпусом 1 і рухомий втулкою 3 призводить до зменшення фрикційних втрат потужності, а застосування наполегливих кілець 4 розширює сферу застосування радіально-осьових гідростатичних підшипників у шпиндельних вузлах різних компоновок.
Гідростатичний підшипник, що містить корпус з кільцевим і дроселюючими радіальними каналами для нагнітання мастила, вал, рухливу втулку з радіальними дроселюючими каналами, що має кільцеві виступи, одні з яких виконані на зовнішній циліндричній поверхні рухомий втулки, утворюють виконані на її торцях, внутрішня циліндрична поверхня рухомої втулки, пов'язана з валом, утворює щілинний дроселюючий зазор, який відрізняється тим, що на валу з обох сторін рухомої втулки розташовані завзяті кільця, торцеві поверхні яких утворюють з кільцевими виступами на торцях. , торцеві та зовнішні циліндричні поверхні завзятих кілець утворюють з сполученими поверхнями корпусу щілинні дроселюючі зазори.