Гидростатодинамический подшипник

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОцилл истическиРЕСПУБЛИК 1754952 А ЛИТЕТтквытиям госуддРственный коПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ПИС 69/27 90 92. Бю овский ершин ское с 8,кл, Р, М. 30 палите ическии инство СССР 06, 1987, . ИЧЕСКИЙ ститут детел 6 С 32 ОДНедостаткам являются неполн ности гидростат скОЙ и Одьемн ых индивидуальной пания рабочей и внутренней цили втулки. Изо ниюи м радиаль жущих ров и др п- аник, со э втул Из(54) ГИДРОСТАТОДИ НАМ ПШИПНИК(57) Использование: для радлальных опОршпинделей металларежущих станков, валовкомпрессоров и других машин, Сущностьизобретения: подшипник содержит самабретение относится к машиностроеожет быть использовано в качественых опор шпинделей и металлорестанков, валов турбин, компрессоугих машин,естен гидростатический падшидержащий охватывающую цапфу вку с несущими карманами,естен гидродинамический подшипмаустэнавливающимися вкладышаИзвестен гидростэтодинамический подшипник шпиндельного узла шлифовального круга с П-образными несущими карманами, Перемычки, охватывэемые карманами, спрафилираваны для усиления гидродинамического аффекта.Известен газовый подшипник, внутри несущих карманов которого установлены свободно плавающие вкладыши, Рабочая поверхность вкладышей выступает над ци- линдрической внутренней поверхностью втулки,устанавливающиеся антифрикционные вкладыши расположенные в гидростатических несущих карманах посредством сферических опорных элементов, В данной части карманов укреплены сферические регулируемые упоры, ось которых смещена в направлении вращения вала относительно центра рабочей поверхности вкладыша, Каждый вкладыш выполнен с цилиндрическим хвастовиком, охватываемым кольцевой упругой манжетой, Продольная ось хвостовика совмещена с осью, проходящей через центры сфер опорного элемента и регулируемого упора, 3 ил. и известных подшипников ое использование совокуп ической и гидродинамиче сил либо невозможность регулировки высоты вь 1 сту оверхности вкладыша над ндрической паве хность фНаиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является гидростатодинамический подшипник, со- О держащий втулку с несущими карманами, (Я самоустанавливающиеся антифрикцион- Я ные вкладыши, расположенные в карманах посредством сферических опорных элементов и закрепленных в их дОннОЙ части сфе- ъ рических регулируемых упоров; проходящая через центры сфер ось которых смещена в направлении вращения вала от- носительно центра рабочей поверхности вкладыша, и рабочие поверхности которых смещены относительно рабочей йоверхности втулки в направлении оси вращения, а также размещенные межлу вкладышами идонной частью карманов и закрепленные на последней кольцевые упругие манжеты,Подшипник-прототип обеспечивает уравновешивание внешней радиальной нагрузки несущей силой смазочного слоя, возникающей в результате суммарного действия гидродинамических давлений в клиновидных зазорах между валом и самоустанавливающимися вкладышами, а также перейада гидростатического давления в противолежащих карманах.Недостатком прототипа является следу. ющее.Гдиростатическое давление в карманах может меняться в широких пределах в зависимости от нагрузки, но независимо от скорости вращения вала, Гидродинамическое давление в клиновидном зазоре между валом и вкладышем существенно зависит от скорости вращения вала, и при нулевой скорости отсутствует вовсе,Ось сфериЧеского опорного злемента не проходит через центр вкладыша, При нулевой скорости скольжения положение вкладыша определяется лишь силой гидро- статического давления, которая проходит через центр вкладыша и создает относительно центра сферической опоры момент, который опускает переднюю и поднимает заднюю кромки вкладыша в крайние поло- жения.В крайнем положении вкладыш будет удерживаться и после приведения вала во вращение до тех пор, пока гидродинамические силы не создадут опрокидывающего момента противоположного знака, доста точногодля всплытия вкладыша. Все это время задняя кромка вкладыша будет находиться нэ максимально близком к поверхности вала расстоянии, что повышает вероятность кромочного касания и следовательно способствует повышенному износу вкладыша, а значит, приводит к снижению долговечности,Кроме того, в указанном крайнем положении вкладыша профиль клиновидного зазора не меняется, а после всплытия вкладыша хотя и меняется, но не соответствует оптимальному. Оптимальной профиль обеспечивается лишь плавающим вкладышем при отключенном источнике гидростатического давления, Неоптимальность профиля приводит к повышенномутепловыделению, перегреву смазки, связанному с ним падению вязкости и следовательно несущей способности, что может вызвать преждевременный выход изделия из строя, Вероятность отказа повышается, а надежность снижается,Цель изобретения - повышение долговечности и надежности работы подшипника,Указанная цель догтигается тем, что5 гидростатодинамический подшипник, содержаший втулку с несущими карманами,самоустанавливающиеся антифрикционные вкладыши, расположенные в карманахпосредством сферических опорных злемен 10 тов и закрепленных в их донной части сферических регулируемых в их донной частисферических регулируемых упоров,прохо дящая через центры сфер ось которых смещена в направлении вращения вала15 относительно центрарабочей поверхностивкладьщ 1 а, и рабочие поверхности которыхсмещены относительно рабочей поверхности втулки в направлении оси вращения, атакже размещенные между вкладышами и20 донной частью карманов и закрепленные напоследней кольцевые упругие манжеты, согласно заявляемому техническому решениюснабжен на тыльной стороне каждого вкладыша цилиндрическим хвостовиком, охва 25 тываемым упомянутой кольцевой упругойманжетой, причем продольная ось хвостовика совмещена с осью, проходящей черезцентры сфер опорного элемента и регулируемого упора,30 На фиг,1 представлен поперечный разрез гидростатодинамического подшипника;на фиг.2 - развертка поверхности скольжения; на фиг,3 - схема нагружения при действии радиальной Г и моментной У35 нагрузокГидростатодинамический подшипниксодержит два ряда смещенных друг относительно друга круглых в плане несущих карманов 1, охватывающих размещенные в них40 самоустанавливающйеся вкладыши 2, имеющие антифрикционное покрытие по поверхности скольжения 3, выступающей наднаружной поверхностью карманов 4. Вкладыши сопрягаются по сфере с упорами 5,45 ввинченными в корпус 6 с фиксацией контргайками 7 и обеспечивающими регулировкурадиального зазора между поверхностямискольжения 3 и вала 8. Карманы снабженыдросселями 9, выполненными в виде жикле 50 ров для подачи смазочного материала под. давлением, Точка качания вкладыша смещена от его центра по направлению вращениявала на 0,1 диаметра вкладыша О для обеспечения оптимального сочетания несущей55 способности смазочного слоя по вкладышуи нагрева смазки, вызванного потерями навязкое трение в смазочном слое,На тыльной стороне каждого вкладышавыполнен цилиндрический хвостовик 10, который по диаметру охватывает упругая. манжета 11, зэкрепленнэя нэ корпусе 6, не щей способности, благодаря тому, что вэл 8 препятствующая сэмоу",тановке вкладыша контактирует по всей энтифрикционной пои недопускэющэя высокое дэвление нэ ох- . верхности сэмоустанавливэющихся вклавэченной ею части тыльной стороны вклэ- дышей 2, выступающей над нэружной дышэ. Ось цилиндрического хвостовика 5 поверхностью 4 гидростатических проходитчерезцентрсферыупора 5-точку карманов, Внешние нагрузки Г и М уравнокачения вклэдьгшэ,вешиваются реэкциями смазочного слоя йПодшипник работает следующим обрэ- и Вп в оядэх карманов, Слив смазки осущезом. ствляется в торцы подшипника,Перед пуском в кэрмэны 1 через дрос Если при эксплуатации подшипникэ изсель 9 подается под высоким давлением вестен вектор радиэл 1 ной или моментной смазка, что обеспечивает разделение по- . постоянных нагрузок, повышение несущей верхностей скольжения вэлэи подшипника, способности возможно за счет индивидуэ также прижэтие вкладышей 4 к упорам 5, эльной по рядам вкладышей регулировки Прижимэющэя силэ возникэет вследствие 15 радиального зазора.перепада дэвлений нэ участке тыльной сто- Зэявляемый подшипник по сравнению роны вкладыша - торца хвостовикэ 10, ох- с прототипом отличается повышенной дол.- вэченном манжетой 11, и соответствующем . говечностью и нэдежностьЮ зэ счет обеспеучастке рабочей поверхности вкладыша, чения оптимальной самоустановки представляющем собой проекцию хвоста- вклэдышэ нэ всех режимах работы, э также вика, Нэ оставшейся части вкладыша пере сни;кенными потерями на тренйе,пэд давления не возникает. Прижимэющэясила нэпрэвленэ по оси цилиндрического Ф о р м у л э и з о б р е т е н и я хвостовикэ 10, проходит через центр сферы Гидростэтодинэмический подшипник, упора 5-точку качания вкладыша, не созда- содержащий втулку с несущими карманами, ет момент относительно указэнной точки сэмоустэнэвливэющиеся антифрикционкэчэния, и поэтому не влияет на режим са ные вклэдыши, расположенные в кэрмэнах моустановки вклэдыщэ,посредством сферических опорных злеменПри вращении вэлэсугловойскоростью тов и закрепленных в их донной части сфер в смазочном слое между валом и вклады- рических регулируемых упоров, шем создается дополнительное гидродина- проходящая через центры сфер, ось кбтомическоедэвление, которое складывается с 30 рых смещена з направлении вращения нала гидростатическим давлением и увеличивэет относительно центра рабочей поверхности несущую способность подшипника, Вклэ- вкладыша и рабочие поверхности которых дыш поворэчивэется вокруг центра сферы смещены относительно рабочей поверхноупора 5 и занимает такое положение, в ко- сти втулки в нэправлении оси вращения, э тором сила гидродинамйческого давления 35 также размещенные между вкладышами и также проходит через центр сферы упора 5. донной частью кармэнов и закрепленные нэДвухрядная структура карманов 1 с рав- последней кольцевые упругие манжеты, о т ньм взаимным смещением в радам обеспе-, л и ч э ю щ и й с я тем, что, с целью повышечивэет равную несущую способность ния долговечности и надежности рэботы, подшипнику незэвисимо от ориентации каждый вкладыш нэ его тыльной стороне вектора радиальной нагрузки Г на упор 5 40 выполнен с цилиндрическим хвостовиком, или середину перемьгчки между камерами 1. охватываемым упомянутой кольцевой упруПри экстремальных радиальных Г и момен- гой манжетой и продольная ось которого тных М нагрузкэх исключены задиры нЭ совмещена с осью, проходящей через центкромкэх развитой длины обрэзующей, не- ры сфер опорного элемента и регулируемообходимой для обеспечения высокой несу го упора,Редактор М,Циткина ррект оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аэ 28 У 8 ВНИИП Составитель А,ПершиТехред М.Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5