Гидростатический подшипник

СОКН СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК г 9 29 Г 505г ЗОБРЕТЕН Н О ВИ АВТО РСКО ЬСТВ(5 б) Авторское свидетельство СССРИг 877139, кл. Р 04 О 29/04, 1980,(57) Изобретение относится к машиностроению и касается гидростатических опорвалов насосов, применяемых в энергетической. и химической отраслях промышленно. сти. Цель изобретения - повышениенадежности путем исключения влияния наработу насоса осевого перемещения вала.:Гидростатический подшипник содержит ус тановленные в корпусе 1 концентричныевращающуюся 4 и невращающуюся 5 втулки, Между втулками 4 и 5 образована дросселирующая щель б и гидрокамеры 7,Первая из втулок 4 имеет жестко связанный, . Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидростатицеским опорам и уплотнениям валов, преимущественно насосов, применяемых в энергетической и химической отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение надежнасти при наличии осевого смещения вала,На фиг. 1 представлен гидростатический подшипник в продольном разрезе с гидрокамерами на подвижной в осевом направлении втулке; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг, 5- уз 1 на фиг. 1, на фиг, б - узел 11 на фиг. 1; на фиг, 7 - разрез Г-Г на фиг, 5; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 9 - гидрастаел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ 1 ИЯМПРИ ГКНТ СССР М 1588029 А 1 с ней кольцевой бурт 8, охватывающий концевой участок 9 второй втулки 5 с образованием входной дроссельной щели 10, сообщенной с гидрокамерами 7, Вторая втулка 5 выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена кольцевым радиальным выступом 12 и кольцевым коллектором 13, Первая втулка 4 снабжена уплотнительным кольцом 14, образующим дополнительную дроссельную щель 15 и дополнительные гидрокамеры между своей торцовой поверхностью и торцовой поверхность 1 о второй втулки 5. При возникновении радиальной силы, действуюгцей на вал 18, вследствие разности давлений в гидрокамерах 7 возникае 1 сила. старающаяся удержать вал в центральном положении. При- - возникновении осевой силы вследствие разности давлений в дополнительных гидрокамерах возникает сила, противодействующая посторонней силе. 11 ил. тический подшипник в продольном разрезе с гидрохамерами на неподвижной втулке; на фиг, 10 - схематическое изображение действия подшипника; на фиг, 11 - схема действия осевых сил и их уравновешивание в осевом направлении.Гидростатицеский подшипник содержит корпус 1 с полостями 2 и 3 соответственно высокого давления и слива. В корпусе размещены две концентричные вращающаяся 4 и невраща,ощаяся 5 втулки, а полости 2 и 3 высокого давления и слива образованы с противоположных торцов втулок 4 и 5. Между втулками 4 и 5 образованы дросселирующая щель б и гидрокамеры 7, выполненные в виде пазов на внутреннейповерхности одной из втулок 4 или 5, открытых с торца, обращенного к полости 2 высокого давления, Одна из втулок 4 имеет жестко связанный с ней кольцевой бурт 8, расположенный со стороны полости 2 высокого давления и охватывающий концевой участок 9 второй втулки 5. Между внутренней поверхностью кольцевого бурта 8 и противолежащей цилиндрической поверхностью второй втулки 5 образована входная дроссельная щель 10. сообщенная с гидро- камерами 1 радиальными каналами 11.Вторая втулка 5 выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена кольцевым радиальным выступом 12 и кольцевым коллектором 13. Первая втулка 4 снабжена уплотнительным кольцом.14, установленным со стороны полости 3 слива с образованием дополнительной дроссельной щели 15 между своей торцовой поверхностью и торцовой поверхностью второй втулки 5. Кольцевой коллектор 13 выполнен в виде кольцевой проточки на цилиндрической поверхности одной из втулок 4 или 5 перед дополнительной дроссельной щелью 15. На одной из обращенных друг к другу торцовых поверхностей уплотнительного кольца 14 и второй втулки 5 выполнены дополнительные гидрокамеры 16, сообщенные с кольцевым коллектором 13. Подвижная в осевом направлении вторая втулка 5 снабжена штифтом 17, фиксирующим ее либона корпусе 1 (фиг, 1), либо на валу 18(фиг. 9), На валу 1 Р закреплено с помощью гайки 19 отбойное кольцо 20, Все втулки 4 и 5 уплотнены в корпусе 1 и на валу 18 уплотнениями 21. Гидрокамеры 16 сообщены с кольцевым коллектором 13 через осевые каналы 22 и торцовую дросселирующую щель 23 между противоположной стороной радиального выступа 12 и торцом первой втулки 4. Для слива протечек в корпусе 1 выполнено сливное отверстие 24. Дополнительные гидрокамеры 16 и гидрокамеры 7 могут быть выполнены как на неподвижных (фиг, 9), так и на вращающихся деталях (фиг. 5 и 6).Гидростатический подшипник работает следующим образом.Из полости 2 высокого давления рабочая среда поступает во входную дроссель-. ную щель 10. затем через канал 11, гидрокамеру 7, дросселирующую щель 6 - в сливной кольцевой коллектор 13,Из сливного кольцевого коллектора 13 , рабочая среда протекает через дросселирующую щель 23, канал 22, дополнительную гидрокамеру 16, дроссельную щель 15 в полости слива 3 и через сливное отверстие 24 - в сливную емкость, При отсутствии радиальной нагрузки на вал 18 благодаря равенству гидравлических сопротивлений щелей 10 на входе в гидрокамеру 7 и на выходещели 6 давление в гидрокамерах 7, расположенных по окружности, будет одинаковым5 при центральном положении вала. В случаевозникновения радиальной силы М(фиг. 10 а).действующей на вал 18, он будет смещатьсяв этом же направлении, в результате чегопроизойдет увеличение входной дроссельной .10 щели 10, уменьшение ее сопротивления иуменьшение дросселирующей щели 6 с увеличением ее сопротивления,Это вызовет увеличение давления в гидрокамере 7. С противоположной стороны15 вала 18 (фиг, 10 б) сопротивление входнойдроссельной щели 10 возрастает. а щели 6уменьшается, что вызывает уменьшениедавления в гидрокамере 7. Разность давлений в гидрокамерах 7 создает силу, направ 20 ленную в противоположную сторонусмещения вала 18, старающуюся удержатьвал 18 в центральном направлении относительно втулки 5, Эта сила будет возникатькаждый раз, когда возникает радиальная си 25 ла, действующая на вал 18 независимо от еенаправления. Величина удерживающей силы прямо пропорциональна перепаду давления.Благодаря такому устройству обес30 печивается не только исключение касаниявращающихся и невращающихся цилиндрических поверхностей, но и создается достаточно большая несущая способностьгидростатического подшипника с испольэо 35 ванием протечек без потребления дополнительного расхода рабочей среды. Приотсутствии осевых сил. действующих навтулку 5 ввиду равенства щелей 23 и 15(фиг.11), на входе и выходе из гидрокамеры 16. а40 также при равновесии осевых сил от гидрав- .лики (условие оговорено выше) зазоры в щелях 15 и 23 должны быть равными.В случаевозникновения посторонней силы, действующей на втулку 5, например, по направле 45 нию стрелки Т, щель 15 будет уменьшаться,увеличивая гидравлическое сопротивление,а щель 23 будет увеличиваться, уменьшаягидравлическое сопротивление. Вследствиеэтого в гидрокамьре 16 произойдет увеличе 50 ние давления, появится сила, противодействующая посторонней силе Т.В случае возникновения силы Н щель 15будет увеличиваться, уменьшая сопротивление. а щель 23 будет уменьшаться, увеличи 55 вая сопротивление, Вследствие этого вгидрокамерах 16 произойдет уменьшениедавления, а с ним - уменьшение силы отдавления. нарушится баланс гидравлических сил, т,е., если Рэ Р + Р 2, то возникаетсила, противодействующая посторонней сы 1588029ле, которая будет равнятся разности Р = Рэ - (Р 1 + Р 2). С ростом посторонней силы, действующей на втулку 5, будет расти сила противодействия до определенного предела, обусловленного перепадом давления. Благодаря такому устройству уплотнейия исключается касание вращающихся и не- вращающихся торцовых поверхностей, Жесткость положения плавающей втулки 5 в осевом направлении будет зависеть от соот. ношения размеров 01 и Ог и площади гидрокамеры 16, а также.от перепада давления, Соотношение размеров цилиндрического уплотнения и гидростатического радиального подшипника определяется в зависимости от назначения данного узла, Для уплотнения вала целесообразно увеличивать длину дросселирующих щелей и уменьшать размеры гидрокамеры. Для использования данного узла в качестве радиального гидростатического подшипника целесообразно уменьшать длину дросселирующих щелей, а увеличивать размеры гидрокамер.Это устройство можно также использовать в качестве упорного подшипника, например, для уравновешивания гидравлических осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса,Формула изобретения Гидростатический подшипник, содержащий.корпус с полостями высокого давления и слива. образованными с противоположных торцов двух концентрично расположенных вращающейся и невращающейся втулок с дросселирующей щелью между ними и гидрокамерами, вы полненными в виде пазов на внутреннейповерхности одной иэ втулок, открытых с ее торца, обращенного в сторону полости высокого давления, кольцевой бурт, жестко связанный с одной иэ втулок, расположен ный со стороны полости высокого давления,охватывающий концевой участок второй втулки и образующий между своей внутренней цилиндрической поверхностью и противолежащей цилиндрической поверхностью 15 второй втулки входную дроссельную щель,сообщенную с гидрокамерами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности. вторая втулка выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена 20 кольцевым радиальным выступом и кольцевым коллектором, а первая втулка снабжена уплотнительным кольцом, установленным, со стороны полости слива с образованием .дополнительной дроссельной щелй между 25 своей торцовой поверхностью и торцовойповерхностью второй втулки, при этом кольцевой коллектор выполнен в виде кольцевой проточки на цилиндрической поверхности одной иэ втулок перед дополнительной 30 дроссельной щельк), на одной иэ торцовыхповерхностей которой выполнены дополнительные гидрокамеры. сообщенные с кольцевым коллектором.1588029 Фиг Редактор Т. Курк 1 Муск рре КНТ Прои мбинат "Патент", г,город. ул.Гагарина, 1 ствен но-издательскии оставитель С,Брыковаехред М.Моргентал каз 21 А 5. Тираж 379 ВНИИПИ Государственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш