Комбинированная опора вала Советский патент 1983 года по МПК F16C21/00 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех ограслях народного хозяйства для опор валов в машинах и механизмах, работающих с больнтми частотами вращения.

Известна конструкция комбинированной оноры, состоящая из нод1иинника качения и Г1оди1иг ника скольжения 1.

Однако такая конструкция не обеспечивает надежность в процессе всего цикла работы.

Известна также комбинированная опора, содержащая щариковый радиально-упорный и конический гидростатический гюдщипники и установленный между ними промежуточный элемент с коническим торцом, обра1ценным к i-идростатическо.му подщипнику 2.

Недостатком этой конструкции является то, что в случае выхода из строя гидростатического подщипника может произойти радиальное смещение промежуточного элемента вместе с валом. Подшипник качения продолжает работать, но появится вращающаяся нагрузка за счет эксцентриситета вала, что приводит к возникновению вибрации.

Цель изобретения -- улучшение вибрационных характеристик оноры при малых оборотах вала.

Указанная цель дости|-ается те.м, что в комбинированной опоре вала, содержащей Н1ариковый радиально-упорный и конический гидростатический подшипники и устанoвлeн ый между ними промежуточный элемент с коническим торцом, обрашеннЕзШ к гидростатическому подшипнику, опора снабжена уетановленной между гидростатическим подшипником и нромежуточны.м элементом ноднружиненной и зафиксированной от нроворота втулкой, один из торцов которой размещен в камере гидростатического подшипника, а в коническом торце промежуточного элемента выполнен кольцевой паз для размещения в нем другого торца втулки.

На фиг. 1 представлена предлагаемая опора, разрез; на фиг. 2 -- промежуточный элемент, разрез; на фиг. 3 -- втулка, разрез; на фиг. 4 - корпус конического гидростатического подшипника, разрез.

Опора содержит конический гидростатический подшипник 1, щариковый радиально-унорный нодщиппик 2, жестко связанный с ним промежуточный элемент 3, имеющий кольцевой паз 4, в котором размещена втулка 5 со штифтом 6 и пружина 7. Ко} ический гидростатический юдшинник 1 связан с валом 8 посредством шпонки 9 и удерживается от смещения в осевом направлении гайкой 10. Радиально-упорный шариковый гюдшинник 2 в корпусе опоры 11 удерживается гайка.ми 12. Камера 13 конического гидростатического подшипника 1 через отверстия 14, кольцевую проточку 15 и отверстия на валу 16 связана с полостью подачи масла после распределительного устройства, предусмотренного в маелосистеме. Полость кольцевой проточки 15 герметизируется с помощью уплотнений 17. Промежуточный элемент 3 (фиг. 2) имеет пазы 18, в которые вставляются и закрепляются винтами 19 планки 20 (фиг. 1). Втулка 5 (фиг. 3) имеет также пазы 21, куда входят планки 20 промежуточного элемента 3, которые удерживают втулку 5 от проворачивания относительно промежуточного эле.мепта 3 и ограничивают смещение втулки 5 в направлении конического гидростатического подщипника 1. В коническом гидростатическом нодпшпнике 1 (фиг. 4} путем фрезерования выполнены пазы 22, в которые вставляются и закрепляются винтами 23 сухари 24 (фиг. 1) последние делят кольцевую проточку в коническом гидростатичесподшипнике 1 на отдельные независикомкамеры гидростатического нодшипнимь е. 1итифт 6 обеспечивает соответствуюка 1 положе1ше втулки 5 относительно прошеемежуточного элемента 3 при сборке узла.

Опора работает следуюихим образом.

При малых оборотах вала 8 (фиг. 1) и недостаточном давлении масла редукционный клапан, имеющийся в раснределительном устройстве масляной системы, закрыт, поэто.му мас,:10 в конический гидростатический подшипник 1 не поступает. В этом случае Бту,лка 5 под действие.м пружины 7 своими выступами входит в камеры 13 копического -идростатическо1-о нодц1ин1П1ка 1, который вместе с про.межуточны.м э.чеметом 3 вра1цается с одинаковой скоростью за счет соединения их втулкой 5 как жесткий вал, исключая тем самым радиальное смещение конического гидростатического подшипника 1, предотвращая вибрацию.

При увеличении оборотов вала 8 и роста давления масла открывается редукционный клапан и масло подается в камеры 13 конического гидростатического подшипника 1. По мере увеличения оборотов вала 8 увеличивается давление масла в камерах 13 за счет центробежных сил.

Втулка 5, преодолевая натяжение пружины 7, выходит из камер 13 конического гидростатического подшипника 1, и в работу вступает конический гидростатический 11ОДП1ИГШИК 1, т.е. происходит проскальзывание промежуточного элемента 3 и жестко связанного с ни.м внутреннего кольца шарикового радиально-упорного подшипника 2 относительно конического гидростатического подшипника 1 за счет масляной пленки между ними. Внутреннее кольцо шарикового радиально-упорного подшипника 2 вращается со скоростью, составляющей часть скорости вращения вала 8. При уменьшении оборотов вала 8 падает давление масла в системе, срабатывает редукционный

клапан и масло не поступает в камеры 13 конического гидростатического подшипника 1. Под действием пружины 7 втулка 5 своими выступами, имеющими фаски (фиг. 3), заходит в камеры 13 конического гидростатического подшипника 1, обеспечивая отсутствие проскальзывания и центровку конического гидростатического подшипника 1 относительно промежуточного элемента 3. Таким образом, обеспечивается жесткая связь (центровка деталей) между коничес7/////////////

W//////////

Фиг. 5

КИМ гидростатическим подшипником 1 и промежуточным элементом 3 в комбинированной опоре вала, что улучшает вибрационные характеристики комбинированной опоры вала при пусках (остановках) и недостаточном давлении в масляной системе и камерах гидростатического подшипника в случае выхода из строя масляного насоса или масляной системы двигателя, что обеспечивает большую надежность и долговечность комбинированной опоры вала.

. Л

КОМБИНИРОВАННАЯ ОПОРА ВАЛА, содержащая щариковый радиальноупорный и конический гидростатический подшипники и установленный между ними промежуточный элемент с коническим торцом, обращенным к гидростатическому подшипнику, отличающаяся тем, что, с целью улучщения вибрационны.х характеристик опоры при малых оборотах вала, опора снабжена установленной между гидростатическим подшипником и промежуточным элементом подпружиненной и зафиксированной от проворота втулкой, один из торцов которой размеш,ен в камере гидростатического подшипника, а в коническом торце промежуточного элемента выполнен кольцевой паз для размещения в нем другого торца втулки. г 11 //