Радиальный гидростатический подшипник Советский патент 1985 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям подшипников скольжения для опор скоростных металлорежуших станков, работающих с большими нагрузками.

Известен радиальный гидростатический подшипник, содержащий несущие карманы и разделительные дренажные канавки 1.

Этот подшипник обладает подвешеннымрасходом рабочей среды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является радиальный гидростатический подшипник, содержащий корпус, закрепленную в нем втулку с несущими карманами и уплотняющими карманы перемычками, вал и источник давления для подачи рабочей среды через дроссели к карманам 2.

Недостатками известного радиального гидростатического подшипника при работе с большими скоростями скольжения и нагрузками являются его неспособность к заметному повышению нагрузочных характеристик за счет проявляющихся при вращении вала гидродинамических процессов на уплотняющих карманы перемычках ввиду малой площади последних, а также больщие потери мощности на трение, что обусловлено вихревым движением потоков масла в карманах. Увеличение площади уплотняющих карманы перемычек без изменения площади карманов (с целью сохранения неизменными статических характеристик подщипника) сопровождается, как правило, увеличением потерь мощности трения.

Цель изобретения - повышение несущей способности и жесткости гидростатического радиального подшипника без увеличения потерь мошности на трение.

Указанная цель достигается тем, что в гидростатическом радиальном подшипнике, содержащем корпус, закрепленную в нем втулку с несущими карманами и уплотняющими карманы перемычками, а также источник давления для подачи рабочей среды через дроссели к карманам, каждый из карманов выполнен в виде ряда сквозных каналов с переменным сечением в окружном направлении, продольные оси которых расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вала, и на наружной поверхности втулки выполнены углубле|1ия, сообщающие между собой соответствующие одному карману канавки по всей их длине.

На фиг. 1 изображен радиальный гидростатический подщипник; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Радиальный гидростатический подшипние состоит из корпуса 1, закрепленной в нем втулки 2 с несущими карманами 3 и уплотняющими карманы перемычками 4, вал 5 и источник внешнего давления (не показан) для подачи рабочей среды через дроссели 6

к несущим карманам. Карманы 3 подшипника выполнены в виде ряда сквозных канавок 7 во втулке 2 с переменным сечением в окружном направлении, продольные оси которых расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вала 5. Торцовые поверхности 10 канавок 7 очерчены участками цилиндрической поверхности 11, ось 12 которой параллельна оси 9 вала 5, а касательная плоскость 13 к поверхности 11, проходящей через точку 14, лежащую на внутренней поверхности втулки 2, образует угол ос с плоскостью 15 симметрии кармана 3. На наружной поверхности втулки 2 выполнены углубления 16, каждое из которых соответствует

5 одному из несущих карманов 3 и сообщает между собой канавки 7 по всей их длине.

Гидростатический радиальный подшипник работает следующим образом.

Рабочая среда (масло), находящаяся в

- зазорах и несущих карманах 3 подшипника, при вращении вала 5 увлекается последним в направлении его вращения. При смещении вала 5 относительно втулки 2 под давлением внешней нагрузки на перемычках 4 втулки 2 возникают клиновые зазоры, в

5 которые затягивается рабочая среда, увлекаемая валом при своем вращении. Возникающая при этом подъемная сила тем больше, чем больше площадь, занимаемая перемычками.

Выполнение в предложенной конструкции карманов 3 подщипника в виде ряда сквозных канавок 7 во втулке 3 обеспечивает уменьшение объема, занимаемого карманами и, следовательно, уменьшение объема жидкости, в которой возникло ее вихревое движение.

Наличие узких, ориентированных в направлении вращения вала канавок 7, а также плавного перехода их торцовых поверхностей от внутренней поверхности втул0ки 2 к наружной по цилиндрической поверхности 11 обеспечивает разбиение увлекаемого вращающимся валом потока масла на ряд изолированных потоков и их стабилизацию, а также отсутствие пристенного

5 эффекта при взаимодействии увлекаемого потока с торцами карманов.

Углубления 16 на наружной поверхности втулки 2, объединяющие между собой канавки 7 на всей их длине, уменьшают вероятность образования вихрей при взаимодействии циркулирующих в канавках 7 потоков рабочей среды, подводимой к несущим карманам 3 от источника давления.

Технико-экономический эффект выражается в повышении нагрузочной способности и жесткости высокоскоростных шпиндельных узлов на гидростатических опорах, а также в повышении точности обрабатываемых этими узлами деталей.

10

/2 /

16

.Z

РАДИАЛЬНЫЙ ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК, содержащий корпус, закрепленную в нем втулку с несущими карманами и уплотняющими карманы перемычками, а также источник давления для подачи рабочей среды через дроссели к карманам, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности и жесткости без увеличения потерь мощности на трение, каждый из карманов выполнен в виде ряда сквозных канавок с переменным сечением в окружном направлении, продольные оси которых расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вала, и на наружной поверхности втулки выполнены углубления, сообщающие между собой соответствующие одному карману канавки по всей их длине.