Гидростатический подшипник Советский патент 1986 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к области бесконтактных опор с янетним источником давления смазки и может найти применение в качестве шпиндельного гидростатического подшипника металлорежущего станка.

Целью изобретения является повышение несущей способности и жесткости.

На фиг.1 представлен радиальный подшипник; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - развертка наружной поверхности втулки на фиг,2; на фиг,4 - радиально-упорный подшипник с упорным карманом на одном из торцов; на (Ьиг.5 - развертка наружной поверхности втулки на Фиг,4; на фиг,6 - радиально-упорный подшипник с упорными-карманами на обоих торнах,; на фиг,7 - развертка наружной .поверхности втулки на фиг-,6; на фиг,8 - радиально-упорный подшипник с несколькими карманами на каждом торце; на фиг.9 - развертка наружной (поверхности втулки на фиг.8, ° Шпиндель 1 (фиг,1, 2 и 3) с зазором расположен во втулке 2, смонтированной в корпусе 3. Втулка 2 содержит четыре несущих кармана 4-7, образующих радиальный подшипник. На наружной поверхности втулки 2, сопря женной с поверхностью корщ са 3, выполнены общий дросселирующий кольцевой канал 8, кольцевая камера 9 подвода смазки под давлением, каналы 10 подвода смазки и соединительные каналы 11 и 12 между общим каналом 8 и несущими карманами 4-7 радиального подшипника. Соединительные каналы 11 и 12 и каналы 10 подвода смазки, чередуясь, делят общий канал 8 на сообщающиеся между собой кольцевые участки, в виде которых выполнены входные дроссели каждого кармана. Ка налы 10 подвода смазки распределены вдоль общего канала 8 неравномерно., Горизонтальная пара несущих карманов 4 и 6 много меньше вертикальной пары несущих карманов 5 и 7. Такой подшипник способен воспринять вертикальную нагрузку большей величины, чем горизонтальная. Соответственно выходные сопротивления карманов 4 и 6 много меньше карманов 3 и 7. Поэтому каналы 10 между общим каналом В расположены неравномерно (величина а больше величины Ь ): гораздо ближе к каналам 11, соединяющим общий канал

O

5

0

5

45

30

35

40

50

55

В с карманами 4 и 6, «ем к каналам 12, ведущим в карманы 5 и 7; каналы 11 и 12 распределены равномерно вдоль канала 8: между ними одинаковое расстояние с. Поэтому входные сопротивления карманов 4 и 6, пропорциональные размеру б , соответственно больше пропорциональных размеру а входных сопротивлений карманов 5 и 7, что и требуется для обеспечения высокой жесткости слоя смазки в поди1ипникв,

Шпиндель 1 (фиг.4 и 5) с зазором расположен во втулке 2, которая закреплена в корпусе 3. Подшипник содержит четыре несущих кармана 4-7 радиального и один кольцевой 13 упорного подшипников. На наружной поверхности втулки 2, сопряженной с поверхностью корпуса 3, выполнены общий

дросселирующий кольцевой канал 8, кольцевая камера 9 подвода смазки под давлением, каналы 10 подвода смазки и соединительные каналы 11,

12 и 14 между каналом В и соответственно несущими карманами радиального и упорного подшипников. Соединительные каналы 11, 12, 14 и каналы 10 подвода смазки, чередуясь, делят канал 8 на сообщающиеся между собой

.кольцевые участки, в виде которых выполнены входные дроссели каждого кармана. Каналы 10 подвода смазки рас- : пределены вдоль канала 8 неравномер- но: расстояние .а между каналами 10, смежными с каналом 14, в несколько раз меньше расстояния Ь между каналами 10, смежными с каналами 11. Целесообразно, чтобы каналы 11, 12 и 14 были расположены в середине участков между каналами 10. Соединительные каналы 11, 12 и 14 распределены вдоль канала 8 тоже неравномерно. Соотношение Ь/а определяется отношением выходных сопротивлений карманов радиального и упорного подшипников.

При включении давления смазка по каналам 10 поступает в общий канал 8 и, дросселируясь, через соединительные каналы 11, 12 и 14 - в несущие карманы 4, 5, 6, 7 и 13 подшипника, откуда, дросселируясь в щелях под перемычками, ограничивающими карманы, вытекает наружу. При этом шпиндель 1 жестко центрируется в подшипнике в пределах зазоров текущим слоем смазки. Давление в кармане 13 уравновешивается либо осевой нагруз3128

K(, . ;1,чг1.чрнием в ттротивопо- ложиоь кпрм;1ие.

Чтобы обесм1ечит1 пысокне жесткость и несущую способность слоя смазки - в полшнпнике, необходимо определенное соотношение, например равенство, г идросопротивлений на входе и выходе из каждого несущего кармана. Выходное сопротивление кармана 13 упорного подшипника обычно в 4-5 раз больше выходного сопротивления каждого из четырех карманов 4-7 радиального подшипника. Неравномерное распределение каналов 10, 11, 12 и 14 вдоль канала 8 обеспечивает соответствующее соот- ношение сопротивлений входных дросселей карманов 4, 5, 6, 7и13, а значит, и требуемое соотношение,например равенство, сопротивлений на входе и выходе из каждого кармана подшипника и, как следствие, высокие нагрузочные характеристики слоя смазки.

Это расширяет возможности применения подшипника, например в описанном случае радиально-упорного подшипника, и позволяет общим каналам одного сечения получить разные входные сопротивления для разных карманов .

.-

Целесообразно, как показано на Лиг.4 и 3, соединительный канал 14 между ВХОДНБ1М дросселем и несуш,им карманом 13 упорного подшипника располагать между несущими карманами 4-7 радиального подшипника. В этом случае каналы 11 и 12 в виде радиальных сверлений попадают в карманы 4-7. В ;любом другом случае ка- налы 11 и 12 должны иметь более слож- ;ную форму, чтобы попасть в карманы 4-7, например более или менее сильный наклон к радиальному направлению То же самое показано и на фиг,6 и 7, но для радиально-упорного подшипника с кольцевыми карманами 13 упорного подшипника на обоих торцах. И здесь целесообразно соединительные каналы 14 между входными дросселями (канал 8) и карманами 13 упорного подшипника располагать между карманами 4-7 радиального подшипника, чтобы соединительные каналы 11 и 12 попали в карманы 4-7 наиболее простым путем.

На фиг.8 и 9 показан другой вариант гидростатического подшипника, на примере радиально-упорного с многокарманным упорным подшипником,Здесь

JO t5 2025

30

35

Q . 45 50 55

шпимярль 1 расположен с -зазором во ртулке 2 радт1ально-упорного гидростатического подшипника с многокарманными радиальным и упорн гм подшипниками. Втулка 2 закреплена в корпусе 3 и содержит р отверстии четыре несущих кармана 4-7 радиального и на каждом торце по четыре несущих .кармана IS и Ifi упорных подшипников.

На наружной цилиндрической поверхности втулки 2 выполнены два кольцевых дросселирующих канала 8 и 17. Кольцевая камера 9 подвода смазки под давлением соединена с каналами 8 и

17каналами 10 подвода смазки. Канал 8 соединительными каналами 11 и 12 соединен с несущими карманами 4-7 радиального подшипника. Это одна группа карманов. Канал 17 каналами

18и 19 соединен соответственно с карманами 15 и 16 упорных подшипников на правом и левом торцах втулки 2. Это другая группа кармаНов,

Таким образом, карманы радиально-упорного подшипника разбиты на две группы. Входные дроссели одной группы выполнены в виде кольцевых участков, образующих свой общий канал. Карманы 15 имеют большую площадь, чем карманы 16, а расстояние с( между каналами 10, смежными с каналами 18, меньше, чем расстояние 6 между каналами 10, смежными с каналами 19. Соответственно.сопротивление на входе в карманы 15 меньше, чем на входе в карманы 16.

При подаче давления смазка попадает по каналам 10,8, 11, 12 в карманы 4, 5, 6 и 7 по каналам 10, 17, 18 в карманы 15 и по каналам 10, 17 и 19 в карманы 16. Смазка дросселируется в каналах 8 и 17 на входе в карманы и при выходе из них в щелях над перемычками, ограничивающими карманы. При этом шпиндель 1 жестко центрируется во втудке 2 в пределах зазоров, паря над текущим слоем смазки. Каналы 8 и 17 имеют достаточно большие сечения и длины участков, поскольку один канал обслуживает не все, а группу карманов. Кроме того, карманы разбиты на группы функционально (карманы радиального и упорного подшипников входят в разные группы), что позволяет назначить сечение каналов Р и 17 в соответствии с величиной назначенных зазоров в соответствующих группах. Можно разбить карманы и на

.128

три СРУЛ. ;. ЯРМ.ПП П,,10ГО, UP- рРЛИеГГ) II -гЛЯИРГ VnOpUhlX Г10Л1ЧИПНИкогО и гпптпе 1 .(1 имртт-. по три каналя о радиллi nfi-ynopnoN подшипнике. По MPHbiiie i мо:ре, н гтодтипнике так можно выделит по тем или иным причигтм одну группу карманов. 0с- талг.иые питать иначе, например пчаимообразным дросселироланием.

В показанном случае неравномерное распределение каналов 10, 18 и 19 вдоль канала 17 (разные расстояния с( и Ь ) позволяет обеспечить одинаковые зазоры в упорном подшипнике при разных эффективных площадях карманов 15 и 16 или разные зазоры при одинаковых площадях. Все это расширяет функциональные возможности примене- .ния подшипника, повышения его жесткости и несущей способности.

Таким образом, описанные варианты гидростатического подшипн ика благодаря неравномерному распределению каналов подвода смазки и/или соединительных каналов вдоль общего кольце- вого канала, образующего своими участками входные дроссели (сопротивле- , ния) несущих карманов, и/или, тому, что несущие карманы подшипника разделены на несколько групп и,., по мень шей мере, входные дроссели карманов одной группы выполнены в виде кольцевых участков, образующих свой общий канал, позволяют существенно расширить Лункциональные возможности применения подшипников, в том числе в качестве радиально-упорных, возможности подбора зазоров, распределения

зазоров, подбора, распре.деления и повышения нагрузочных характеристик.

Формула изобретения

1.Гидростатический подшипник по авт.св. № 397691, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности и жесткости, каналы подвода смазки к входным дросселям и/или соединительные каналы между последними и несущими карманами распределены неравномерно вдоль общего канала,

2.Подшипник ПОП.1, отличащийся тем, что он снабжен размещенными на одном из торцов втулки упорными несущими карманами, сообщающимися с упомянутым общим каналом посредством дополнительно выполненных во втулке соединительных каналов при этом последние расположены в зоне окружных перемычек между несущими радиальными карманами.

3.Подшипник по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что он снабжен размещенными на торцах втулки упорными несущими карманами и дополнительными входными дросселями в виде кольцевых

-сообщающихся между -собой участков, образующих общи канал, соединенными с упорными несущими карманами через дополнительно выполненные во втулке соединительные каналы, при этом последние расположены в зоне окружных перемычек между несущими радиальными карманами.

Изобретение относится к области бесконтактных опор с внешним источником давления смазки. Целью изобретения является повьппение несущей способности и жесткости. Вдоль общего кольцевого канала, образующего своими участками входные дроссели несущих карманов, каналы лодвода распределены неравномерно. Несущие карманы подшипника разделены на несколько групп. Входные дроссели карманов одной группы, выполненные в виде коль- цевых участков, образуют свой общий канал. Общий дросселирующий кольцевой канал может быть расположен на наружной поверхности втулки, сопряженной с поверхностью корпуса. Неравномерное распределение каналов позволяет обеспечить одинаковые зазоры в подшипнике при разных эффективных площадях карманов или разные зазоры при одинаковых площадях.2 з.п. ф-лы, 9 ил. с S (Л tc 00 о tc li оо INJ

Фи2.2

Г

L

J п

/f

L

I

п

J

«CJ

Г

п

.J

(Ри.5

13

Фи.г.7

ipuz.9

Составитель Т.Хромова Редактор М.Бандура Техред М,Хадан„ч Ко р ре кто р С.

з акаГтОА ПЗ Ги аГтУу ВНИИШ Государственного комитета bUbf по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская

пГо изГо;с;вё;;;о п;Ги г;; й;Гс;оГп рё7прйятие. Г.УЖГОРОД, ул. Проектная, 4