Способ настройки высокооборотной комбинированной опоры вала Советский патент 1987 года по МПК F16C21/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для опор валов в машилах и механизмах, работающих с большими частотами врашения.

Цель изобретения - увеличение долговечности путем обеспечения регулирования частоты врашения внутреннего кольца шарикоподшипника.

На фиг. 1 представлена конструкция высокооборотной комбинированной опоры для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - графические зависимости, показы- ваюш,ие изменение момента сопротивления шарикоподшипника и момента трения конического ГСП в зависимости от частоты вра- ш,ения подшипников при различных рабочих жидкостях в гидростатическом подшипнике (ГСП).

Опора (фиг. 1) содержит конический ГСП 1, шариковый подшипник 2 и промежуточный элемент 3 с коническим торцом, обращенным к гидростатическому подшипнику 1. Конический ГСП 1 центрируется с валом 4, удерживается от осевого перемещения гайкой 5 и размещается в полости 1, образованной корпусом 6 и крышкой 7. Полость ГСП I сообщается с полостью Ш, образованной средней крышкой 8 и задней крышкой 9, через радиальный зазор 10 между промежуточным элементом 3 и валом 4.

Шарикоподшипник 2 центрируется на промежуточном элементе 3, удерживается от осевого смещения гайкой 11 и расположен в полости П, которая образована корпусом 6 и средней крышкой 8. Уплотнения 12 и 13, расположенные в крышках 7 и 9, исключают перетекание жидкости из полости 1 и Ш в атмосферу, а уплотнение 14 в крышке 8 предотвращает перетекание жидкости из полости П в полость Ш и обратно.

Уплотнения 15, расположенные в корпусе 6 опоры исключают перетекание жидкости из полости 1 в полость П и обратно.

В корпусе 6, крышках 7-9 выполнены дренажные отверстия 16-20 соответственно. Наклонные отверстия 21 в гидростатическом подшипнике 1 закрываются технологическими заглушками 22. Полость кольцевой проточки 23 гидростатического подшипника 1 герметизируется уплотнениями 24 и 25. Камеры 26 гидростатического подшипника 1 сообщаются через наклонные отверстия 21, радиальные каналы 27 с осевым каналом 28, по которому осуществляется подвод жидкости в ГСП. В среднюю крыщку 8 ввернуты форсунки 29. В корпусе 6 и средней крышке 8 выполнены сливные отверстия 30-32.

Опора работает следующим образом.

При недостаточном давлении масла в системе питания ГСП и малой частоте вращения вала 4 гидростатический подшипник 1 под действием осевой силы Fa плотно

прижат к коническому торцу промежуточного элемента 3. В этом случае конический ГСП 1 и промежуточный элемент 3 вращаются вместе с одинаковой скоростью, как

жесткий вал. При увеличении частоты вращения вала 4 давление жидкости в карманах 26, поступающей туда по каналам 28, 27 и 21, увеличивается за счет центробежных сил. При- этом между коническим ГСП

,4 1 и промежуточным элементом 3 образуется зазор А, в котором образуется масляная пленка, способствующая проскальзыванию промежуточного элемента 3 и жестко связанного с ним внутреннего кольца щарико- подшипника 2 относительно конического гид5 ростатического подшипника 1. Внутреннее кольцо шарикоподшипника 2 вращается со скоростью, составляющей часть от скорости вращения вала 4.

Для смазки и охлаждения шарикоподшипника 2 необходимо дорогостоящее масло

типа МК-8, которое подается через форсунки 29.

В качестве рабочего тела для гидростатического подшипника можно использовать любые жидкости (теплоносители, топливо,

5 химические реагенты и т.д.) с различными вязкостями.

Масло, проникающее через уплотнения 12-15, сливается через дренажные отверстия 16-20 в атмосферу или в нагнетающие магистрали. Жидкости из полостей 1,

0 II и III сливаются через отверстия 30, 31 и 32. При наличии изолированных друг от друга полостей I и II, в которых расположены конический гидростатический подшипник 1 и шарикоподшипник 2, можно путем подбора жидкостей с различными вязкостями

5 изменять скорость промежуточного элемента 3 и связанного с ним внутреннего кольца шарикоподшипника 2 относительно заданной скорости конического ГСП 1 и жестко связанного с ним вала 4.

На фиг. 2 представлен график 2, построенный для шарикоподшипника по экспериментальным данным, полученным при испытании комбинированной опоры.

В комбинированной опоре момент со- 5 противления шарикоподшипника является моментом трения ГСП и относительная скорость подшипников обуславливается точкой их совместной работы, получаемой пересечением графиков моментов, построенных в функции частот вращения (фиг. 2). В, точке 0 пересечения графиков. 1 и 2 с использованием в обоих подшипниках масла МК-8 скорость внутреннего кольца шарикоподшипника пвн.к 4800 об/мин.

Используя в ГСП воду (график 3), керосин Т-1 (график 4) и дизельное топли- 5 во (график 5) при том же масле МК-8 в шарикоподшипнике, получаем в точках пересечения графиков пвн.к 2800, 3000 и 3800 об/мин.

Использование в гидростатическом подшипнике в качестве рабочих тел жидкостей с различными вязкостями при неизменном масле в шарикоподшипнике позволяет экономить дорогостоящее масло, которое необходимо для шарикоподшипника в комбинированной опоре, расширить диапазон регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподщипника за счет подбора жидкостей с различными вязкостями для гидростатического подшиника. Уменьшение пвн.к. щарикоподшипника позволяет увеличить его долговечность.

Формула изобретения

Способ настройки высокооборотной комбинированной опоры вала с шариковым и

гидростатическим подшипниками, включа- юший подачу рабочей среды в составляющие опору подшипники, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности путем обеспечения регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника, для питания каждого из подшипников используют рабочую среду с разной вязкостью.

/.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для опор валов в машинах и механизмах, работающих с большими частотами врашения. Целью изобретения является увеличение долговечности путем обеспечения регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника. Опора содержит конический гидростатический подшипник (ГСП) и шарикоподшипник, расположенные в изолированных один от другого полостях, каждая из которых имеет автономную систему подвода и отвода жидкости. Для питания каждого из подшипников используют рабочую среду с разной вязкостью. При повышении давления в маслосистеме и увеличении частоты вращения вала в работу вступает ГСП и внутренее кольцо шарикоподшипника вращается с меньшей скоростью, чем скорость вала, в зависимости от вида применяемой жидкости в ГСП. 2 ил. со 1чЭ О сл J 00

М,н-м

г

I

108

,мин

Составитель Т, Хромова

Редактор Н. ГорватТехред И. ВересКорректор Н. Король

Заказ 2640/39Тираж 759Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Л1осква, Ж-35, Раушская нас., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

в ,oS/MUH

61/

г

о