Комбинированная опора вала Советский патент 1989 года по МПК F16C21/00 

Изобретение откосится к машино- йтроению и может быть использовано в Качестве опор для быстроходных валов механизмов и машин различного назна-. Чения,,

Цель изобретения - повьшение эко- йомичности опоры при работе с высо- йими скоростями вращения.

На фиг. 1 представлена лредлагае- опора, продольньй разрез; на

4

иг, 2 - корпус гидростатического :одшипника, продольньй разрез; на

фиго 3 - то же, вид сбоку; на фиг.4 - ВНЕШНЯЯ втулка, продольный разрез; 4а фиг. 5 - то же, вид сбоку; на иг. 6 - внутренняя дололнительная йтулка, продогьньй разрез; на фиг.7- jo же, вид сбоку; .на фиг. 8 - графи- еские зависимости, показывающие Изменение расхода рабочей жидкости t|epe3 гидростатический лоддгилник в з ависимости от окружной скорости вращения вала

Комбинированная опора (фиг. I), содержит конический гидростатический 15ОДШИПНИК 1, радиально-упорньй шари- фовый подшилник 2 и промежуточной : лемент 3 с коническим торцом, обра- к гидростатическому подшипни- ty . В коническом гидростатическом йодшишшке (фиг. 2) выполнена кольцевая проточка 4, в которой установле- ifta втулка 5, в последней выполнена кольцевая проточка 6 (фиг. 3). Втул- ia 5 удерживается в крайнем левом положении за счет пружины 7 (фиг. 1) и образует с промежуточным элементом 3 несущие карманы 8. Дополнительная втулка 9 установлена в кольцевую Проточку 6 втулки 5. На рабочей тор- довой поверхности втулки 9 выполнены несущие карманы 10, объем которых меньше объема несущих карманов 8 йтулки 5 о Под действием пружины 1 :й разрезного стопорного кольца 1 2 дополнительная втулка 9 удерживается в крайнем левом положении, образуя несущий карман 13. Конический гидростатический подшипник центрируется с валом Г4 и удерживается от осевого перемещения гайкой 15.

Шариковьй подшилник 2 размещен В корпусе опоры 16, центрируется на промежуточном элементе 3 и удерживается от осевого перемещения гайкой 17 и крышкой 18,

Карманы 8, 10 и 13 через отверстия 19 дополнительной втулки 9 сообщены с полостью 1 высокого давления,

которая связана .через радиальные каналы 20 с полостью II подачи рабочей жидкости в гидростатический подшипник. Полость кольцевой проточки 21, выполненной в крьппке 22, герметизируется с помощью уплотнений 23 и 24, Корпус опоры закрывается крьпп ами 18 и 25, крторые имеют уплотнения 26 и 27. Жесткость пружины 11 выбрана превышающей жесткость пружины 7,

Опора работает следующим образом.

При малой скорости вращения вала 14 гидростатический подшипник 1 плотно прижат к промежуточному элементу 3 и они вращаются как одно целое.

Увеличение частоты вращения вала 14 до расчетной величины создает давление жидкости в карманах 8, которые обеспечивают несущую способность гидростатического подшипника 1, между

коническими поверхностями деталей I и 3 появляется жидкостная пленка с1, которая способствует проскальзыванию промежуточного элемента 3 и внутреннего кольца шарикоподшипника относительно гидростатического ,.ч) v подшипника. Окружная скорость вращения внутреннего кольца ширикопод- шипника в этом случае составляет часть от окружной скорости вращения

вала 14.

По мере увеличения скорости враще- 1ШЯ вала 14 происходит рост давления рабочей жидкости в полости I. Втулка 5 вместе с допол1штельной втулкой

9 за счет разности давлений в полости I и в карманах 8, 10 и 13, преодолевая усилие более податливой пружины 7, перемещается к промежуточному элементу 3 до выбора хода h.. В этом

случае несущую способность гидростатического подшипника вместо карманов 8 обеспечивают несущие карманы 13 меньших размеров. Уменьшение размеров карманов приводит к снижению несущей

способности гидростатического подшипника и восстановлению зазора S до расчетной величины, а следовательно, к обеспечению постоянного расхода жидкости через гидростатический подшипник ,до заданной величины. I

При дальнейшем росте скорости вращения вала 14 и давления рабочей жидкости в полости I втулка 9, преодолевая усилие пружины 11, перемещается к промежуточному элементу 3 до выбора хода h. Несущая способность гидростатического подшипника 1,,сохранение зазора Sf. и постоянство расхода рабочей жидкости через него .обеспечиваются несущими карманами 10 При уменьшении скорости .вращения вала 4 процесс регулирования ff. и расхода жидкости происходит в результате последовательного подключения карманов разных размеров в обратном порядке. Сначала за счет более жесткой пружины 11 возвращается в исход- ное положение дополнительная втулка 9 и в работу вступают карманы 13, Затем в левое крайнее положение перемещается втулка 5 и регулирование , и расхода рабочей жидкости осуществляется за счет карманов 8.

Характер изменения расхода жидкости через гидростатический подшипник Чн.гс зависимости от окружной скорости вращения вала п для опоры, в которой р аботают только несущие карманы 8, показывает кривая А (фиг. 8) Характер изменения расхода жидкости q от окружной скорости вращения

вала П| для опоры, в которой после- довательно вступают в работу несущие карманы 8, 13 и 10, показывает кривая Б.

Как следует из приведенных зависимостей, предлагаемая опора позволяет обеспечивать работу опоры при больших значениях окружной скорости вращения вала. Одновременно повышается экономичность опоры, а значит, снижается энергоемкость ее обслуживания .

Формула изобретения

Комбинированная опора вала, содержащая шариковый радиально-упорный и конический гидростатический подшипники, установленный между ними проме жуточньш элемент с коническим торцом обращенным к гидростатическому подшипнику, а также установленную в проточке гидростатического подшипника подпружиненную- в осевом направлении втулку, отличающаяся тем, что, с цепью повьшения экономичности при работе с высокими скоростями вращения вала, она снабжена подпружиненной в осевом направлении дополнительной 1 втулкой с коническим торцом, обращенным к промежуточному элементу, и вьшолненными на указанном торде. несущими карманами, соединена. ными с источником цодачи смазки под давлением, а во втулке выполнена проточка, в которой концентрично установлена дополнительная втулка.

Иаобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве опор для быстроходных валов механизмов и машин различного назначения. Цель изобретения - повышение экономичности опоры при работе с высокими скоростями вращения. Опора содержит конический гидростатический подшипник 1, шариковый подшипник 2 и промежуточный элемент 3 с коничесхп } S3 КИМ торцом, обра1ценным к подростатн- ческому подшипнику 1. В кольцевой проточке гидростатического подшипника 1 установлена подпругкзшенная вт1 л- ка 5, в проточке которой концентрнч- но размещена подпружинеР1ная дополнительная втулка 9. Несущие карманы JO дополнительной втулки 9 выполнены меньших размеров по отношению к несущим карманш-1 8 основной ;втулки 5, По мере увелнчешш скорости вращеш1Я вала 14 последовательно вступают в работу несущие карманы 8, 13 н 10,, меньших размеров. При этом рабочее давление падает и гидростатическое взвешивание вновь осуществляется несущими карманами большей величины, но при уменьшенном расходе рабочей жидкости. Конструкция устройства позволяет обеспечить работу опоры при повышенных скоростях вращения вала.8ил. с 1 SKsa fenvcCTra

X:v.Vvoгcs oo vS.v ч лxчvw x.w.x

OCCSXSNSX4SX

4vSi

Фиг. 2

Фие. J

//т

у/////

ШШМ

ФиеЛ

Фие.В

.5

Фие.7

М.ГСПр НГ/Ц

в n lO Jof-MiiH

-1