Газостатический подшипник Советский патент 1990 года по МПК F16C32/06 

смазки (не показан). Каналы И подвода выполнены по типу простая диафрагма, а радиальные каналы 7 - по типу кольцевая диафрагма, что позволяет реализовать принцип двойного дросселирования в магистрали кагиетания. На внутренней поверхности втулки 4 со стороны ее торца выполнена кольцевая проточка 9. При этом длина участ- ка дросселирования уменьшена до величины, которая может быть найдена из выражения

t -т 9 f 2 ) Lp-L 2Й 1, ,

где LP - длина рабочего участка

втулки;

L , - длина наружной поверхности . втулки; О - ширина кольца упругого эле-

мента| об- угол поворота оси вала в

средней части цапфы, обусловленный его перекосом и изгибом под действием консольной нагрузки;

Kg - радиальная податливость несущего газового слоя; 1- - эксцентриситет вала относительно втулки в средней час- ти цапфы, обусловленный по- ; датливостью несущего газовог

слоя;

угловая податливость упругого элемента. . Л1шейная нагрузочная характеристика подшипника на режимах нулевой и отрицательной податливости обеспечивается выполнением входных дросселей управляющих камер 6,с постоянным со- противлением.

Газостатический подшипник работае следующим образом.

Смазка, поступающая от источпш:а через каналы 8 типа простой диафраг- Мы, попадает в управляющие камеры 6. Отсюда смазка по радиальным каналам 7 типа кольцевой диафрагмы поступает в рабочий зазор, образовшшый валом 5 и внутренней рабочей поверхностью втулки 4. Далее газ течет по направлнию к торцам подшипнша, где выходит в окружающую атмосферу. Под действием консольной нагруг1ки вал 5 изгибается, смещается отно- сительно втулки 4 и поворачивается относительно корпуса 1. При этом ia нагруженной и разгруженной частм несущего газового слоя давление га

за соответственно увеличивается и уменьшается. Разность этих давлений пр1тодит к образованию вектора радиальной реакции несущех О газового слоя, действующей на втулки 4 со стороны вала 5. При этом вектор радиальной реакции создает усредненное давление по рабочей площади ьтулки, воспр1шимающей нагрузку.

Одновременно в нагруженной (нижней) и разгруженной (верхней) управляющих камерах 6 возникает разность давлений, создающая реактивную силу. Эта сила действует на втулку 4 противоположно вектору радиальной реакции несущего газового слоя и смещена от нее в сторону удаления от нагруженного конца вала 5. Разность этих сил уравновешршается за счет раДиапьной реакции упругого подвеса, возникающей при смещении втулки 4 относительно корпуса 1. Смещение втулки 4 относительно корпуса 1 противоположно по направлению смещению вала 5 относительно втулки 4.

Реактивный момент, создаваемый парой сил, поворачивает втулку на угол yd , обеспечивая ее самоустанов - ку. Величина угла поворота оси вала в средней части цапфы, обусловленного его перекосом и изгибом, может быть найдена из выражения

1Дь

м

s-h -н:которое и определяет длину участка дросселирования Lp, позволяющего реализовать в подшипнике активную компенсацию радиального и углового перемещения вала 5, повышая тем самым жесткость и несущую способность узла.

Изобретение позв оляет расш1-1ритъ диапазон воспринимаемых нагрузок за счет самоустановки втулки относительно вала и устранить кромочные давления. При этом обеспечивается устойчивая работа подшипника при отрицательной податливости за счет двойного дросселирования при наддуве.

Формула изобретения

Газостатический подшипник, содержащий установленную в корпусе на упругом подвесе в виде кольцевых прокладок с продольными перегородками и охватывающую цапфу вала втулку, образованные внутренней поверхностью кор-

пуса, наружной поверхностью втулки и упругим подвесом управляющие камеры, сообщенные посредством радиальных каналов во втулке с рабочим зазором, а также выполненные в корпусе каналы подвода для соединен|1я управляющих камер через входной дроссель с источником подачи смазки, отличающийся .тем, что, с целью повышения несущей способности путем обеспечения самоустановки втулки и повьппения устойчивости на режимах нулевой и отрицательной по-. датливости, на внутренней поверхности втулки со стороны одного из ее торцов выполнена кольцевая проточка, входной дроссель выполнен с постоянным проходным сечением, а длина

1590727«

рабочего участка втулки LA определяется из следующего выражения:

Ь.-2У- | 4 L.Н

%

10

15

где L - длина наружной поверхности

втулки;

О - ширина кольца упругого элемента;

- угол поворота оси вала в средней части цапфы в условиях консольной нагрузки; Kj - радиальная податливость несущего газового слоя; Ij - эксцентриситет вала относительно втулки в средней части цапфы;

Cf - угловая податлюзость упруго- го злемента.

Ь.-2У- | 4 L.Н

%

где L - длина наружной поверхности

втулки;

О - ширина кольца упругого элемента;

- угол поворота оси вала в средней части цапфы в условиях консольной нагрузки; Kj - радиальная податливость несущего газового слоя; Ij - эксцентриситет вала относительно втулки в средней части цапфы;

Cf - угловая податлюзость упруго- го злемента.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газостатическим подшипникам и может быть использовано в металлорежущих станках. Цель изобретения - повышение несущей способности путем обеспечения самоустановки втулки и повышения устойчивости на режимах нулевой и отрицательной податливости. Газостатический подшипник содержит установленную в корпусе на упругом подвесе втулку, охватывающую цапфу вала. Во втулке образованы управляющие камеры, которые сообщены с рабочим зазором между втулкой и валом посредством радиальных каналов, которые вместе с каналами подвода в корпусе реализуют принцип двойного дросселирования в магистрали нагнетания. Для обеспечения самоустановки на внутренней поверхности втулки со стороны ее торца выполнена кольцевая проточка для уменьшения длины участка дросселирования на внутренней поверхности втулки и для изменения плеча, на котором действуют реактивные моменты, обусловленные действием перекоса и изгиба при консольном нагружении вала. Подшипник позволяет устранить возникновение кромочных давлений и обеспечить устойчивую работу на режимах нулевой и отрицательной податливости и получить на этих режимах линейную нагрузочную характеристику. 3 ил.

I

Риг.2

/ /

риг..З