Гидростатический подшипник Советский патент 1992 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к машиностроению, может применяться в опорах быстровращающихся валов и является дополнительным к основному по авт. св. Nt 1448137.Известен гидростатический подшипник, содержащий охватывающую вал втулку с несущими камерами, разделенными между . собой осевыми перемычками, дросселирующие элементы, а также средства Для предотвращения возникновения вихревых движений рабочей жидкости, размещенные в каждой несущей камере. Данная конструкция обеспечивает снижение п отерь мощности на трение только в зонах несущих камер и не обеспечивает этого в зонах осевых перемычек. А так как рабочий зазор между валом и втулкой в зонах осевых перемычек значительно меньше глубины камер, то и потери мощности на трение в этих зонах значительно превышают аналогичные потери мощнрсти в зонах камер.

Наиболее близкой к изобретению является конструкция гидростатического подшипника, которая однако позволяет снизить потери мощности на трение только в зонах несущих камер и не обеспечивает снижение и регулировку потерь мощности на трение, а также температуры нагрева рабочей жидкости в зависимости от величины угловой скорости вращения вала в зонах осевых перемычек.

Целью изобретения является снижение потерь мощности на трение и интенсивности нагрева рабочей жидкости.

Сущность изобретения заключается в том, что известный гидростатический подшипник снабжен расположенными во втулке по числу окруя енных продольных перемычек между несущими карманами каналами для подвода сжатого газа, а каждая окружная продольная перемычка по всей ее длине выполнена со стороны рабочей поверхности подшипника с продольными углубл-ениями и |эазмещеннымм в них пористыми вставками, сообщающимися с упомянутыми каналами для подвода сжатого газа посредством продольных щелей в виде двух усеченных четырехгранных пираМИД, соприкасающихся малыми основаниями, причем угол при вершине усеченной пирамиды со стороны канала больше угла при вершине усеченной пирамиды со стороны пористой вставки.

Выполнение каждой продольной перемычки, снабженной по всей длине вставкой из пористого материала и каналом для подвода сжатого газа, соединенных между собой продольной щелью, а каждой

продольной щели в виде двух усеченных пирамид, соприкасающихся малыми основаниями, причем угол при вершине усеченной пирамиды со стороны канала больше угла при вершине усеченной пирамиды со стороны вставки, обеспечивает получение зазора между валом и втулкой в области продольных перемычек мелкодисперсной структуры газожидкостного потока с низким коэффициентом вязкости и различной скоростью движения.

- На чертеже схематически изображен гидростатический подшипник, поперечный разрез.

Подшипник состоит из втулки 1, охватывающей вал 2. Во втулке 1 выполнены несущие карманы 3, которые через выходные дроссели 4 соединены с системой подачи рабочей жидкости под давлением. В каждой несущей камере 3 установлены гофрированные мембраны 5 с рядом отверстий, расположенных в шахматном поряд :е. .Каждая осевая перемычка снабжена по всей своей длине вставкой 6 из пористого материала (например, керамики, металлорезины и т.п.) и, каналом, 7 для подвода сжатого газа, соединенных между собой продольной щелью 8. Каждая продольная щель 8 выполнена в виде двух усеченных пирамид, соприкасающихся малыми основаниями, причем угол при вершине усеченной hиpaмиды со стороны канала 7 больше угла при вершине усеченной пирамиды со стороны вставки 6.

Гидростатический подшипник работает следующим образом.

При смещении вала 2 его взвешивание. в радиальном направлении осуществляется за счет изменения Д авления в несущих карманах 3, в которые рабочая жидкость поступает через входные дроссели 4 от внешнего источника питания (например, насоса). Вращение вала 2 приводит к закрутке рабочей жидкости и возникновению вихрей в несущих карманах. Возмущения жидкости возбуждаЮт колебания гофрированной мембраны 5,. которая начинает оказывать демпфирующее действие на движущуюся жидкость, препятствуя возникновений вихрей и снижая потери мощности, на трение.

По каналам 7 подается сжатый газ (воздух, кислород и т.п.), который, проникая через пористые вставки 6, поступает в зазор между втулкой 1 и валом 2, где. смешиваясь с рабочей жидкостью, образует мелкодисперсную газожидкостную эмульсию. Поскольку коэффициент вязкости смеси газа с жидкостью меньше коэффициента вязкости одной жидкости, то и потери мощности на трение меньше. Часть газожидкостного потока поступает в несущие карманы, способствуя тем самым снижению потерь мощности на трение в HI/IX.В зонах продольных перемычек из-за наличия малых зазоров и между валом 2 и втулкой 1 происходит интенсивный нагрев рабочей жидкости, что отрицательно влияет, на точность работы подшипникового узла. Для снижения интенсивности нагрева рабочей жидкости в продольных щелях 8, выполненных в виде двух усеченных пирамид, соприкасающихся малыми основаниями, газ разгоняется до скоростей, зиачительш) превосходящих скорость подачи в канал 7, увеличивая тем самым интенсивность теп лоотвода из подщипника. При различнцх скоростях вращения вала 2 рабочая жидкость нагревается по-разному. Изменяя (увеличивая или уменьшая) скорость подачи газа в канал 7 (например, при помощи редукционного клапана), можно изменить ск&-у рость подачи газа через пористую вставку 6, меняя при этом вязкость газожидкостного потока в зюне продольной перемычки, регу лируя таким образом температуру нагрева

рабочей жидкости и потери мощности на трение.

Формула изобретения Гидростатический подшипник по авт. св. № 1448137, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь мощности на трение и интенсивности нагрева рабочей жидкости, он снабжен расположенными во втулке по числу окружных продольных перемычек между несущими карманами каналами для подвода сжатого газа, а каждая окружная продольная перемычка по всей ее длин§/выполнена со стороны рабочей поверхности подшипника с продольными углублениями и размещенными в них пористыми вставками, сообщающимися с упомянутыми каналами для подвода сжатого газа посредством продольных щелей в виде двух усеченных четырехгранных пирамид, соприкасающихся малыми основаниями, причем угол при вершине усеченной пирамиды со канала больше угла при вершине усеченной пирамиды со стороны пористой вставки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в опорах 'быстровращающихся валов. Целью изрбре^ тения является снижение потерь мощности на трение и интенсивности нагрева рабочей жидкости в зоне осевых перемычек. Под-5ч 3 8В8ю с>& юhO>&ю