Гидростатическая опора Советский патент 1992 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к машиностроению,

Известен гидростатический подшипник, в котором подвод жидкости производится через кольцевой зазор между валом и обоймой подшипника, снабженной сегмен- тообразными регулировочными камерами, сообщенными каналами с диаметрально противолежащими несущими камерами.

Однако известный гидростатический подшипник характеризуется недостаточной жесткостью, так как его система с сегменто- образными регулировочными камерами и проточками для подачи жидкости под давлением занимает большую площадь. В известном подшипнике отсутствует одна кольцевая проточка высокого давления, поэтому его можно применять только тогда, когда сегментообразные регулировочные камеры с системой проточек выполнены во внутренней части корпуса шпинделя. Обычно сегментообразные регулировочные камеры с проточками для подачи жидкости выполняются с наружной стороны корпуса

шпинделя, так как это обеспечивает более высокую жесткость.

Цель изобретения - повышение надежности в работе и точности позиционирования вала.

На фиг. 1 изображена опора, продольный разрез.; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1

Гидростатическая опора содержит канал 1, подвода рабочей жидкости, неподвижный элемент, например, втулку 2 и подвижный элемент, например, вал 3 На рабочей поверхности втулки 2 расположены приемные камеры 4 и 5, сообщающиеся через каналы 6 и 7 с диаметрально противолежащими несущими карманами 8 и 9 Канал 1 подвода рабочей жидкости выполнен кольцевым в периферийной части втулки 2 и сообщен с ее приемными камерами 4 и 5 посредством радиальных отверстий 10 и 11 (фиг.2), кольцевых выемок 12 и 13 и входных щелевых дросселей 14 и 15. размещенных на уровне внутренней рабочей поверхности втулки 2. С противолежащим несущим кар(Л

С

i ел

СП

о

маном 8 приемная камера 4 каналом 6 соединена через кольцевую канавку 1 б и канал, сообщающий приемную камеру с диаметрально противолежащим несущим карманом 17, выполненным во втулке2. Приемная камера 5, расположенная диаметрально противоположно приемной камере 4, соединена каналом 7 через кольцевую канавку 18 и радиальный проход 19 несущим карманом 9. С обеих сторон несущих карманов 8 и 9 на внутренней поверхности втулки 2 выполнены кольцевые выходные дроссели, 20 и 21 по ширине отличающиеся от расстояния 22 (фиг.З) между смежными карманами 8 и 9 по окружности внутренней поверхно- сти втулки 2. С противоположной стороны от несущих карманов 8 и 9 за кольцевыми выходными дросселями 20,21 расположены кольцевые углубления 23 и 24 отработанной рабочей жидкости. Одно углубление 23 от- работанной рабочей жидкости расположено между приемными камерами 4 и 5 и несущими карманами 8 и 9 и соединено с отводом 25. Вал 3 во втулке 2 размещен с зазором 26 и 27 со стороны карманов 8 и 9 между валом 3 и втулкой 2. Канал 1 подвода рабочей жидкости подсоединен к насосу (не показано).

Опора работает следующим образом.

Рабочую жидкость под давлением насо- са (не показан) подают в канал 1 подвода рабочей жидкости и через радиальные отверстия 10 и 11 направляют в кольцевые проточки 12 и 13. Между входными дросселями 14 и 15 и поверхностью вала 3 рабочая жидкость дросселируется внутрь приемных камер 4 и 5. Из камеры 4 по каналу 6, кольцевой канавке 16 и каналу 7, сообщающему приемную камеру с диаметрально противолежащим несущим карманом, рабочую жид- кость направляют в несущий карман 8, где на нее воздействует давление вала 3 на втулку 2. Аналогично -из камеры 5 по каналу 7, кольцевой канавке 18 и радиальному проходу 19 рабочую жидкость направляют в противолежащий несущий карман 9. В несущих карманах 8 и 9 отработавшая жидкость через выходные дроссели 20 и 21 поступает в кольцевые углубления 23 и 24. При нормальном режиме зазоры 26 и 27 в разных сторонах между втулкой 2 и валом 3 одинаковы. При передвижении вала 3 в сторону кармана 8 на величину х зазор 26 между валом 3 и втулкой 2 в стороне кармана 8 будет n-х, а зазор 27 в стороне кармана 9 n+х. По увеличенному зазору 27 межу входным щелевым дросселем 14 и валом 3 подают больше рабочей жидкости в приемную камеру 4, а из нее по каналу 6, канавке 16 и проходу 17 увеличивают подачу в карман.

Таким же образом уменьшенному (n-х) зазору 26 под входным щелевым дросселем 15 меньше подают рабочей жидкости в приемную камеру 5, а из нее - в несущий карман 9, В результате увеличения подачи рабочей жидкости в карман 8 в нем повышается давление, а уменьшение подачи жидкости в карман 9, уменьшает давление в нем. В результате этого вал 3 отодвигают от кармана 8 к карману 9, Таким образом стабилизируют положение вала 3 во втулке 2. Разность давления в противоположных карманах выражается уравнением:

-РМ n+х ,3

К -1

К + 1

./ I I К Л Л

где k ( где х

величина сдвига

вала;

п - зазор при центральном положении вала;

Рн - давление насоса;

Р - разность давления в противоположных карманах (Ре - Рм).

Предлагаемая опора потребляет меньше жидкости, так как суммарный периметр паразитного течения четырех впрессованных дросселей меньше, чем двух проточек высокого давления.

Формула изобретения Гидростатическая опора, содержащая цапфу вала и охватывающую ее несущую втулку с несущими карманами и приемными камерами, сообщающимися посредством каналов с диаметрально противолежащими несущими карманами, а также соединенную посредством входного щелевого дросселя между поверхностями несущей втулки и цапфы вала с приемными камерами кольцевую камеру подвода рабочей среды, ограничивающие несущие карманы в осевом направлении выходные щелевые дроссели и расположенное между приемными камерами и несущими карманами по меньшей мере одно кольцевое углубление для отработанной рабочей среды, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе и точности позиционирования вала, она снабжена размещенным между приемными камерами и кольцевым углублением для от-, работанной рабочей среды и сообщающимся с кольцевой камерой подвода рабочей среды дополнительным входным щелевым дросселем, кольцевая камера подвода рабочей среды размещена в несущей втулке со стороны ее опорной части в зоне расположения приемных камер, несущая втулка выполнена с двумя кольцевыми выемками на ее рабочей поверхности, одна из которых между торцом втулки и близрасположен- ным входным щелевым дросселем, другая - между вторым входным щелевым дросселем и кольцевым углублением для отработанной рабочей среды, с радиальными отверстиями вокруг каждой приемной камеры для сообщения кольцевой камеры подвода рабочей среды через упомянутые кольцевые углубления и входные щелевые

дроссели с приемными камерами и с размещенными вдоль оси несущей втулки со стороны опорной ее части в зоне расположения несущих карманов кольцевыми канавками в количестве, равном числу несущих карманов, и каждая из которых соединена с каналом, сообщающим приемную камеру с несущим карманом.

Изобретение м.б. использовано в машиностроении, для шпиндельных узлов. Гидростатическая опора содержит несущую втулку с несущими карманами и приемными камерами, сообщающимися через кольцевые канавки на опорной ее части с диаметрально противолежащими несущими карманами. Вокруг приемных камер расположены входные щелевые -дроссели. Камера подвода рабочей среды размещена в несущей втулке со стороны ее опорной части в зоне расположения приемных камер и сообщена посредством вокруг каждой приемной камеры радиальных отверстий с дросселями. Между несущими карманами и входными щелевыми дросселями выполнено кольцевое углубление для отработанной смазки Такое выполнение повышает жесткость и точность фиксации вала. 3 ил.

V U 2S У 13

S

1 25 //7

Фиг. 21S1 &

Фиг.З