Комбинированная опора вала

 

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 подростатнческому подшипнику 1. В кольцевой проточке гидростатического подшипника 1 установлена подпругкзшенная вт1 лка 5, в проточке которой концентрнчно 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (5l) 4 Р 16 С 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265569/31-27

t (22) 19.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. и 11 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н. Туполева (72) В.N. Демидович Л.В. Горюнов. и Н.А. Якимов (53) 621.822,5 (088.8) (56) Ав тор ско е свидетель ство СССР

Р 1035311, кл. F 16 С 21/00, 1983. (54) КОМБИНИРОВА11НАЯ ОПОРА ВАЛА (57) Изобретение 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 коническим торцом, обращенным к гидростатическому подшипнику 1. В кольцевой проточке гидростатнческого подшипника 1 установлена подпружиненная втулка 5, B проточке которой концентрнчно размещена подпружиненная дополнительная втулка 9. Несущие карманы 10 дополнительной втулки 9 выполнены меньших размеров по отношению к несущим карманам 8 основной втулки 5.

По мере увеличения скорости вращения вала 14 последовательно вступают в работу несущие карманы 8, 13 и 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.

146 7262

Изобретение 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.

На фиг. 1 представлена предлагае- 10

»ая опора, продольный разрез; на иг. 2 — корпус гидростатического одшипника, продольный разрез; на фиг. 3 — то же, вид сбоку; на фиг.4— внешняя втулка, продольными| разрез;

На фиг. 5 — то же, вид сбоку; на фиг. б — внутренняя дополнительная втулка, продогьный разрез; на фиг.7то же, вид сбоку; на фиг. 8 — графические зависимости, показывающие 20 изменение расхода рабочей жидкости !ерез гидростатиче кий подшипник в зависимости от окружной скорости вращения вала, ! 25

Комбинированная опора (фиг. 1)

Содержит конический гидростатический подшипник 1, радиально-упорный шариковый подшипник 2 и промежуточный лемент 3 с коническим торцом, обра- 30

Шенным к гидростатическому подшипни у 1. Б коническом гидростатическом

Подшипнике (фиг. 2) выполнена кольцевая проточка 4, в которой установлена втулка 5, в последней выполнена кольцевая проточка б (фиг. 3). Втулка 5 удерживается в крайнем левом проложении 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 торцовой поверхности втулки.9 выполнены несущие карманы 10, объем которых меньше объема несущих карманов 8 45 втулки 5. Под действием пружины 11

:н разрезного стопорного кольца 12 дополнительная втулка 9 удерживается

g крайнем левом положении, образуя несущий карман 13. Конический гидростатический подшипник центрируется с валом 14 и удерживается от осевого перемещения гайкой 15.

Шариковый подшипник 2 размещен в корпусе опоры 16, це.нтрируется 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 подшип" ник, Полость кольцевой проточки 21, выполненной в крышке 22, герметизируется с помощью уплотнений 23 и 24.

Корпус опоры закрывается крышКами

18 и 25, которые имеют уплотнения

26 и 27. Жесткость пружины 11 выбрана превышающей жесткость пружины 7.

Опора работает следующим образом.

При малой скорости вращения вапа

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

1 и 3 появляется жидкостная пленка

/, которая способствует проскальГсл зыванию промежуточного элемента 3 и внутреннего кольца шарикоподшипника относительно гидростатического, о .

° подшипника. Окружная скорость вращения внутреннего кольца ширикоподшипника в этом случае составляет часть от окружной скорости вращения вала 14.

По мере увеличения скорости вращения вала 14 происходит рост давления рабочей жидкости в полости I. Втулка

5 вместе с дополнительной 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 k . В этом случае несущую способность гидроста-, тического подшипника вместо карманов

Ф

Ф

8 обеспечивают несущие карманы 13 меньших размеров. Уменьшение размеров карманов приводит к снижению несущей способности гидростатического подшипника и восстановлению зазора 8„,„ до расчетной величины, а следовательно, к обеспЕчению постоянного расхода жидкости через гидростатический подшипник,,до заданной величины.

При дальнейшем росте скорости вращения вала 14 и давления рабочей жидкости в полости I втулка 9, пре! 467262 одолевая усилие пружины 11, перемещается к промежуточному элементу 3 до выбора хода h . Несущая способность гидростатического подшипника 1,„сохранение зазора d и постоянство расхода рабочей жидкости через него обеспечиваются несущими карманами 10.

При уменьшении скорости .вращения вала 14 процесс регулирования Х„,„ и расхода жидкости происходит в результате последовательного подключения карманов разных размеров в обратном порядке. Сначала за счет более жесткой пружины 11 возвращается в исходное положение дополнительная втулка

9 и в работу вступают карманы 13.

Затем в левое крайнее положение перемещается втулка 5 и регулирование д;,„ и расхода рабочей жидкости осуще- 20 ствляется за счет карманов 8.

Характер изменения расхода жидкости через гидростатический подшипник с в зависимости от окружной ско си рости вращения вала п< для опоры, в 25 которой работают только несущие карманы 8, показывает кривая А (фиг. 8}

Характер изменения расхода жидкости

q от окружной скорости вращения

И,гср вала и для опоры, в которой последовательно 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 вра— щения вала. Одновременно повышается экономичность опоры, а значит, снижается энергоемкость ее обслуживания °

Формула из обретения

Комбинированная опора вала, содержащая шариковый радиаль но-упорный и конический гидростатический подшипники, установленный между ними промежуточный 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 повышения экономичности при работе с высокими скоростя— ми вращения вала, она снабжена нодпружиненной в осевом направлении дополнительной втулкой с коническим торцом, обращенным к промежуточному элементу, и выполненными на указанном торце несущими карманами, соединен.-. ными с источником цодачи смазки под давлением, а во втулке выполнена проточка, в которой концентрично установлена дополнительная втулка, !

467262

1467262

1467262

Составитель E. Нванов

Редактор М, Бланар Техред N,Äèäûê Корректор М. Васильева

Заказ 1172/30

Тираж 698

Подписное

ВНБИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101