Герметизированный гидродинамический подшипник (варианты)

 

Использование: в различных областях промышленности для поддержания с высокой точностью медленно вращающихся валов и обеспечения минимального трения в опорах. Сущность: герметизированный гидродинамический подшипник содержит подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец. На одном из элементов корпуса выполнена рабочая поверхность скольжения для вкладыша. В зоне торцов упомянутых колец размещены уплотнения для образования замкнутой полости подшипника. Подшипниковый вкладыш выполнен в виде равномерно расположенных по окружности самоустанавливающихся сегментов и поддерживающих их опорных ножек, опирающихся на посадочную часть вкладыша. Система опорных ножек включает множество консольных элементов, образующих демпфирующую систему для повышения динамической жесткости и улучшения эксплуатационной характеристики герметизированного подшипника. Представлены варианты устройства герметизированного гидродинамического подшипника и модификации его вариантов. Подшипник может быть смонтирован либо на валу, либо в корпусе. 5 с.п. ф-лы, 53 з.п. ф-лы, 55 ил.

Изобретение относится к машиностроению для герметизированных гидродинамических подшипников.

Известен герметизированный гидродинамический подшипник, содержащий составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, размещенные между ними в зоне их торцов уплотнения с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой рабочей жидкостью, смонтированный в наружном неподвижном кольце подшипниковый вкладыш и выполненную на внутреннем подвижном кольце рабочую поверхность скольжения для упомянутого вкладыша.

Недостатком известного герметизированного гидродинамического подшипника являются пониженные эксплуатационные характеристики за счет того, что подшипник ориентирован в направлении нагрузки и неспособен компенсировать несоосность цапфы вала.

Техническим результатом изобретения является повышение динамической гибкости всего подшипникового узла, включающего подшипник, цапфу вала и гидродинамическую смазочную пленку, и обеспечение изменения жесткости и демпфирования опорной структуры, что приводит к улучшению эксплуатационных характеристик.

Это достигается тем, что согласно первому варианту устройства в герметизированном гидродинамическом подшипнике, содержащем подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность для подшипникового вкладыша и размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, подшипниковый вкладыш выполнен со сквозными в продольном направлении продольно-радиальными прорезями, сообщающимися с рабочей полостью подшипника, и соединенными с ними продольно-тангенциальными прорезями, расположенными в зоне его посадочной поверхности и симметрично относительно каждой продольно-радиальной прорези со стороны рабочей поверхности с образованием опорных самоустанавливающихся сегментов с входными и выходными кромками, а также со сквозными в продольном направлении продольно-радиальными прорезями со стороны посадочной поверхности подшипникового вкладыша и сообщающимися с ними и расположенными в теле опорных сегментов продольно-тангенциальными прорезями, размещенными симметрично относительно каждой продольно-радиальной прорези со стороны посадочной поверхности подшипникового вкладыша с образованием консолей и соединяющих их с опорными самоустанавливающимися сегментами и с зоной посадочной поверхности опорных ножек, при этом рабочая поверхность подшипникового вкладыша выполнена цилиндрической, образующая которой параллельна оси вращения подшипника. Радиальный подшипниковый вкладыш может быть смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце. В радиальном подшипниковом вкладыше могут быть выполнены дополнительные прорези, часть из которых соединена с расположением в его зоне посадочных поверхностей с основными продольно-тангенциальными прорезями и ориентировано в сторону опорных самоустанавливающихся сегментов основными продольно-тангенциальными прорезями и ориентирована в сторону посадочной поверхности, а также соединенные между собой продольно-тангенциальные прорези, симметрично расположенные относительно основных продольно-радиальных прорезе, сообщающихся с рабочей полостью подшипника, и сопряженные с ними, продольно-радиальные прорези, сообщающиеся с основными продольно-тангенциальными прорезями в зоне посадочной поверхности, обеспечивающих самоустановку опорных сегментов по часовой стрелке или против часовой стрелки. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен, по меньшей мере, одним пьезоэлектрическим элементом, размещенным в одной из основных продольно-тангенциальных прорезей радиального подшипникового вкладыша. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен торцевыми бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением. В герметизированном гидродинамическом подшипнике торцевые бортики могут быть расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу. В герметизированном гидродинамическом подшипнике один из торцевых бортиков может быть расположен на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на наружном подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному кольцу. В герметизированном гидродинамическом подшипнике уплотнения могут быть выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцевых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцевых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен расположенными на торце вкладыша упорными сегментами, рабочие поверхности которых размещены в плоскости, перпендикулярной оси вращения подшипника, и поддерживающими сегменты опорными ножками, смонтированными по торцу вкладыша.

Согласно второму варианту устройства,в герметизированном подшипнике, содержащем подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша, размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, подшипниковый вкладыш выполнен с равномерно расположенными по окружности в его теле продольно-сквозными выемками и сообщающимися с ними продольно-сквозными со стороны рабочей поверхности пазами, образующими самоустанавливающиеся опорные сегменты с входной и выходной кромками, а также с расположенными между упомянутыми выемками со стороны его посадочной поверхности продольно-сквозными углублениями, образующими со стенками выемок в зоне входной и выходной кромок опорные стойки для опорных сегментов и перемычки, соединяющие две смежные опорные стойки двух соседних опорных самоустанавливающихся сегментов, при этом со стороны посадочной поверхности перемычка выполнена с опорным выступом, а рабочие поверхности опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельно оси вращения подшипника. Радиальный подшипниковый вкладыш может быть смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен торцевыми бортиками, каждый из которых соединен внешней периферической частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнениями. Торцевые бортики могут быть расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу. Один из торцевых бортиков может быть расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу. Уплотнения могут быть выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцевых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцевых бортиков наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости. В герметизированном гидродинамическом подшипнике продольно-сквозные выемки и сообщающиеся с ними продольно-сквозные выемки и сообщающиеся с ними продольно-сквозные пазы в подшипниковом вкладыше могут быть заполнены пористым пластиком, пропитанным смазочной жидкостью.

Согласно третьему варианту исполнения,в герметизированном гидродинамическом подшипнике, содержащем подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность для подшипникового вкладыша, и размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, подшипниковый вкладыш выполнен со стороны его рабочей поверхности с продольно-сквозными радиальными пазами, образующими опорные сегменты с входной и выходной кромками, с кольцевой канавкой на его посадочной поверхности для образования сплошных периферийных опорных кольцевых выступов, с симметрично и соосно расположенными на его торцах кольцевыми углублениями с образованием опорных ножек для самоустановки опорных сегментов и с отверстиями, расположенными со стороны его посадочной поверхности между опорными кольцевыми выступами, часть из которых размещена напротив радиальных продольно-сквозных прорезей, а другая напротив опорных самоустанавливающихся сегментов. Радиальный подшипниковый вкладыш может быть смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце. Отверстия напротив продольно-сквозных радиальных пазов могут быть выполнены с длиной, обеспечивающей их пересечение с пазами, а отверстия напротив опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены с длиной, меньшей длины отверстий напротив продольно-сквозных радиальных пазов. В герметизированном гидродинамическом подшипнике продольные оси отверстий напротив опорных самоустанавливающихся сегментов могут быть смещены в тангенциальном направлении относительно их радиальных плоскостей симметрии. В герметизированном гидродинамическом подшипнике в опорной ножке каждого опорного самоустанавливающегося сегмента может быть выполнено отверстие, продольная ось которого параллельна оси вращения подшипника и расположена в радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента, в теле подшипникового вкладыша в зоне его торцевых кольцевых углублений могут быть выполнены сообщающиеся с радиальными продольно-сквозными пазами и аксиально и симметрично размещенные относительно них продольно-сквозные выемки, при этом отверстия напротив опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены с диаметром, меньше диаметра отверстий напротив радиальных продольно-сквозных пазов, и часть из которых расположена несимметрично относительно радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента, а другая часть отверстий с совпадением их продольных осей с радиальной плоскостью симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента. Рабочие поверхности опорных самоустанавливающихся сегментов могут быть выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельно оси вращения подшипника. Рабочие поверхности опорных самоустанавливающихся сегментов могут быть выполнены наклонными к продольной оси вращения подшипника. Рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша может быть выполнена конической.

Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен торцевыми бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением. Торцевые бортики могут быть расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы pадиально к внутреннему подвижному кольцу. Один из торцевых бортиков может быть расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу. Уплотнения выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцевых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцевых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

Согласно четвертому варианту исполнения, в герметизированном гидродинамическом подшипнике, содержащем подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша и размещенных между ними в зоне их торцев уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, подшипниковый вкладыш выполнен в виде соосно расположенных вдоль оси вращения в продольном сечении самоустанавливающихся упорных сегментов с входной и выходной кромками, рабочие поверхности которых размещены в плоскости, перпендикулярной подвижному внутреннему кольцу, поддерживающих сегменты опорных ножек и соединенного с опорными ножками кольцеобразного основания, закрепленного на неподвижной части корпуса. Кольцеобразное основание со стороны его посадочной поверхности может быть выполнено с концентрично расположенными кольцевыми выступами. Упорный подшипниковый вкладыш может быть смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце. Опорные ножки и основание могут быть выполнены в зонах расположения входной и выходных кромок смежных упорных самоустанавливающихся сегментов с равномерно расположенными по окружности продольными отверстиями, продольные оси которых параллельны продольной оси упорного подшипникового вкладыша. Опорные ножки могут быть расположены со смещением в радиальном направлении к внешним кромкам упорных самоустанавливающихся сегментов. В герметизированном гидродинамическом подшипнике для закрепления в качестве кольцеобразного основания может быть использована внутренняя поверхность бортика, закрепленного на неподвижном кольце. В герметизированном гидродинамическом подшипнике внутреннее подвижное кольцо может быть снабжено упорным гребнем, на одной из торцевых поверхностей которого выполнена упорная рабочая поверхность скольжения для упорных сегментов. Опорные ножки могут быть выполнены параллельно продольной оси вращения или опорные ножки могут быть выполнены наклонными к плоскости основания в направлении к оси подшипника. В основании и в опорных наклонных ножках могут быть выполнены продольные отверстия. В основании под каждым опорным самоустанавливающимся сегментом или под одним из них могут быть выполнены дополнительно отверстия, смещенные относительно радиальной плоскости симметрии упорного сегмента. В герметизированном гидродинамическом подшипнике опорные ножки со стороны посадочной поверхности вкладыша могут быть выполнены с кольцевой продольной выемкой для образования в каждой ножке двух опорных элементов, соединенных соответственно с наружным и внутренним кольцевыми выступами. Поперечное сечение упомянутой продольной выемки может быть выполнено в виде клина с размещением его вершины на опорной поверхности опорного самоустанавливающегося сегмента, при этом внешние поверхности упомянутых опорных элементов, образующих опорную ножку, выполнены наклонными к основанию и друг к другу. Поперечное сечение упомянутой продольной выемки в опорных ножках может быть выполнено в виде прямоугольника, при этом опорные элементы, образующие опорную ножку, параллельны между собой и продольной оси вкладыша. В опорных ножках и основания могут быть выполнены продольные отверстия симметрично относительно основных продольных отверстий, расположенных в зонах расположения входной и выходной кромок смежных опорных сегментов. Во внутреннем опорном элементе опорной ножки и в основании могут быть выполнены продольные отверстия. Во внешнем опорном элементе опорной ножки и в основании могут быть выполнены продольные отверстия. В опорных ножках и основании дополнительно могут быть выполнены продольные отверстия, расположенные в поперечном сечении вкладыша по окружности, на которой размещены основные продольные отверстия, выполненные в зонах расположения входной и выходной кромок смежных опорных сегментов, со смещением к одному из соседних основных продольных отверстий. В зоне наружного кольцевого выступа основания могут быть выполнены продольные отверстия. Во внешнем и внутреннем опорных элементах могут быть выполнены продольные отверстия, смещенные относительно друг друга. В каждом внутреннем опорном элементе может быть выполнено продольное отверстие, а в каждом внешнем опорном элементе могут быть выполнены два продольных отверстия. Каждая опорная ножка выполнена из двух продольных смещенных в радиальном направлении в продольном ее сечении относительно друг друга участков и соединяющего их между собой вертикально ориентированного участка. Опорные ножки выполнены наклонными к плоскости основания в направлении к периферии вкладыша и с горизонтально ориентированными участками, соединяющими наклонную часть ножки с упорным самоустанавливающимся сегментом. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен, по меньшей мере, одним пьезоэлектрическим элементом, смонтированным в упорном подшипниковым вкладыше между поверхностями опорной части упругого сегмента и опорной ножки. В герметизированном гидродинамическом подшипнике рабочая поверхность скольжения для упорных самоустанавливающихся сегментов может быть выполнена на внутренней поверхности бортика, соединенного с внутренним подвижным кольцом. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности - с уплотнением. Торцевые бортики могут быть расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу. Один из торцевых бортиков расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу. Уплотнения могут быть выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцевых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями и торцевых бортиков и наружно и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

Согласно пятому варианту исполнения, в герметизированном гидродинамическом подшипнике, содержащем подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнены на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша, и размещенных между ними в зоне их торцев уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, подшипниковый вкладыш смонтирован на внутреннем подвижном кольце и выполнен в виде равномерно расположенных по окружности самоустанавливающихся опорных ножек, опирающихся на посадочную часть вкладыша, при этом рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на наружном неподвижном кольце. Каждая опорная ножка может быть расположена относительно радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента со смещением к зоне его входной кромки и выполнена из двух радиальных смещенных относительно друг друга в окружном направлении в поперечном ее сечении участков и соединяющего их между собой тангенциально ориентированного участка. Каждая опорная ножка может быть выполнена из двух симметрично расположенных относительно радиальной плоскости симметрии опорного сегмента и под углом к ней и к друг другу опорных элементов. Герметизированный гидродинамический подшипник может быть снабжен бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением. Торцевые бортики могут быть расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу. Один из торцевых бортиков может быть расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу. Уплотнения могут быть выполнены и расположенных на цилиндрических поверхностях торцевых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцевых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

На фиг. 1 представлен герметизированный гидродинамический подшипник с радиальным подшипниковым вкладышем RB в продольном сечении; на фиг. 2 показана в продольном сечении часть герметично закрытого корпуса в сборе с использованием ферромагнитного уплотнения; на фиг. 3 поперечное сечение радиального подшипникового вкладыша согласно первому варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника; на фиг. 4 представлен вид с торца модифицированного подшипникового вкладыша, изображенного на фиг. 3; на фиг. 5 продольное сечение опорного сегмента А-А по фиг. 4; на фиг. 6 - продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника в сборе с модифицированным подшипниковым вкладышем на фиг. 4; на фиг. 7 представлен радиально-упорный подшипник (вид с торца) с радиальным подшипниковым вкладышем на фиг. 4 согласно первому варианту устройства; на фиг. 8 продольное сечение В-В радиально-упорного подшипникового вкладыша,изображенного на фиг. 7; на фиг. 9 представлена аксонометрия радиального подшипникового вкладыша согласно второму варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника; на фиг. 10 вид с торца радиального подшипникового вкладыша на фиг. 9; на фиг. 11 продольное сечение С-С на фиг. 10; на фиг. 12 продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника согласно его второго варианта устройства; на фиг. 13 вид с торца радиального подшипникового вкладыша на фиг. 9 с использованием пористого пластика; на фиг. 14 представлен вид с торца радиального подшипникового вкладыша согласно третьему варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника; на фиг. 15 - продольное сечение Д-Д на фиг. 14; на фиг. 16 продольное сечение Е-Е на фиг. 14; на фиг. 17 продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника с подшипниковым вкладышем на фиг. 14; на фиг. 18 вид с торца модифицированного радиального подшипникового вкладыша согласно третьему варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника; на фиг. 19 представлен вид А-А на часть наружной поверхности радиального подшипникового вкладыша на фиг. 18; на фиг. 20 продольное сечение Б-Б на фиг. 18; на фиг. 21 сечение по В-В на фиг. 18; на фиг. 22 сечение Д-Д на фиг. 18; на фиг. 23 вид с торца радиально-упорного подшипникового вкладыша на фиг. 18 с радиально-упорной рабочей поверхностью; на фиг. 24 продольное сечение по И-И на фиг. 23; на фиг. 25 продольное сечение по Е-Е на фиг. 23; на фиг. 26 продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника с радиально-упорным подшипниковым вкладышем на фиг. 23; на фиг. 27 вид с торца на радиально-упорной модифицированный подшипниковый вкладыш; на фиг. 28 продольное сечение М-М на фиг. 27; на фиг. 29 представлена модификация размещения радиально-упорного подшипникового вкладыша на фиг. 27; на фиг. 30 вид с торца на радиально-упорный подшипниковый вкладыш изображенный на фиг. 27 с использованием пористого пластика; на фиг. 31 - продольное сечение по И-И радиально-упорного подшипникового вкладыша на фиг. 30; на фиг. 32 вид со стороны рабочей поверхности на упорный подшипниковый вкладыш согласно четвертому варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника; на фиг. 33 продольное сечение по Т-Т упорного подшипникового вкладыша изображенного на фиг. 32; на фиг. 34 показано продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника с упорным подшипниковыми вкладышами на фиг. 33; на фиг. 35 аксонометрия упорного самоустанавливающегося сегмента; для упорного подшипникового вкладыша на фиг. 32; на фиг. 36 вид со стороны посадочной поверхности на упорный подшипниковый вкладыш изображенный на фиг. 33; на фиг. 37 представлена модификация упорного подшипникового вкладыша изображенного на фиг. 33; на фиг. 38 продольное сечение по Л-Л на фиг. 37; на фиг. 39 аксонометрия упорного самоустанавливающегося сегмента для упорного подшипникового вкладыша,изображенного на фиг. 37; на фиг. 40 вид со стороны посадочной поверхности на упорный подшипниковый вкладыш показанный на фиг. 38; на фиг. 41 модификация упорного вкладыша изображенного на фиг. 38; на фиг. 42 модификация упорного подшипникового вкладыша, изображенного на фиг. 32, 33 продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника с упорным подшипниковым вкладышем,приведенным на фиг. 42; на фиг. 44 модификация упорного подшипникового вкладыша,изображенного на фиг. 32; на фиг. 45 модификация упорного подшипникового вкладыша, изображенного на фиг. 32; продольное сечение 0-0 на фиг. 46; на фиг. 46 представлены в каждом секторе, ограниченном пунктирными линиями, модификации упорных подшипниковых вкладышей на фиг. 45, поперечное сечение 0-0 на фиг. 45; на фиг. 47 модификация упорного подшипникового вкладыша, изображенного на фиг. 32, продольное сечение У-У на фиг. 48. На фиг. 48 представлены в каждом секторе, ограниченном пунктирными линиями, модификации упорных подшипниковых вкладышей,показанных на фиг. 47, поперечное сечение Х-Х на фиг. 47; на фиг. 49 модификация упорного подшипникового вкладыша, сходного с упорным подшипниковым вкладышем показанным на фиг. 47, поперечное сечение К-К на фиг. 50; на фиг. 50 вид по В на фиг. 49; на фиг. 51 модификация упорного подшипникового вкладыша, сходного с упорным подшипниковым вкладышем, показанным на фиг. 49, поперечное сечение Г-Г на фиг. 55; на фиг. 52 вид по С на фиг. 51; на фиг. 53 продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника с упорным подшипниковым вкладышем, изображенным на фиг. 49 или на фиг. 51; на фиг. 54 представлен радиальный подшипниковый вкладыш согласно пятому варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника, адаптированный для монтажа на валу; на фиг. 55 модификация радиального подшипникового вкладыша, изображенного на фиг. 54, адаптированного для монтажа на валу.

Герметизированный гидродинамический подшипник (фиг. 1, 2, 6, 12, 17, 26, 34, 43, 53) содержит подшипниковый вкладыш составной корпус 1 из наружного 2 неподвижного и внутреннего 3 подвижного колец с торцевыми бортиками и размещенных между ними в зоне их торцев уплотнений 7 с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью 4. Торцевые бортики (фиг. 2) могут быть расположены на наружном 2 неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему 3 подвижному кольцу или один из торцевых бортиков (фиг. 1) может быть расположен на наружном 2 неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему 3 подвижному кольцу, а другой на внутреннем 4 подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному 2 кольцу.

На фиг. 2 показана часть конструкции герметизированного подшипникового блока с использованием феррожидкостной герметизации. Уплотнения 7 выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцевых бортиков магнитов и размещенных между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцевых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости 4. Магнитное поле может быть образовано либо постоянными магнитами либо электромагнитом. Полюса N и S магнита разнесены таким образом, что магнитное поле для позиционирования феррожидкости генерируется в районе зазора между подвижным и неподвижным участками корпуса 1. Кольцо феррожидкости под действием магнитного поля образует герметичный барьер, создающий возможность вращения подвижного участка корпуса относительно его неподвижного участка без утечки феррожидкости 4, находящейся внутри корпуса 1.

Согласно первому варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника,подшипниковый вкладыш 41 (фиг. 3) выполнен со сквозными в продольном направлении продольно-радиальными прорезями 31, сообщающимися с рабочей полостью 6 подшипника и соединенными с ним продольно-тангенциальными прорезями 33, расположенными в зоне его посадочной поверхности 37 и симметрично относительно каждой продольно-радиальной прорези 31 со стороны рабочей поверхности с образованием опорных самоустанавливающихся сегментов 40 с входными и выходными кромками, а также со сквозными в продольном направлении продольно-радиальными прорезями 35 со стороны посадочной поверхности 37 подшипникового вкладыша и сообщающимися с ними и расположенными в теле опорных сегментов 40 продольно-тангециальными прорезями 60, размещенными симметрично относительно каждой продольно-радиальной прорези со стороны посадочной поверхности 37 подшипникового вкладыша 41 с образованием консолей 42, 44 и соединяющих их с опорными сегментами 40 и с зоной посадочной поверхности опорных ножек 34, 45, 46, 48, обеспечивающих самоустановку опорных сегментов 40 по часовой стрелке или против часовой стрелки. Рабочая поверхность подшипникового вкладыша 41 выполнена цилиндрической, образующая которой параллельна оси вращения подшипника.

Радиальный подшипниковый вкладыш 41 (фиг. 2) смонтирован в наружном 2 неподвижном кольце корпуса 1, а рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на внутреннем 3 подвижном кольце, смонтированным на валу 5. Продольно-тангенциальные прорези 60 в зоне посадочной поверхности 37 радиального вкладыша 41 создают дополнительную гибкость для обеспечения изменения формы вкладыша и образования несущего смазочного слоя. В результате консолей 42, 44 и опорных ножек 43, 45, 46, 48 опорный сегмент 40 (фиг. 3) подобен пружинной перегородке.

На фиг. 4 представлен подшипниковый вкладыш 630, являющийся модификацией вкладыша 41 (фиг. 3) и в котором выполнены дополнительные сквозные в продольном направлении продольно-радиальные прорези 39, часть из которых соединена с расположенными в его посадочной поверхности с основными продольно-тангенциальными прорезями 33 и ориентирована в сторону опорных самоустанавливающихся сегментов 632, другая часть соединена с расположенными в теле опорных самоустанавливающихся сегментов основными продольно-тангенциальными прорезями 60 и ориентирована в сторону посадочной поверхности 37, а также соединенные между собой продольно-тангенциальные прорези 34, симметрично расположенные относительно и опорными участками соответственно 118 и 120. Рабочие поверхности 112 упорных самоустанавливающихся сегментов 114 размещены в плоскости, перпендикулярной оси вращения подшипника. Радиальный подшипниковый вкладыш 41 и общая кольцеобразная платформа 110 установлены в неподвижной части корпуса. Корпус радиально-упорного подшипника загерметизирован уплотнениями 7 из магнитов и ферромагнитной жидкости.

Согласно второму варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника, радиальный подшипниковый вкладыш 730 (фиг. 9, 10, 12) выполнен с равномерными по окружности в его теле продольно-сквозными выемками 73 и сообщающимися в ними продольно-сквозными со стороны рабочей поверхности пазами 733, образующими самоустанавливающиеся опорные сегменты 732 с входной и выходной кромками, а также с расположенными между упомянутыми выемками со стороны его посадочной поверхности продольно-сквозными углублениями 735, образующими со стенками выемок 731 в зоне входной и выходной кромок опорные стойки 740 для опорных сегментов 732 и перемычки 742, соединяющие две смежные опорные стойки 740 двух соседних опорных сегментов 732. Со стороны посадочной поверхности 737 вкладыша перемычка 742 выполнена с опорным выступом 744. Рабочие поверхности опорных самоустанавливающихся сегментов 732 выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельно оси 706 вращения подшипника (фиг. 10, 12).

На фиг. 13 представлен подшипниковый вкладыш 730, продольно-сквозные выемки 731 и сообщающиеся с ними продольно-сквозные пазы 733 которого заполнены пористым пластиком РР, пропитанным смазочной жидкостью. Подшипники с подобным вкладышем являются самосмазывающимися и используются в случаях, когда нагрузка или скорости превышают способность несущего слоя. Во время вращения вала и сжатия деформирующихся вкладышей смазочная жидкость из пористого пластика РР поступает на входную кромку опорного сегмента 732. Рабочая жидкость проходит рабочую поверхность опорного сегмента и абсорбируется пористым пластиком со стороны выходной кромки.

Согласно третьему варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника радиальный подшипниковый вкладыш 830 (фиг. 14) выполнен со стороны его рабочей поверхности 831 с продольно-сквозными радиальными пазами 836, образующими опорные сегменты 832 с входной и выходной кромками, с кольцевой канавками 838 на его посадочной поверхности 833 для образования сплошных периферийных опорных кольцевых выступов 882, с симметрично и соосно расположенными на его торцах кольцевыми углублениями 835 и 834 с образованием опорных ножек 840 для самоустановки опорных сегментов из отверстиями 837 и 838, расположенными со стороны его посадочной поверхности 833 между опорными кольцевыми выступами 882, часть 837 из которых размещена напротив радиальных продольно-сквозных прорезей 836, а другая 838 напротив опорных самоустанавливающихся сегментов 832 (фиг, 15 и 16). Радиальный подшипниковый вкладыш 830 (фиг. 17) смонтирован в наружном неподвижном кольце 2 корпуса 1, а рабочая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце 3.

Отверстия 837 (фиг. 14) напротив продольно-сквозных радиальных пазов 836 выполнены с длиной, обеспечивающей их пересечение с пазами 836, а отверстия 838 напротив опорных сегментов 832 выполнены с длиной меньшей длины отверстий В37 и смещены в тангенциальном направлении относительно радиальных плоскостей 806А симметрии опорных сегментов 832. Из-за наличия "скрытых" отверстий 837 и 838 конструкция радиального подшипникового вкладыша 830 не является экструдируемой и формуемой в простой разъемной изложнице.

На фиг. 18 представлен (вид с торца) радиальный подшипниковый вкладыш 930, являющийся модификацией вкладыша 830 и в котором в опорной ножке 940 каждого опорного сегмента 932 выполнено отверстие 942, продольная ось которого параллельна оси 906 вращения подшипника и расположена в радиальной плоскости симметрии опорного сегмента 932. В теле радиального подшипникового вкладыша 930 в зоне его торцевых кольцевых углублений 834 и 835 выполнены сообщающиеся с радиальными продольно-сквозными пазами 836 и аксиально и симметрично размещенные относительно них продольно-сквозные выемки 936. Со стороны посадочной поверхности 933 вкладыша 930 (фиг. 19) между опорными кольцевыми выступами 982 в зоне напротив опоpных самоустанавливающихся сегментов 932 выполнены отверстия 946 (фиг. 20), продольные оси которых совпадают с радиальной плоскостью симметрии соответствующего самоустанавливающегося сегмента 932, и отверстия 948 (фиг. 22), расположенные несимметрично относительно радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента 932. Напротив радиальных продольно-сквозных пазов 836 выполнены отверстия 944 (фиг. 21).

Радиальный сегментный подшипник, представленный на фиг. 18, является однонаправленным. Благодаря наличию несимметрично расположенных отверстий 948 опорная структура самоустанавливающихся сегментов является более гибкой в направлении этих отверстий. Рабочие поверхности самоустанавливающихся опорных сегментов 932 выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельны оси 906 вращения подшипника 6.

На фиг. 23 представлен подшипниковый вкладыш 1030, в котором рабочие поверхности самоустанавливающихся опорных сегментов 1032 выполнены наклонными к продольной оси вращения 906. Такое выполнение рабочих поверхностей опорных самоустанавливающихся сегментов 1032 обеспечивает подшипнику восприятие радиальных и осевых нагрузок. В остальном радиально-упорный подшипниковый вкладыш 1030 аналогичен вкладышу 932 показанному на фиг. 18.

На фиг. 26 представлен герметизированный гидродинамический подшипник в закрытом корпусе 1 с радиально-упорными подшипниковыми вкладышами TR, по типу вкладышей 1030 на фиг. 23, опирающимися на дополнительный вкладыш В с коническими рабочими поверхностями 8 скольжения, смонтированный на радиальной подвижной втулке 3.

На фиг. 27 представлена модификация подшипникового вкладыша 1030, в котором опорные ножки 1034 расположены несимметрично относительно радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента 1032. Подшипник с таким вкладышем является однонаправленным. На фиг. 28 показано продольно-радиальное сечение М-М на фиг. 27 опорного самоустанавливающегося сегмента 1032 с опорной ножкой 1040, опирающейся через консоли 1036 на кольцевые выступы 1038 со стороны посадочной поверхности вкладыша. По меньшей мере, в одной из торцовых кольцевых углублений 1034 расположен пьезоэлектрический элемент 100 для возможности селективного регулирования характеристик деформации подшипника.

На фиг. 29 представлена модификация размещения радиально-упорного вкладыша на фиг. 27 в герметизированном корпусе 1. Подшипниковый вкладыш 1032 смонтирован на боковой поверхности бортика наружного неподвижного кольца 2, а рабочая коническая поверхность 8 скольжения выполнена на внутренней боковой поверхности бортика внутреннего подвижного кольца 1.

На фиг. 30 показан вид сбоку на радиально-упорный подшипниковый вкладыш на фиг. 27 с пористым пластиком; на фиг. 31 представлено продольно-радиальное сечение подшипникового вкладыша 1030, в котором продольно-сквозные продольно-тангенциальные и радиально-продольные пазы и углубления со стороны его посадочной поверхности заполнены пористым пластиком РР, пропитанным смазочной жидкостью, что, как уже было указано, повышает рабочие характеристики подшипника.

Согласно четвертому варианту устройства, в герметизированном гидродинамическом подшипнике используется упорный подшипниковый вкладыш 130 (фиг. 32, 33) в виде соосно расположенных вдоль оси вращения подшипника в продольном сечении упорных самоустанавливающихся сегментов 132 с входным и выходными кромками, рабочие поверхности которых размещены в плоскости, перпендикулярной оси вращения подшипника, поддерживающих сегменты опорных ножек 134 и соединенного с ними кольцеобразного основания 136. Кольцеобразное основание 136 со стороны его посадочной поверхности выполнены с концентрично расположенными кольцевыми выступами 138 и 139. Опорные ножки 134 выполнены дугообразными, т.к. образованы кольцевыми углублениями на цилиндрических поверхностях вкладыша 130. Каждый упорный самоустанавливающийся сегмент 132 по периферии имеет скошенную кромку 133.

На фиг. 34 представлено продольное сечение герметизированного гидродинамического подшипника, в корпусе 1 которого использованы упорные подшипниковые вкладыши 130 на фиг.32-33, смонтированные навстречу друг к другу. Основания упорных подшипниковых вкладышей 130 закреплены в наружном неподвижном кольце 2 на внутренних боковых поверхностях его бортиков. На внутреннем подвижном кольце 3 смонтирован упорный гребень 9 с упорными рабочими поверхностями скольжения, взаимодействующими с рабочими поверхностями упорных сегментов 132 подшипниковых вкладышей 130.

В зонах расположения входной и выходной кромок смежных упорных сегментов опорные ножки 134 и кольцеобразное основание 136 выполнены с равномерно расположенными по окружности продольными отверстиями 142 (фиг. 32), продольные оси которых параллельны продольной оси упорного подшипникового вкладыша 132. Опорные ножки 134 расположены со смещением в радиальном направлении к внешним кромкам упорных самоустанавливающихся сегментов 132 (фиг. 32), в результате чего внутренняя кромка этого сегмента прогибается вниз. Форма упорного сегмента и характеристики деформации могут изменяться и принудительно, например, посредством пьезоэлектрических элементов. Ориентация деформации упорного сегмента значительно препятствует утечке смазочной жидкости. При симметричных относительно радиальных плоскостей симметрии рабочих поверхностей упорных сегментов подшипниковый вкладыш 130 является двунаправленным. На фиг. 35 представлена аксонометрия упорного самоустанавливающегося сегмента 132 с указанием периферийной делительной линии ПДЛ и радиальной делительной линии RДЛ (линия симметрии), расположение которых относительно всех кромок сегмента определяет его характеристики. Опорные ножки могут быть выполнены параллельно продольной оси вращения подшипника (фиг. 33) или наклонными к плоскости основания в направлении к оси вращения подшипника (фиг. 37).

В упорном подшипниковом вкладыше на фиг. 37 и 38, в основании 136 и в опорных наклонных ножках 134 дополнительно выполнены продольные отверстия 144, образующие эллиптические прорези по их наружной поверхности, обеспечивающие повышенную гибкость опорной структуре упорного самоустанавливающегося сегмента 132.

На фиг. 41 представлена модификация подшипникового вкладыша 130, в котором в основании под каждым упорным самоустанавливающимся сегментом или под одним из них выполнены дополнительно отверстия 146, смещенные относительно радиальной плоскости симметрии упорного сегмента. Такое выполнение увеличивает податливость сегментов в необходимости направлении.

На фиг. 42 представлена модификация подшипникового вкладыша 130, в котором каждая параллельная продольной оси вращения подшипника опорная ножка 134 выполнена из двух продольных смещенных в радиальном направлении в продольном ее сечении относительно друг друга участков 133 м 135 и соединяющего их между собой вертикально ориентированного участка 137. На фиг. 43 показано размещение модифицированного подшипникового вкладыша на фиг. 42 в корпусе 1 герметизированного гидродинамического подшипника, в котором рабочая упорная поверхность скольжения для упорных сегментов 132 выполнена на внутренней поверхности бортика, соединенного с внутренним подвижным кольцом 3.

На фиг. 44 показана другая модификация упорного подшипникового вкладыша 130, в котором опорные ножки 134 выполнены наклонными к плоскости основания 136 в направлении к периферии сегмента и с горизонтально ориентированным участком 131, соединяющим наклонную часть ножки с упорным сегментом 132. В указанных модификациях на фиг. 42 и 44 в щелях, образованных горизонтальными торцами ножек 134 и опорными поверхностями сегментов, могут быть смонтированы пьезоэлектрические элементы 100 для возможности, как было указано ранее, влияния на характеристики деформации опорной структуры подшипника.

На фиг. 45 показана в продольном ее разрезе модификация подшипникового вкладыша, в котором опорные ножки 32 со стороны посадочной поверхности 341 вкладыша 340 выполнены с кольцевой продольной выемкой 345 для образования в каждой ножке двух опорных элементов 344 и 346, соединенных соответственно с наружным и внутренним кольцевыми выступами 380 и 382 основания и поперечное сечение которой выполнено в виде клина с размещением его вершины на опорной поверхности 342 опорного сегмента 321. Внешние поверхности упомянутых опорных элементов 344 и 346, образующих опорную ножку 320, выполнены наклонными к основанию и друг к другу. Изменение степени наклоны опорных элементов, составляющих опорную ножку, влияет на характеристики деформации подшипника. В данной модификации вкладыша обеспечивается шарнирное вращение упорного самоустанавливающегося сегмента вокруг точки 350 над рабочей поверхностью самоустанавливающегося упорного сегмента 321 благодаря тому, что средние центровые линии наклонных опорных элементов опорной ножки пересекаются в точке 350. Такое выполнение обеспечивает правильную деформацию сегмента.

На фиг. 46 представлено поперечное сечение 0-0 на фиг. 45, иллюстрирующее модификацию выполнения опорных структур упорных самоустанавливающихся сегментов посредством выполнения и расположения в опорных элементах опорных ножек продольных отверстия: Во внутреннем опорном элементе опорной ножки 320 для упорного самоустанавливающегося сегмента 322 выполнено продольное отверстие 422, образующее вместо одного внутреннего опорного элемента два: 346а и 346в, т.е. в таком исполнении упорный самоустанавливающийся сегмент 322 поддерживается тремя наклонными опорными элементами 344, 346а и 346в. Образовать аналогичные три наклонных опорных элемента, например, для упорного сегмента 324 возможно при выполнении продольного отверстия 424 в наружном опорном элементе 344. Далее, в опорной ножке 320 для упорного самоустанавливающегося сегмента 328 выполнено продольное отверстие 423, проходящее через оба опорных элемента 344 и 346 и образующее четыре опорных элемента: 344а, 344В, 346а и 346в.

Для деформирования упорного самоустанавливающегося сегмента, например 325, в заданном направлении в наружном кольцевом выступе 380 основания выполняют продольное отверстие 425 с несимметричным его расположением относительно входной и выходной кромок сегмента 325.

Деформирование в заданном направлении упорного сегмента, например 326, возможно осуществить выполнением продольного отверстия 426, проходящего через оба опорных элемента 344 и 346 опорной ножки 320, с несимметричным его расположением относительно входной и выходной кромок этого сегмента 326.

Таким образом, описанные выше средства для изменения опорных структур упорных самоустанавливающихся сегментов позволяют достичь требующиеся эксплуатационные характеристики.

На фиг. 47 представлена в продольном ее разрезе модификация подшипникового упорного вкладыша, в котором опорные ножки 540 со стороны посадочной поверхности 340 подшипникового вкладыша 520 выполнены с кольцевой продольной выемкой 545 для образования в каждой ножке 540 двух опорных элементов 544 и 546, соединенных соответственно с наружным и внутренним кольцевыми выступами 380 и 382 основания и поперечное сечение которой выполнено в виде прямоугольника. Опорные элементы 544 и 546 образующие опорную ножку, параллельную между собой и продольной оси вкладыша.

На фиг. 48 представлено поперечное сечение Х-Х на фиг. 47 подшипникового вкладыша 520, иллюстрирующие модификацию выполнения опорных структур упорных самоустанавливающихся сегментов посредством выполнения и расположения в опорных элементах 544 и 546 опорных ножек 540 продольных отверстий.

Во внутреннем опорном элементе 546 опорной ножки 540, например, для упорного самоустанавливающегося сегмента 522 выполнено продольное отверстие 622, образующее вместо одного внутреннего опорного элемента два: 546а и 546в, т.е. в таком исполнении упорный самоустанавливающийся сегмент 522 поддерживается тремя опорными элементами 544, 546а и 546в.

Образовать аналогичные три опорных элемента, например, для упорного самоустанавливающегося сегмента 526 возможно при выполнении продольного отверстия 626 в наружном опорном элементе 544.

В опорной ножке 540, например, для упорного самоустанавливающегося сегмента 523 выполнено продольное отверстие 623, проходящее через оба опорных элемента 544 и 546 и образующие четыре опорных элемента: 544а, 544в, 546а и 546в.

В опорной ножке 540, например, для упорного самоустанавливающегося сегмента 524 выполнены три продольных отверстия 624, одно из которых расположено во внутреннем опорном элемента 546, а два других в наружном опорном элементе 544. В результате этого упорный сегмент 524 поддерживается пятью относительно тонкими опорными элементами.

Для деформирования в заданном направлении, например, упорного самоустанавливающегося сегмента 625 в его опорной ножке выполняют два отверстия 625 и 635, одно 625 из которых расположено во внутреннем опорном элементе 546 и его продольная ось совпадает с радиальной плоскостью симметрии упорного сегмента 525, а второе 635 в наружном опорном элементе 544 со смещением относительно радиальной плоскости симметрии сегмента в направлении к одной из его радиальных кромок.

Таким образом, как уже было отмечено, путем изменения опорных структур в упорных самоустанавливающихся сегментах обеспечивается достижение требуемых эксплуатационных характеристик.

На фиг. 49 представлена модификация упорного подшипникового вкладыша 1520 с упорными самоустанавливающимися сегментами 1521, сходного с подшипниковым вкладышем 520 на фиг. 47. Различие состоит в том, что опорные элементы 1544 и 1546 опорных ножек для упорных сегментов выполнены с меньшими шириной и длиной в продольном сечении и отверстие 1620 с большим диаметром по сравнению с аналогичными элементами подшипникового вкладыша 520 на фиг. 47. Кроме того, опорный элемент 1544 уже, чем опорный элемент 1546. В то время как на фиг. 47 аналогичные элементы выполнены одинаковой ширины.

На фиг. 53 представлена иллюстрация герметизированного гидродинамического подшипника с упорным подшипниковым вкладышем на фиг. 49, в корпусе 1 которого на его неподвижном кольце 2 прикреплены опорные ножки 380 и 382, а упорные подшипниковые вкладыши 1521 адаптированы поддерживать вращающуюся поверхность подвижного кольца 3.

Согласно пятому варианту устройства герметизированного гидродинамического подшипника,радиальной подшипниковый вкладыш 130 (фиг. 54) смонтирован на внутреннем подвижном кольце 3 корпуса, а рабочая поверхность скольжения для этого вкладыша выполняется на наружном неподвижном кольце 2. Выполнение корпуса и его герметизация уплотнениями 7 из магнитов и ферромагнитной жидкости аналогична конструкции, изображенной на фиг. 1 и 2. Рабочие поверхности подшипникового вкладыша выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельны оси вращения подшипника. Подшипниковый вкладыш 130 выполнен для однонаправленной опоры в виде равномерно расположенных самоустанавливающихся опорных сегментов 131, поддерживающих опорные самоустанавливающиеся сегменты 131 опорных ножек 132, опирающихся на гибкую опорную перемычку 133, образованную кольцевым углублением, выполненным со стороны посадочной поверхности вкладыша 130.

На фиг. 54 каждая опорная ножка 132 расположена относительно радиальной плоскости симметрии опорного сегмента со смещением к зоне его входной кромки и выполнена из двух радиальных смещенных относительно друг друга в окружном направлении в поперечном ее сечении участков и соединяющего их между собой тангенциально ориентированного участка.

На фиг. 55 представлена модификация радиального подшипникового вкладыша 130 для двунаправленной опоры, в котором каждая опорная ножка выполнена из двух симметрично расположенных относительно радиальной плоскости симметрии самоустанавливающегося опорного сегмента 131 и под углом к ней и к друг другу опорных элементов 132d и 132е. На посадочной поверхности радиального подшипникового вкладыша 130 напротив зон опорных сегментов выполняют дискретные по окружности ножки 134.

Герметизированные гидродинамические подшипники согласно настоящему изобретению обладают высокими эксплуатационными характеристиками без жестких производственных допусков, имеют встроенную демпфирующую систему, предпочтительно являются монолитной или неразъемной конструкцией для объема экономического производства. 49 51

Формула изобретения

1. Герметизированный гидродинамический подшипник, содержащий подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша, и размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, отличающийся тем, что подшипниковый вкладыш выполнен со сквозными в продольном направлении продольно-радиальными прорезями, сообщающимися с рабочей полостью подшипника, и соединенными с ними продольно-тангенциальными прорезями, расположенными в зоне его посадочной поверхности и симметрично относительно каждой продольно-радиальной прорези со стороны рабочей поверхности с образованием опорных самоустанавливающихся сегментов с входными и выходными кромками, а также со сквозными в продольном направлении продольно-радиальными прорезями со стороны посадочной поверхности подшипникового вкладыша и сообщающимися с ними и расположенными в теле опорных сегментов продольно-тангенциальными прорезями, размещенными симметрично относительно каждой продольно-радиальной прорези со стороны посадочной поверхности подшипникового вкладыша с образованием консолей и соединяющих их с опорными самоустанавливающимися сегментами и с зоной посадочной поверхности опорных ножек, при этом рабочая поверхность подшипникового вкладыша выполнена цилиндрической, образующая которой параллельна оси вращения подшипника.

2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что радиальный подшипниковый вкладыш смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце.

3. Подшипник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в радиальном подшипниковом вкладыше выполнены дополнительные сквозные в продольном направлении продольно-радиальные прорези, часть из которых соединена с расположенными в его зоне посадочной поверхности с основными продольно-тангенциальными прорезями и ориентирована в сторону опорных самоустанавливающихся сегментов, другая часть соединена с расположенными в теле опорных самоустанавливающихся сегментов основными продольно-тангенциальными прорезями и ориентирована в сторону посадочной поверхности, а также соединенные между собой продольно-тангенциальные прорези, симметрично расположенные относительно основных продольно-радиальных прорезей, сообщающихся с рабочей полостью подшипника, и сопряженные с ними, продольно-радиальные прорези, сообщающиеся с основными продольно-тангенциальными прорезями в зоне посадочной поверхности, обеспечивающих самоустановку опорных сегментов по часовой стрелке или против часовой стрелки.

4. Подшипник по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним пьезоэлектрическим элементом, размещенным в одной из основных продольно-тангенциальных прорезей радиального подшипникового вкладыша.

5. Подшипник по пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен торцовыми бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением.

6. Подшипник по п.5, отличающийся тем, что торцовые бортики расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу.

7. Подшипник по п. 5, отличающийся тем, что один из торцовых бортиков расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу.

8. Подшипник по пп.1-7, отличающийся тем, что уплотнения выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцовых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцовых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

9. Подшипник по пп.1, 2, 4, 5-8, отличающийся тем, что он снабжен расположенными на торце вкладыша упорными сегментами, рабочие поверхности которых размещены в плоскости, перпендикулярной оси вращения подшипника, и поддерживающими сегменты опорными ножками, смонтированными по торцу вкладыша.

10. Герметизированный гидродинамический подшипник, содержащий подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша, размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, отличающийся тем, что подшипниковый вкладыш выполнен с равномерно расположенными по окружности в его теле продольно-сквозными выемками и сообщающимися с ними продольно-сквозными со стороны рабочей поверхности пазами, образующими самоустанавливающиеся опорные сегменты с входной и выходной кромками, а также с расположенными между упомянутыми выемками со стороны его посадочной поверхности продольно-сквозными углублениями, образующими со стенками выемок в зоне входной и выходной кромок опорные стойки для опорных сегментов и перемычки, соединяющие две смежные опорные стойки двух соседних опорных самоустанавливающихся сегментов, при этом со стороны посадочной поверхности перемычка выполнена с опорным выступом, а рабочие поверхности опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельны оси вращения подшипника.

11. Подшипник по п.10, отличающийся тем, что радиальный подшипниковый вкладыш смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце.

12. Подшипник по пп.10,11, отличающийся тем, что он снабжен торцовыми бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнениями.

13. Подшипник по пп.12, отличающийся тем, что торцовые бортики расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу.

14. Подшипник по п.12, отличающийся тем, что один из торцовых бортиков расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу.

15. Подшипник по пп. 10-14, отличающийся тем, что уплотнения выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцовых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцовых бортиков наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

16. Подшипник по пп. 10-15, отличающийся тем, что продольно-сквозные выемки и сообщающиеся с ними продольно-сквозные пазы в подшипниковом вкладыше заполнены пористым пластиком, пропитанным смазочной жидкостью.

17. Подшипник, содержащий подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность для подшипникового вкладыша, и размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, отличающийся тем, что подшипниковый вкладыш выполнен со стороны его рабочей поверхности с продольно-сквозными радиальными пазами, образующими опорные сегменты с входной и выходной кромками, с кольцевой канавкой на его посадочной поверхности для образования сплошных периферийных опорных кольцевых выступов, с симметрично и соосно расположенными на его торцах кольцевыми углублениями с образованием опорных ножек для самоустановки опорных сегментов и с отверстиями, расположенными со стороны его посадочной поверхности между опорными кольцевыми выступами, часть из которых размещена напротив радиальных продольно сквозных прорезей, а другая напротив опорных самоустанавливающихся сегментов.

18. Подшипник по п.17, отличающийся тем, что радиальный подшипниковый вкладыш смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце.

19. Подшипник по пп.17 и 18, отличающийся тем, что отверстия напротив продольно-сквозных радиальных пазов выполнены с длиной, обеспечивающей их пересечение с пазами, а отверстия напротив опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены с длиной, меньшей длины отверстий напротив продольно-сквозных радиальных пазов.

20. Подшипник по пп.17-19, отличающийся тем, что продольные оси отверстий напротив опорных самоустанавливающихся сегментов смещены в тангенциальном направлении относительно их радиальных плоскостей симметрии.

21. Подшипник по пп. 17 и 18, отличающийся тем, что в опорной ножке каждого самоустанавливающегося опорного сегмента выполнено отверстие, продольная ось которого параллельна оси вращения подшипника и расположена в радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента, в теле подшипникового вкладыша в зоне его торцовых кольцевых углублений выполнены сообщающиеся с радиальными продольно-сквозными пазами и аксиально и симметрично размещенные относительно них продольно-сквозные выемки, при этом отверстия напротив опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены с диаметром меньше диаметра отверстий напротив радиальных продольно-сквозных пазов, и часть из которых расположена несимметрично относительно радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента, а другая часть отверстий с совпадением их продольных осей с радиальной плоскостью симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента.

22. Подшипник по пп. 17-21, отличающийся тем, что рабочие поверхности опорных сегментов выполнены цилиндрическими, образующие которых параллельны оси вращения подшипника.

23. Подшипник по п.21, отличающийся тем, что рабочие поверхности опорных самоустанавливающихся сегментов выполнены наклонными к продольной оси вращения подшипника.

24. Подшипник по п.23, отличающийся тем, что рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша выполнена конической.

25. Подшипник по пп. 17-24, отличающийся тем, что он снабжен торцовыми бортиками, каждый из которых соединен внешней периферической частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением.

26. Подшипник по п.25, отличающийся тем, что торцовые бортики расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу.

27. Подшипник по п. 25, отличающийся тем, что один из торцовых бортиков расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу.

28. Подшипник по пп.17-25, отличающийся тем, что уплотнения выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцовых бортиков магнитов и размещенной между упомянутой магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцовых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

29. Подшипник, содержащий подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша и размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, отличающийся тем, что подшипниковый вкладыш выполнен в виде соосно расположенных вдоль оси вращения подшипника в продольном сечении самоустанавливающихся упорных сегментов с входной и выходной кромками, рабочие поверхности которых размещены в плоскости, перпендикулярной оси вращения подшипника, поддерживающих упорные самоустанавливающиеся сегменты опорных ножек и соединенного с опорными ножками кольцеобразного основания, закрепленного на неподвижной части корпуса.

30. Подшипник по п.29, отличающийся тем, что кольцеобразное основание со стороны его посадочной поверхности выполнено с концентрично расположенными кольцевыми выступами.

31. Подшипник по пп.29 и 31, отличающийся тем, что упорный подшипниковый вкладыш смонтирован в наружном неподвижном кольце корпуса, а рабочая упорная поверхность скольжения выполнена на внутреннем подвижном кольце.

32. Подшипник по пп.29-31, отличающийся тем, что опорные ножки и основание выполнены в зонах расположения входной и выходных кромок смежных упорных самоустанавливающихся сегментов с равномерно расположенными по окружности продольными отверстиями, продольные оси которых параллельны продольной оси вкладыша подшипника.

33. Подшипник по пп.29-32, отличающийся тем, что опорные ножки расположены со смещением в радиальном направлении к внешним кромкам упорных самоустанавливающихся сегментов.

34. Подшипник по п. 31, отличающийся тем, что в качестве закрепления кольцеобразного основания использована внутренняя поверхность бортика, закрепленного на неподвижном кольце.

35. Подшипник по п. 31, отличающийся тем, что внутреннее подвижное кольцо снабжено упорным гребнем, на одной из торцовых поверхностей которого выполнена рабочая упорная поверхность скольжения для упорных самоустанавливающихся сегментов.

36. Подшипник по п.32, отличающийся тем, что опорные ножки выполнены параллельно продольной оси вращения.

37. Подшипник по п.33, отличающийся тем, что опорные ножки выполнены наклонными к плоскости основания в направлении к оси подшипника.

38. Подшипник по п.37, отличающийся тем, что в основании и в опорных наклонных ножках выполнены продольные отверстия.

39. Подшипник по п. 38, отличающийся тем, что в основании под каждым упорным самоустанавливающимся сегментом или под одним из них выполнены дополнительно отверстия, смещенные относительно радиальной плоскости симметрии упорного сегмента.

40. Подшипник по п.32, отличающийся тем, что опорные ножки со стороны посадочной поверхности вкладыша выполнены с кольцевой продольной выемкой для образования в каждой ножке двух опорных элементов, соединенных соответственно с наружным и внутренним кольцевыми выступами.

41. Подшипник по п. 40, отличающийся тем, что поперечное сечение продольной выемки выполнено в виде клина с размещением его вершины на опорной поверхности опорного сегмента, при этом внешние поверхности опорных элементов, образующих опорною ножку, выполнены наклонными к основанию и к друг другу.

42. Подшипник по п. 40, отличающийся тем, что поперечное сечение продольной выемки в опорных ножках выполнено в виде прямоугольника, при этом опорные элементы, образующие опорную ножку, параллельны между собой и продольной оси вкладыша.

43. Подшипник по п.41, отличающийся тем, что в опорных ножках и основании выполнены продольные отверстия симметрично относительно основных продольных отверстий, расположенных в зонах расположения входной и выходной кромок смежных опорных сегментов.

44. Подшипник по п.40, отличающийся тем, что во внутреннем опорном элементе опорной ножки и в основании выполнены продольные отверстия.

45. Подшипник по п.40, отличающийся тем, что во внешнем опорном элементе опорной ножки и в основании выполнены продольные отверстия.

46. Подшипник по п.41, отличающийся тем, что в опорных ножках и основании выполнены продольные отверстия, расположенные в поперечном сечении вкладыша по окружности, на которой размещены основные продольные отверстия, выполненные в зонах расположения входной и выходной кромок смежных опорных сегментов, со смещением к одному из соседних основных продольных отверстий.

47. Подшипник по п.41, отличающийся тем, что в зоне наружного кольцевого выступа основания выполнены продольные отверстия.

48. Подшипник по п.42, отличающийся тем, что во внешнем и внутреннем опорных элементах выполнены продольные отверстия, смещенные относительно друг друга.

49. Подшипник по п.42, отличающийся тем, что в каждом внутреннем опорном элементе может быть выполнено продольное отверстие, а в каждом внешнем опорном элементе выполнены два продольных отверстия.

50. Подшипник по пп.29-31, отличающийся тем, что каждая опорная ножка выполнена из двух продольных смещенных в радиальном направлении в продольном ее сечении относительно друг друга участков и соединяющего их между собой вертикально ориентированного участка.

51. Подшипник по п.33, отличающийся тем, что опорные ножки выполнены наклонными к плоскости основания в направлении к периферии сегмента и с горизонтально ориентированными участками, соединяющими наклонную часть ножки с упорным сегментом.

52. Подшипник по пп.50 и 51, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним пьезоэлектрическим элементом, смонтированном во вкладыше между поверхностями опорной части упорного сегмента и опорной ножки.

53. Подшипник по пп. 50-52, отличающийся тем, что рабочая упорная поверхность скольжения для упорных сегментов выполнена на внутренней поверхности бортика, соединенного с внутренним подвижным кольцом.

54. Подшипник по пп.29-53, отличающийся тем, что он снабжен бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением.

55. Подшипник по п.54, отличающийся тем, что торцовые бортики расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу.

56. Подшипник по п.54, отличающийся тем, что один из торцовых бортиков расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу.

57. Подшипник по пп.29-56, отличающийся тем, что уплотнения выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцовых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями и торцовых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

58. Герметизированный гидродинамический подшипник, содержащий подшипниковый вкладыш и составной корпус из наружного неподвижного и внутреннего подвижного колец, в котором выполнена на одном из его элементов рабочая поверхность скольжения для подшипникового вкладыша, и размещенных между ними в зоне их торцов уплотнений с возможностью образования замкнутой полости гидродинамического подшипника, заполняемой смазочной жидкостью, отличающийся тем, что подшипниковый вкладыш смонтирован на внутреннем подвижном кольце и выполнен в виде равномерно расположенных по окружности самоустанавливающихся сегментов, поддерживающих сегменты опорных ножек, опирающихся на посадочную часть вкладыша, при этом рабочая цилиндрическая поверхность скольжения выполнена на наружном неподвижном кольце.

59. Подшипник по п.58, отличающийся тем, что каждая опорная ножка расположена относительно радиальной плоскости симметрии опорного самоустанавливающегося сегмента со смещением к зоне его входной кромки и выполнен из двух радиальных смещенных относительно друг друга в окружном направлении в поперечном ее сечении участков и соединяющего их между собой тангенциально ориентированного участка.

60. Подшипник по п.58, отличающийся тем, что каждая опорная ножка выполнена из двух симметрично расположенных относительно радиальной плоскости симметрии опорного сегмента и под углом к ней и к друг другу опорных элементов.

61. Подшипник по пп.58-60, отличающийся тем, что он снабжен бортиками, каждый из которых соединен внешней периферийной частью с одним из колец корпуса, а по внутренней цилиндрической поверхности с уплотнением.

62. Подшипник по п.61, отличающийся тем, что торцовые бортики расположены на наружном неподвижном кольце и ориентированы радиально к внутреннему подвижному кольцу.

63. Подшипник по п.61, отличающийся тем, что один из торцовых бортиков расположен на наружном неподвижном кольце и ориентирован радиально к внутреннему подвижному кольцу, а другой на внутреннем подвижном кольце и ориентирован радиально к неподвижному наружному кольцу.

64. Подшипник по пп.58-63, отличающийся тем, что уплотнения выполнены из расположенных на цилиндрических поверхностях торцовых бортиков магнитов и размещенной между упомянутыми магнитами и в зазоре между цилиндрическими поверхностями торцовых бортиков и наружного и внутреннего колец ферромагнитной жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55