Гидростатический радиальный подшипник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

q«> 56008I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.75 (21) 2184502/27 (51) М. Кл г F 16С 32/06 с присоединением заявки № 2198350/27 и 2308004/27 (23) Приоритет 12.12.75; 04.01.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.06.77 (53) УДК 621.822.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Я. И. Менделевский, В. Я. Эглитис и Л. Я. Кащеневский

Вильнюсский станкостроительный завод «Комунарас» (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТ И Ч ЕСК И Й РАД ИАЛ Ь H Ы Й ПОДШ И П Н И К

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных механизмах для поддержания одной детали относительно другой в процессе их относительных движений.

Известен гидростатический радиальный подшипник, содержащий установленную в корпусе втулку с несущими карманами, разделенными в окружном направлении перемычками, входные дроссели и каналы подвода рабочей жидкости от источника питания (1).

В качестве входных дросселей в таких подшипниках, как правило, применяют либо капиллярные дроссели, изготовление KQTopbIx связано с большими трудностями ввиду малого диаметра капилляра при большой его длине (l)20d), либо же входные дроссели выполняют в виде щелей между наружной поверхностью втулки и сопряженной поверхностью корпуса, в результате чего упрощается изготовление, но снижается виброустойчивость подшипников из-за наличия большого объема смазки между входными дросселями и несущими карманами.

Подшипник указанного типа имеет также недостаточную жесткость, так как при приложении нагрузки к валу гидросопротивленпе входных дросселей остается постоянным и не оказывает влияния на приращения давления смазки в несущих карманах подшипника.

Кроме того, такие подшипники имеют недостаточную несущую способность, так как в них площади нагруженных и разгруженных карманов остаются постоянными прп измене«ии нагрузки.

Целью изобретения является повышение несущей способности, жесткости и виброустойчивости.

Это достигается тем, что в предлагаемом гидростатическом радиальном подшипнике перемычки выполнены в виде пластин, вмонтированных во втулку. При этом входные дроссели целесообразно выполнять в виде щелей, образованных внутренней поверхностью втулки и наружными поверхностями пластин. Пластины могут быть закреплены во втулке радиальными винтами или на параллельных оси подшипника осях с возможностью поворота вокруг этих осей, при этом оси установлены на торцах пластин, а пластины выполнены с наклонными гранями.

Между наружной поверхностью каждой из пластин и внутренней поверхностью втулки могут быть размещены упругие прокладки.

Кроме того, втулка может быть выполнена с заплечикамп, а пластины — с выступами, взаимодействующими с этими заплечиками, 30 при этом между пластинами могут быть раз560081 мешены пружины, например, равной >кссткости.

На фиг. 1 представлен предлагаемый подшипник, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант исполнения подшипника, продольный разрез; на фиг. 4 — разрез по Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — вариант исполнения подшипника, продольный разрез; на фиг. б — разрез по В—

В на фиг. 5; на фиг. 7 — вариант исполнения подшипника, продольный разрез; на фиг. 8— разрез по à — Г на фпг. 7; на фиг, 9 †.разрез по Д вЂ” Д на фиг. 7; на фиг. 10 — разрез по

Š— Е на фиг. 8.

Предлагаемый подшипник (см. фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, в котором установлена втулка 2, имеющая отверстие 3, в котором размещен вал 4. На поверхности отверстия 3 выполнена расточка 5, в которую вмонтированы пластины 6, прикрепленные к телу втулки 2 радиальными винтами 7, Пластины

6 разделяют расточку 5 на несущие карманы

8 и образуют перемычки, разделяющие в окружном направлении карманы 8 один от другого. На наружной поверхности втулки 2 выполнена канавка 9, образующая с сопряженной поверхностью корпуса 1 полость 10 смазки под давлением. Полость 10 сообщена каналом 11 с источником 12 подачи смазки. Между сопряженными поверхностями расточки 5 и пластин 6 выполнены щели 13, образующие входные дроссели для каждого из несущих карманов 8. Щели 13 сообщены с полостью 10 отверстиями 14. Между поверхностями отверстия 3 втулки 2 и вала 4 образованы выходные дроссслирующие щели

15, сообщенные с карманами 8 и полостями слива 16. Полости слива 16 каналом 17 сообщены с резервуаром источника подачи смазки 12. Кроме того, в подшипнике имеются щели 18 между валом 4 и внутренней поверхностью пластин 6, а также боковые грани 19 пластин б.

На фиг. 3 и 4 представлен подшипник, который отличается от подшипника на фиг. 1 и

2 тем, что каждая из пластин 6 закреплена на параллельных оси подшипника осях 20 с возможностью поворота вокруг этих осей.

На фиг. 5 и 6 представлен подшипник, в котором между наружной поверхностью каждой из пластин 6 и внутренней поверхностью расточки 5 втулки 2 размещены упругие прокладки 21.

На фиг. 7 — 10 дан другой вариант исполнения подшипника, в котором втулка 2 выполнена сборной, состоящей из гильзы 22 и двух концевых крышек 23, скрепленных с гильзой 22 болтами 24. Крышки 23 снаб>кены буртиками 25, выступающими внутрьрасточки 5 гильзы 22. Поверхности 26 буртиков

25 и поверхность расточки 5 образуют заплечики 27. Пластины 6 по концам снабжены выступами 28 (см. фиг. 10), входящими в заплечики 27 втулки 3. Между боковыми гранями 19 пластин б размещены пружины сжатия 29 равнои жесткости. В ка>кдом из каналов 14 втулки 3 установлены входные дроссели 30, сообща ощие полость 10 с несущими карманами 8.

Подшипник, показанный на фиг. 1 и 2, работает следующим образом.

Смазка под давлением источника 12 подается по каналу 11 в полость 10, по отверстиям 14 проходит к каждой из щелей 13 и, дроссслируясь В этих и!елях, поступает В карманы 8. Из карманов 8 смазка через выходные щелевые дросселирующие щели 15 поступает в полости слива 16 и по каналам 17 возвращается в резервуар источника 12. Прп приложении к валу 4 нагрузки, например вниз, высота выходных дросселирующих щелей 15 на участке нижнего кармана 8 уменьшается, а па участке верхнего кармана— увеличивается. В результате перераспределения гидросопротивлений выходных дросселирующих щелей 15 и, следовательно, потоков через них давление в нижнем несущем кармане 8 возрастает, а в верхних — уменьшается, в результате чего развивается противодействующая нагрузке сила, возвращающая вал 4 в первоначальное централь.юе поло>кение.

Так как между входными щелевыми дросселями и карманами 8 отсутствует «паразитная» емкость смазки, подшипник по известным причинам обладает более высокой виброустойчивостью в работе по сравнению с известными подшипниками указанного типа.

Показанный на фиг. 3 и 4 подшипник работает аналогично описанному вы пе подшипнику. Однако за счет того, что пластины 6 здесь закреплены на параллельных оси под40 шипника Осях 20 с Возможностью поворота вокруг этих осей, прн приложении к валу нагрузки н возникновении разности давлений между соседними карманами, эти давления, воздействуя на боковые поверхности пластин б с неодинаковыми силами, поворачивают пластины от кармана с большим давлением в сторону кармана с меньшим давлением.

В результате этого происходит перераспределение гидрораспределения входных щелевых дросселей, увеличивающее поток в нагруженный карман и уменьшающее его в разгруженный карман. При таком повороте пластин увеличивается гидросопротивление потоку смазки из нагруженного кармана в разгруженный через щели между пластиной 6 и поверхностью вала. В результате указанных перераспределений гидросопротивлений дросселнручощих щелей давление в .нагруженном кармане дополнительно увеличивается, а в разгруженном кармане — уменьшается, что ведет к повышенпю жесткости и несущей cIIQсобности подшипника.

В случае, когда между сопряженными поверхностями пластин 6 и расточки втулки ус65 танавливаются прокладки из упругого мате560081 риала (см. фиг. 5 и 6), эти прокл"д-ки демпфируют повороть. пластин, в результате чего дополнительно повь|шается виброустойчивость подшипника.

Подшипник, показанный на фиг. 7 — 10, работает следующим образом.

Смазка нод давлением Р„ от источника 12 по каналу 11, полости 10 через входные дроссели 30 поступает в несущие карма ы 8 под давлением Р,-,, а из карманов 8 смазка вытекает через выходные дросселируюпие щели

15 в полости слива 16 с давлением Р,. Давление смазки в карманах 8 центрирует вал 4 в отверстии 3 втулки 2. При прило>кении к валу 4 внешней нагрузки G вниз (см. фиг. 8) вал 4 несколько смещается вниз. При этом высота нижних участков выходных дросселирующих iiteëeé 15 уменьшается, а верхних участков — увеличивается, гидросопротивленпе выгекачию смазки из нижнего кармана 8 возрастает, а из верхнего — уменьшается.

Для боковых карманов 8 гидросопротивление участков выходных дросселирующхи щелей

15 практически пе изменяется. В результате указанного перераспределения гидросопротивлений выходных дросселирующих щелей 15 давление в нижнем несущем кармане 8 возрастает, а в верхнем — уменьшается. При этом ItîÿâëÿcTc5f разность сил, действующих на боковые грани 19 пластин 6. Так из зоны

ttH>Iкних пластин б действуют большие силы, чем из зоны боковых карманов 8. В то же время на боковые грани 19 верхних пластин б действуют большие силы, чем из зоHbI верхнего кармана 8. Результирующие снл, действующих па боковые грани пластин 6, перемещают пластины 6 в орбитальном itaправлении. При этом нижние пластины расходятся от центров нижнего кармана 8, а верхние пластины 6 сходятся к пентру верхнего кармана 8. В результате указанных орбитальных перемещений пластин 6 эффективная площадь нижнего нагруженного несущего кармана 8 увеличивается, а верхнего разгруженного несущего кармана 8 — уменьшается, что приводит к увели ению противодействующей нагрузки G силь ;, возвраща.ошей вал 4 в центральное положение. В результате повышается несущая способность и жесткость подшипника.!

О

:f5

Таким образом, предложенный подшипник обладает повышеннон несущей способностью, жесткостью и виброустойчивостью по сравнению с извсстными подшипниками указанного тина.

Формула изобретения

1. Гидростатическнй радиальный подшипник, содер;кащнй установленную в корпусе втулку с несущими карманами, разделенными в окружном направлении перемычками, входные дросселн н каналы подвода рабочей жидкости от источника питания, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения несущей способности и виброустойчивости, перемычки выполнены в виде пластин, вмонтированных во втулку.

2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что входные дроссели выполнены в виде щелей, образованных внутренней поверхностью втулки и наружными поверхностями пластин.

3. Подшипник по пп. 1 и 2, отл ича ющи и с я тем, что каждая из пластин во втулке закреплена радиальными винтами.

4. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что втулка выполнена с заплечиками, а пластина — с выступами, взаимодействующими с этими заплечикамн, при этом между нластпнамн размсгцены пру>titttiti. например, равной жесткости.

5. Подшипник по пп. 1 и 2, отлпч а юшийся тем, что каждая нз пластин во втулкс закреплена Hà параллельных продольной оси подшипника осях с возможностью поворота вокруг этик осей, прн этом оси установлены на торцах пластин, а пластины выполнены с наклонными гранямн.

6. Подшипник по пп. 5, отличающийся тем, что между наружной поверхностью каждой пластпны и внутренней поверхностью втулки размещены упругие прокладки.

Приоритет по пунктам: 12,12.75 по п. 4;

04.01.76 по пп. 5 и 6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Риппел Г. Проектирование гидростатических подшипников. М., «.Машиностроение», 1967, с. 126.

560081

Корректор Л. Котова аз 1460/3 Изд. № 476

ЦНИИПИ Г з Тираж 1151 Подписное

И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Редактор О. Юркова

Зак

Составитель T. Хромова

Техред Н. Аук