гидростатический подшипник
Классы МПК: | F16C17/18 с плавающими вкладышами или втулками, вращающимися с пониженной скоростью F16C32/06 с подвижным элементом, поддерживаемым подушкой из текучей среды, созданной в основном иначе, чем за счет движения вала, например гидро- или аэростатические B23Q1/38 использующие пневматические или гидравлические подшипники или опоры с подушкой из текучей среды |
Автор(ы): | Брунгардт Максим Валерьевич (RU), Пикалов Яков Юрьевич (RU), Шатохин Станислав Николаевич (RU), Пикалов Юрий Анатольевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-04-26 публикация патента:
27.07.2011 |
Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков при использовании в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов. Гидростатический подшипник содержит корпус с каналом для нагнетания смазки, вал, подвижную втулку с радиальными дросселирующими каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом. Внутренняя цилиндрическая поверхность втулки, сопряженная с валом, образует щелевой дросселирующий зазор. Между наружной цилиндрической поверхностью подвижной втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса образована полость постоянного давления. На торцевых поверхностях втулки выполнены кольцевые выступы, образующие с торцевыми поверхностями корпуса ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры. Технический результат: снижение потерь мощности на гидравлическое трение. 1 ил.
Формула изобретения
Гидростатический подшипник, содержащий корпус с каналом для нагнетания смазки, вал, подвижную втулку с радиальными дросселирующими каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки, сопряженная с валом, образует щелевой дросселирующий зазор, отличающийся тем, что между наружной цилиндрической поверхностью подвижной втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса образована полость постоянного давления, на торцевых поверхностях втулки выполнены кольцевые выступы, образующие с торцевыми поверхностями корпуса ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков при использовании в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов.
Известен гидростатический подшипник, содержащий корпус с кольцевым и радиальным каналами для нагнетания смазки, вал и подвижную втулку с радиальными каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор. На внешней цилиндрической поверхности втулки по обоим концам выполнены кольцевые выступы, образующие между корпусом и втулкой ступенчатый щелевой дросселирующий зазор. Радиальный канал в корпусе выполнен в виде расположенных по окружности дросселирующих отверстий или щелевого дросселирующего зазора и соединяет кольцевой канал, выполненный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, со ступенчатым щелевым дросселирующим зазором. Радиальные каналы втулки выполнены дросселирующими (патент РФ № 2298117, кл. F16C 32/06, 17/10, опубл. 2007 г.).
Наиболее близким аналогом изобретения является подшипник, содержащий корпус с радиальным каналом, сообщенным с источником нагнетания смазки, вал и подвижную втулку, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор. В средней плоскости подшипника с внешней стороны втулки выполнен кольцевой канал, сообщенный с источником нагнетания смазки. Внешняя цилиндрическая поверхность втулки имеет по обоим концам кольцевые выступы и образует с корпусом ступенчатый дросселирующий зазор. Между корпусом и валом и между торцевыми поверхностями втулки и корпусом образованы щелевые дросселирующие зазоры. В средней части подвижной втулки между кольцевым каналом и щелевым дросселирующим зазором, разделяющим вал и подвижную втулку, выполнен щелевой зазор, являющийся демпфирующим дросселем. Щелевые дросселирующие зазоры между поверхностями подвижной втулки и корпуса, сопряженные с поверхностью вала, образуют дросселирующую щель ступенчатой формы (патент РФ № 2262622, кл. F16C 17/18, 32/06, опубл. 2005 г.).
Недостатками подшипников являются увеличенные фрикционные потери мощности на гидравлическое трение в щелевом дросселирующем зазоре и низкая технологичность изготовления, обусловленная высокой точностью обработки цилиндрических поверхностей.
Техническим результатом изобретения является снижение потерь мощности на гидравлическое трение.
Задача для решения технического результата достигается тем, что в гидростатическом подшипнике, содержащем корпус с каналом для нагнетания смазки, вал, подвижную втулку с радиальными дросселирующими каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки, сопряженная с валом, образует щелевой дросселирующий зазор, согласно изобретению между наружной цилиндрической поверхностью подвижной втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса образована полость постоянного давления, на торцевых поверхностях втулки выполнены кольцевые выступы, образующие с торцевыми поверхностями корпуса ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры.
На чертеже показан продольный разрез гидростатического подшипника.
Гидростатический подшипник состоит из корпуса 1, вала 2 и подвижной втулки 3. В корпусе 1 для подвода смазки имеется канал 4, который сообщается с источником нагнетания смазки (на чертеже не показан). Между сопряженными поверхностями подвижной втулки 3 и вала 2 образован щелевой дросселирующий зазор 5. Наружная цилиндрическая поверхность подвижной втулки 3 и внутренняя цилиндрической поверхностью корпуса 1 образуют полость 6 постоянного давления. Во втулке 3 выполнены радиальные дросселирующие каналы 7, соединяющие полость 6 постоянного давления с щелевым дросселирующим зазором 5. Для обеспечения осевой стабилизации подвижной втулки 3 на ее торцевых поверхностях выполнены кольцевые выступы 8, образующие с торцевыми поверхностями корпуса 1 ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры 9. Цилиндрические поверхности вала 2 и корпуса 1 формируют щелевой дросселирующий зазор 10.
Подшипник работает следующим образом.
Нагрузки, действующие на вал 2, увеличивают (уменьшают) давление смазки в нагруженной (разгруженной) области несущего слоя, образованного щелевым дросселирующим зазором 10, изменение давлений передается в щелевой дросселирующий зазор 5, который является управляющим сопротивлением. При этом подвижная втулка 3 смещается в направлении действия нагрузки, уменьшая (увеличивая) управляющее сопротивление и увеличивая (уменьшая) поступление смазки в нагруженную (разгруженную) область несущего слоя. В результате появившейся дополнительной разности давлений в нагруженной и разгруженной областях несущего слоя вал 2 смещается в направлении, противоположном действию нагрузки, чем обеспечивается отрицательная податливость подшипника. Полость постоянного давления 6, в сравнении с щелевой дросселирующей щелью в аналоге (патент РФ № 2262622), характеризуется меньшими потерями мощности на гидравлическое трение, а отсутствие необходимости обработки с высокой точностью цилиндрических поверхностей подвижной втулки 3 и корпуса 1, образующих полость 6 постоянного давления, повышает технологичность изготовления подшипника.
Класс F16C17/18 с плавающими вкладышами или втулками, вращающимися с пониженной скоростью
подшипник турбокомпрессора - патент 2500932 (10.12.2013) | |
газостатический подшипник - патент 2486380 (27.06.2013) | |
гидростатический подшипник - патент 2467217 (20.11.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2453739 (20.06.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2424453 (20.07.2011) | |
опора скольжения - патент 2334136 (20.09.2008) | |
гидростатический подшипник - патент 2262622 (20.10.2005) | |
гидростатический подшипник - патент 2260722 (20.09.2005) | |
гидростатический подшипник - патент 2211385 (27.08.2003) | |
гидростатический подшипник - патент 2208723 (20.07.2003) |
Класс F16C32/06 с подвижным элементом, поддерживаемым подушкой из текучей среды, созданной в основном иначе, чем за счет движения вала, например гидро- или аэростатические
упорный подшипниковый узел - патент 2529070 (27.09.2014) | |
самоцентрирующееся опорное устройство для вращающихся цилиндрических элементов - патент 2511899 (10.04.2014) | |
гидростатическая опора - патент 2508483 (27.02.2014) | |
комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения - патент 2489615 (10.08.2013) | |
регулятор для гидростатических опор - патент 2487280 (10.07.2013) | |
газостатический подшипник - патент 2486380 (27.06.2013) | |
узел гидродинамического ленточного подшипника - патент 2485366 (20.06.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2484322 (10.06.2013) | |
электрошпиндель - патент 2479095 (10.04.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2471095 (27.12.2012) |
Класс B23Q1/38 использующие пневматические или гидравлические подшипники или опоры с подушкой из текучей среды
гидростатическая опора - патент 2508483 (27.02.2014) | |
регулятор для гидростатических опор - патент 2487280 (10.07.2013) | |
газостатический подшипник - патент 2486380 (27.06.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2484322 (10.06.2013) | |
гидростатическая опора - патент 2471095 (27.12.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2467217 (20.11.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2463493 (10.10.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2453739 (20.06.2012) | |
шпиндельный узел - патент 2449185 (27.04.2012) | |
гидростатический подшипник - патент 2424453 (20.07.2011) |