ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК


RU (11) 2208723 (13) C2

(51) 7 F16C32/06, F16C17/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.07.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001115676/28 
(22) Дата подачи заявки: 2001.06.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.06.07 
(45) Опубликовано: 2003.07.20 
(56) Аналоги изобретения: US 4381126, 26.04.1983. SU 192555, 06.11.1967. US 4417823, 29.11.1983. SU 1449722, 20.10.1986. 
(71) Имя заявителя: Красноярский государственный технический университет 
(72) Имя изобретателя: Курзаков А.С. 
(73) Имя патентообладателя: Красноярский государственный технический университет 
(98) Адрес для переписки: 660074, г.Красноярск, ул.Киренского, 26, КГТУ, патентно- информационный отдел 

(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК 
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в обрабатывающем оборудовании с использованием в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов. Гидростатический подшипник содержит корпус с радиальным каналом, сообщенным с источником нагнетания смазки, вал и подвижную втулку, находящуюся в полости между корпусом и валом. Втулка образовывает с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор. В средней плоскости подшипника с внешней и внутренней сторон втулки выполнены кольцевые каналы, сообщенные между собой и с источником нагнетания смазки. На внешней цилиндрической поверхности втулки выполнены по обоим концам кольцевые выступы, образующие между корпусом и втулкой ступенчатый дросселирующий зазор. Между корпусом и валом образованы осевые дросселирующие зазоры, а между торцевыми поверхностями втулки и корпусом - радиальные щелевые дросселирующие зазоры. В месте их воображаемого пересечения со ступенчатым зазором образованы дренажные кольцевые полости. Техническим результатом являются способность подшипника обеспечить малую, нулевую и отрицательную податливость за счет активной компенсации расхода смазки в несущем слое, сохранение возможности вращения втулки за счет действия сил вязкого трения в смазке. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков и другого оборудования с быстровращающимися роторами при использовании в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов.
Известен гидростатический подшипник (пат. США 4,417,823, кл. F 16 С 32/06, 1983 г.), содержащий вал и корпус, у которого опорная шейка вала выполнена в виде втулки, корпус содержит два комплекта несущих карманов, расположенных по внутренней и внешней сторонам опорной шейки, а компенсация расхода смазки в несущих карманах осуществляется дросселями постоянного сопротивления (пассивная компенсация).
Недостатками подшипника являются большие потери на жидкостное трение при вращении вала с высокой скоростью, так как потери имеют место одновременно с внешней и внутренней сторон опорной шейки; пассивная компенсация расхода смазки в несущих карманах, что не позволяет достичь малой, нулевой и отрицательной податливости подшипника; а также значительные радиальные габариты подшипника.
Наиболее близким аналогом изобретения является гидростатический подшипник с вращающейся втулкой, содержащий корпус, вал и подвижную втулку, расположенную в полости между корпусом и валом. Несущие карманы и пассивные дросселирующие каналы для подвода смазки выполнены внутри корпуса и вала и расположены с внешней и внутренней сторон втулки. При работе подшипника вращение вала частично передается втулке за счет действия сил вязкого трения в смазке (пат. США 4,381,126, кл. F 16 С 32/06, 1983 г.).
Недостатком подшипника является невозможность получения малой, нулевой и отрицательной податливости, так как нагрузка воспринимается двумя последовательно расположенными несущими слоями с пассивной компенсацией расхода смазки.
Задачей изобретения является создание подшипника с малой, нулевой и отрицательной податливостью, обеспечиваемой за счет активной компенсации расхода смазки в несущем слое, и сохранение возможности вращения втулки за счет действия сил вязкого трения в смазке.
Поставленная задача достигается тем, что в гидростатическом подшипнике, содержащем 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, согласно изобретению, в средней плоскости подшипника с внешней и внутренней стороны втулки выполнены кольцевые каналы, сообщенные между собой и с источником нагнетания смазки, на внешней цилиндрической поверхности втулки выполнены по обоим концам кольцевые выступы, образующие между корпусом и втулкой ступенчатый дросселирующий зазор, между корпусом и валом образованы осевые дросселирующие зазоры, а между торцевыми поверхностями втулки и корпусом - радиальные щелевые дросселирующие зазоры, в месте воображаемого пересечения которых со ступенчатым зазором образованы дренажные кольцевые полости. Кольцевые каналы могут быть выполнены либо в корпусе с внешней стороны втулки и во втулке с ее внутренней стороны, либо во втулке с внешней и внутренней стороны.
Такой подшипник позволяет обеспечить малую, нулевую и отрицательную податливость за счет активной компенсации расхода смазки в несущем слое. Использование щелевых дросселирующих зазоров без несущих карманов между поверхностью вала и втулкой позволяет исключить возникновение турбулентности смазки при высоких частотах вращения и снижает потери мощности на трение. Кроме того, это позволяет использовать в качестве смазки не только жидкости, но и газы.
На чертеже показан продольный разрез подшипника.
Гидростатический подшипник состоит из корпуса 1 с выполненным в нем радиальным каналом 2, сообщенным с источником нагнетания смазки (на чертеже не показан), вала 3 и подвижной втулки 4, расположенной в полости между корпусом 1 и валом 3 и образующей с поверхностью вала 3 щелевой дросселирующий зазор 5. В средней плоскости подшипника с внешней стороны втулки 4 в корпусе 1 выполнен кольцевой канал 6, а с внутренней стороны втулки 4 - кольцевой канал 7 (кольцевые каналы могут быть выполнены во втулке 4 с внешней и внутренней стороны), сообщенные между собой радиальными каналами 8 и с источником нагнетания смазки радиальным каналом 2. На внешней цилиндрической поверхности втулки 4 по обоим концам выполнены кольцевые выступы 9, образующие между корпусом 1 и втулкой 4 ступенчатый дросселирующий зазор 10. Между корпусом 1 и валом 3 образованы осевые дросселирующие зазоры 11, а между торцевыми поверхностями втулки 4 и корпусом 1 - радиальные щелевые дросселирующие зазоры 12. Осевые щелевые зазоры 5 и 11 образуют несущий слой, поддерживающий вал 3. В месте воображаемого пересечения радиальных щелевых дросселирующих зазоров 12 со ступенчатым зазором 10 образованы кольцевые полости 13, сообщенные со сливными отверстиями 14, выполненными в корпусе 1. Кольцевые полости 13 образованы за счет наличия фасок 15 (либо за счет выполнения кольцевых канавок в корпусе 1, на чертеже не показаны).
Работа подшипника происходит следующим образом.
При перемещении вала 3 под действием нагрузки уменьшаются (увеличиваются) осевые щелевые дросселирующие зазоры 5 и 11 в нагруженной (разгруженной) зоне подшипника, что вызывает увеличение (уменьшение) давления в этих зонах и в сопряженных с ними зонах радиальных щелевых зазоров 12. Под воздействием разности давлений в нагруженной и разгруженной зонах осевого щелевого зазора 5 втулка 4 перемещается вверх, чем достигается увеличение (уменьшение) зазора 5 в нагруженной (разгруженной) зоне. В результате нагнетание смазки в нагруженную (разгруженную) зону дополнительно увеличивается (уменьшается) и давление здесь еще более возрастает (падает), перемещая вал 3 навстречу нагрузке. За счет производимого таким образом активного управления нагнетанием смазки достигается малая, а также нулевая и даже отрицательная податливость подшипника. Поток смазки из кольцевого канала 6 через ступенчатый щелевой зазор 10 между корпусом 1 и подвижной втулкой 4 необходим для стабилизации радиального положения последней. Поток смазки через радиальные щелевые зазоры 12 необходим для стабилизации осевого положения подвижной втулки 4. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Гидростатический 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, отличающийся тем, что в средней плоскости подшипника с внешней и внутренней сторон втулки выполнены кольцевые каналы, сообщенные между собой и с источником нагнетания смазки, на внешней цилиндрической поверхности втулки выполнены по обоим концам кольцевые выступы, образующие между корпусом и втулкой ступенчатый дросселирующий зазор, между корпусом и валом образованы осевые дросселирующие зазоры, а между торцевыми поверхностями втулки и корпусом - радиальные щелевые дросселирующие зазоры, в месте воображаемого пересечения которых со ступенчатым зазором образованы дренажные кольцевые полости.
2. Гидростатический подшипник по п.1, отличающийся тем, что кольцевые каналы выполнены в корпусе с внешней стороны втулки и во втулке с ее внутренней стороны.
3. Гидростатический подшипник по п.1, отличающийся тем, что кольцевые каналы выполнены во втулке с внешней и внутренней сторон последней.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к машиностроению, а именно способам изготовления, ремонта и обслуживания различных типов подшипников: подшипники качения и скольжения, магнитные подшипники, гидростатические подшипники, газостатические подшипники, способы формирования антифрикционной поверхности трения в подшипниках и др.


Новые технологии и изобретения. Подшипники качения и скольжения




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "подшипник качения". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("подшипник" или "качения").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+подшипник -качения".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "подшипник" будут найдены слова "подшипники", "подшипнику" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "подшипник!".


Рейтинг@Mail.ru