Гидростатический подшипник

 

Изобретение относится к области бесконтактных опор с внешним источником давления смазки. Целью изобретения является повьппение несущей способности и жесткости. Вдоль общего кольцевого канала, образующего своими участками входные дроссели несущих карманов, каналы лодвода распределены неравномерно. Несущие карманы подшипника разделены на несколько групп. Входные дроссели карманов одной группы, выполненные в виде кольцевых участков, образуют свой общий канал. Общий дросселирующий кольцевой канал может быть расположен на наружной поверхности втулки, сопряженной с поверхностью корпуса. Неравномерное распределение каналов позволяет обеспечить одинаковые зазоры в подшипнике при разных эффективных площадях карманов или разные зазоры при одинаковых площадях.2 з.п. ф-лы, 9 ил. с S (Л tc 00 о tc li оо INJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (zl) 4 Р 16 С 32/О1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 397691 (21) 3885336/?5-27 (221 17.04.85 (46) 30,12,86. Вюл. Н 48 . (71) Московский станкостроительный завод "Красный Пролетарий" им,А,И.Ефремова и Московский станкоинструментальный институт (72) М.А,Шиманович и Ю,В.Смирнов (53) 621.822.5 (О88.8), (56) Авторское свидетельство СССР

М 397691 кл. F 16 С 32/06, 1971, (54) ГИДРОСТАТИчЕСКИИ ПОДШИПНИК (57) Изобретение относится к области бесконтактных опор с внешним источником давления смазки. Целью изобретения является повышение несущей способности и жесткости. Вдоль общего

„„SU„„1280243 A 2 кольцевого канала, образующего своими участками входные дроссели несущих карманов, каналы подвода распределены неравномерно ° Несущие карма— ны подшипника разделены на несколько групп. Входные дроссели карманов одной группы, выполненные в виде кольцевых участков, образуют свой общий канал, Общий дросселирующий кольцевой канал может быть расположен на наружной поверхности втулки, сопряженной с поверхностью корпуса, Неравномерное распределение каналов позволяет обеспечить одинаковые зазоры в подшипнике при разных эшфективных площадях карманов или разные зазоры при одинаковых площадях.2 з.п. ф-лы, 9 ил.

l 1280243

Изобретение относится к области бесконтактнь х опор с внешним источ— ником давления смазки и может найти применение в качестве шпиндельного гидростатического подшипника металлорежущего станка.

Целью изобретения является повышение несущей способности и жесткости.

t0

На фиг. 1 представлен радиальный подшипник; на фиг,2 — разрез А-А на фиг,l; на фиг.3 — развертка наружной поверхности втулки на фиг.2; на фиг,4 — радиально-упорный подшипник с упорным карманом на одном из торцов; на фиг.5 — развертка наружной поверхности втулки на Фиг,4; на фиг.6 — радиально-упорный подшипник с упорными каРманами на обоих тор- 2О пах; на фиг,7 — развертка напужной .поверхности втулки на фиг.6; на фиг.8 — радиально-упорный подшипник с несколькими карманами на каждом торце; на фиг,9 — развертка наружной 25

,поверхности втулки на фиг.8.

Шпиндель 1 (фиг.1, 2 и 3) с зазором расположен во втулке 2, смонтированной в корпусе 3. Втулка 2 содержит четыре несуших кармана 4-7, ЗО образующих радиальный подшипник. На наружной поверхности втулки 2, сопряженной с поверхностью корпуса 3, выполнены общий дросселирующий кольцевой канал 8, кольцевая камера 9 подвода смазки под давлением, каналы 10 подвода смазки и соединительные каналы 11 и 12 между общим каналом 8 и несущими карманами 4 — 7 радиального подшипника, Соединительные каналы 11 40 и 12 и каналы 10 подвода смазки, чередуясь, делят общий канал 8 на сообщающиеся между собой кольцевые участки, в виде которых выполнены входные дроссели каждого кармана. Ка- 45 налы 10 подвода смазки распределены вдоль общего канала 8 неравномерно, Горизонтальная пара несущих карманов

4 и 6 много меньше вертикальной пары несущих карманов 5 и 7. Такой подшипник способен воспринять вертикальную нагрузку большеч величины, чем горизонтальная ° Соответственно выходные сопротивления карманов 4 и 6 много меньше карманов 5 и 7. Поэтому каналы 10 межпу общим каналом 8 расположены неравномерно (величина а больше величины Ь ): гораздо ближе к каналам 11, соединяющим общий канал

8 с карманами 4 и 6, ем к каналам

12, ведущим в карманы 5 и 7; каналы

11 и 12 распределены равномерно вдоль канала 8: между ними одинаковое расстояние с Поэтому входные сопротивления карманов 4 и 6, пропорциональные размеру 8, соответственно больше пропорциональных размеру а входных сопротивлений карманов 5 и 7, что и требуется для обеспечения высокой жесткости слоя смазки в подшипнике.

Шпиндель 1 (фиг.4 и 5) с зазором расположен во втулке 2, которая закреплена в корпусе 3, Подшипник содержит четыре несущих кармана 4-7 радиального и один кольцевой 13 упорного подшипников, На наружной поверхности втулки 2, сопряженной с поверхностью корпуса 3, выполнены общий дросселирующий кольцевой канал 8, кольцевая камера 9 подвода смазки под давлением, каналы 10 подвода смазки и соединительные каналы !1, 12 и 14 между каналом 8 и соответст— венно несущими карманами радиального и упорного подшипников. Соединительные каналы 11, 1?, 14 и каналы 10 подвода смазки, чередуясь, делят канал 8 на сообщающиеся между собой .кольцевые участки, в виде которых выполнены входные дроссели каждого кармана. Каналы 10 подвода смазки рас— пределены вдоль канала 8 неравномерно: расстояние .а между каналами 10, I смежными с каналом 14, в несколько раз меньше расстояния 6 между каналами 10, смежными с каналами 11, Целесообразно, чтобы каналы 11, 12 и

14 были расположены в середине участков между каналами 10, Соединительные каналы 11, 12 и 14 распределены вдоль канала 8 тоже неравномерно.

Соотношение 6/а определяется отношением выходных сопротивлений карманов радиального и упорного подшипников.

При включении давления смазка по каналам 10 поступает в общий канал 8 и, дросселируясь, через соединительные каналы 11, 12 и 14 — в несущие карманы 4, 5, 6, 7 и 13 подшипника, откуда, дросселируясь в щелях под перемычками, ограничивающими карма— ны, вытекает наружу, При этом шпиндель 1 жестко центрируется в подшипнике в пределах зазоров текущим слоF ем смазки. Давление в кармане 13 уравновешивается либо осевой нагруз1 28т12/< I нов.

I т< о<т, лттбо /и . тат<. теттттем в ттр<1тттттстгт<тложн«м кармане. !тобы обеспечить высокие жесткость и несущую способность слоя смазки — T< подшипнике, необходимо определенное соотношение, например равенство, гид- росопротттвленттй на входе и выходе из каждого несущего кармана. Выходное сопротивление кармана 13 упорного подшипника обычно в 4-5 раз больше 10 выходного сопротивления каждого из четырех карманов 4-7 радиального под— шипника. Неравномерное распределение каналов 10, 11, 12 и 14 вдоль канала

8 обеспечивает соответствующее соот- 15 ношение сопротивлений входных дросселей карманов 4, 5, 6, 7 и 13, а значит, и требуемое соотношение,например равенство, сопротивлений на входе и выходе из каждого кармана 20 подшипника и, как следствие, высокие нагрузочные характеристики слоя смазки.

Это расширяет возможности применения подшипника, например в описанном случае радиально-упорного под— шипника, и позволяет общим каналам одного сечения получить разные входные сопротивления для разных кармацелесообразно, как показано на

Фиг.4 и 5, соединительный канал 14 между входным дросселем и несущим карманом 13 упорного подшипника располагать между несущими карманами

4-7 радиального подшипника. В этом случае каналы 11 и 12 в виде радиальных сверлений попадают в карманы 4 — 7. В любом другом случае ка- 40 налы 11 и 12 должны иметь более сложную форму, чтобы попасть в карманы

4-7, например более или менее сильный наклон к радиальному направлению.

То же самое показано и на фиг.6 и 7, но для радиально-упорного подшипника с кольцевыми карманами 13 упорного подшипника на обоих торцах. И здесь целесообразно соединительные каналы

14 между входными дросселями (канал

8) и карманами 13 упорного подшипника располагать между карманами 4-7 радиального подшипника, чтобы соединительные каналы 11 и 12 попали в карманы 4-7 наиболее простым путем.

На фиг.8 и 9 показан другой вариант гидростатического подшипника, на примере радиально †упорно с многокарманным упорным подшипником, Здесь штттцтлель 1 расположен с <азс<ротт во втулке 2 ралиальнс -упорного гилростатического подшипника с многокарман— ными ралттальттым и упс рным попшипникамтт, Втулка 2 закреплена в корпусе 3 и сстутержттт в отверстии четыре несущих кармана 4-7 радиального и на каж.ттотт торце по четыре несущих, кармана

15 и 16 упорных подтттипников.

На наружной цилиндрической поверхности втулки 2 выполнены два кольцевых дросселирующих канала 8 и 17.

Кольцевая камера 9 подвода смазки под давлением соединена с каналами 8 и

17 каналами 10 подвода смазки, Канал

8 соединительными каналами 11 и 12 соединен с несущими карманами 4-7 радиального подшипника. Это одна группа карманов. Канал 17 каналами

18 и 19 соединен соответственно с карманами 15 и 16 упорных подшипников на правом и левом торцах втулки

2. Это другая группа карманов, Таким образом, карманы радиально-упорного подшипника разбиты на две группы, Входные дроссели одной группы выполнены в виде кольцевых участков, образующих свой общий канал ° Карманы 15 имеют большую площадь, чем карманы 16, а расстояние ст между каналами 10, смежными с кана— лами 18, меньше, чем расстояние 6 между каналами 10, смежными с каналами 19. Соответственно. сопротивление на входе в карманы 15 меньше, чем на входе в карманы 16.

При подаче давления смазка попадает по каналам 10, 8, 11, 12 в карманы 4, 5, 6 и 7 по каналам 10, 17, 18 в карманы 15 и по каналам 10, 17 и 19 в карманы 16 ° Смазка дросселируется в каналах 8 и 17 на входе в карманы и при выходе из них в щелях над перемычками, ограничивающими карманы. При этом шпиндель 1 жестко цен" трируется во втулке 2 в пределах зазоров, паря над текущим слоем смазки.

Каналы 8 и 17 имеют достаточно большие сечения и длины участков, поскольку один канал обслуживает не все, а группу карманов, Кроме того, карманы разбиты на группы функционально (карманы радиального и упорного подшипников входят в разные группы), что позволяет назначить сечение каналов

8 и I7 в соответствии с величиной назначенных зазоров в соответствующих группах. Можно разбить карманы и на! 1 2 Н!! 2 4 тРП ГРУП!!11 (1.11.(lti I,tl(11 (111О(.О, ПЕPPiTIlP Г(i Tl .;1П(!(1 П((П(П(Х ПС!П1(1ПП((И— к О В ) и (it i à 1(е 1 и (1111(! ил1е ть по три з азор(1в, поп бора, распределения и повышения нагрузочных характеристик. каTIHJlë в рядил .(,н(-чпорн 1и поп(пивник Р 11(, ме 111 111(" " "!с р е ° н fT(TJT It(TT ITH HK P та! можно в1(пе((ит1, по тем или иным г(ри (и1(ам oRну группу карманов. Ос (алт нь(е мс(жн(питатт, ина<1е например

t1заимос бра зным дрогселированием.

P показанном с.лучае неравномерное распределение каналов 10, 18 и 19 вдоль канапа 17 (разные расстояния с1 и 6 ) позволяет обеспечить одинако10 вые зазоры в упорном подшипнике при разных эффективных площадях карманов 15

15 и 16 или разные зазоры при одинаковых площадях. Все это расширяет функциональные возможности применения подшипника, повышения его жесткости и несущей способности. 20

Таким образом, описанные варианты гидростатического подшипника благодаря неравномерному распределению каналов подвода смазки и/или соединительных каналов вдоль общего кольцевого канала, образующего своими участками входные дроссели (сопротивле. ния) несущих карманов, и/или, тому, что несущие карманы подшипника раз,делены на несколько групп и,, по мень- 30 шей мере„ входные дроссели карманов одно! группы выполнены в виде кольцевых участков, образующих свой общий канал, позволяют существенно расширить Функциональные возможности применения подшипников, в том числе в качестве радиально-упорных, возможности подбора зазоров, распределения формула изобретения

1 . Гидроста тический подшипник по авт. св. 11 397691, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения несущей способности и жесткости, каналы подвода смазки к входным дросселям и/или соединительные каналы между последними и несущими кармана— ри распрепелвны неравномерно вдоль общего канала.

2. Подшипник по и ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен размещенными на одном из торцов втулки упорными несущими карманами, сообщающимися с упомянутым общим каналом посредством дополнительно выполненных во втулке соединительных каналов, при этом. последние расположены в зоне окружных перемычек между несущими радиальными карманами.

3. Подшипник по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен размещенными на торцах втулки упорными несущими карманами и дополнительными входными дросселями в виде кольцевых

-сообщающихся между собой участков, образующих о611ТН канал, соединенными с упорными несущими карманами через дополнительно выполненные во втулке соединительные каналы, при этом последние расположены в зоне окружных перемычек между несущими радиальными карманами.

1Ф

72

1Ф

2! 280243

Риг. 7

f0 иг.

Редактор М.Бандура

Заказ 7041/35 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государ< твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Гаушская наб,, д, 4/5

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная, 4 роизво

1Ф

15 /f

12

Составитель Т.Хромова

Техред И.Ходанич- Корректор С,йекмар