Способ настройки высокооборотной комбинированной опоры вала

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для опор валов в машинах и механизмах, работающих с большими частотами врашения. Целью изобретения является увеличение долговечности путем обеспечения регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника. Опора содержит конический гидростатический подшипник (ГСП) и шарикоподшипник, расположенные в изолированных один от другого полостях, каждая из которых имеет автономную систему подвода и отвода жидкости. Для питания каждого из подшипников используют рабочую среду с разной вязкостью. При повышении давления в маслосистеме и увеличении частоты вращения вала в работу вступает ГСП и внутренее кольцо шарикоподшипника вращается с меньшей скоростью, чем скорость вала, в зависимости от вида применяемой жидкости в ГСП. 2 ил. со 1чЭ О сл J 00

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1320548 (5D 4 F 16 С 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИБ! РД gp

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3937256/31-27 (22) 17.06.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Казанский авиационный институт им. А. Н. Туполева (72) Л. В. Горюнов, В. М. Демидович, Н. А. Якимов и В. А. Черноглазов (53) 621.822.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1035311, кл. F 16 С 21/00, 17.03.82. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ВЫСОКООБОРОТНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ

ОПОРЫ ВАЛА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для опор валов в машинах и механизмах, работающих с большими частотами вращения.

Целью изобретения является увеличение долговечности путем обеспечения регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника. Опора содержит конический гидростатический подшипник (ГСП) и шарикоподшипник, расположенные в изолированных один от другого полостях, каждая из которых имеет автономную систему подвода и отвода жидкости. Для питания каждого из подшипников используют рабочую среду с разной вязкостью. При rioвышении давления в маслосистеме и увеличении частоты вращения вала в работу вступает ГСП и внутренее кольцо шарикоподшипника вращается с меньшей скоростью, чем скорость вала, в зависимости от вида применяемой жидкости в ГСП. 2 ил.

1320548

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для опор валов в машинах и механизмах, работающих с большими частотами вращения.

Цель изобретения — увеличение долговечности путем обеспечения регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника.

На фиг. 1 представлена конструкция высокооборотной комбинированной опоры для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — графические зависимости, показывающие изменение момента сопротивления шарикоподшипника и момента трения конического ГСП в зависимости от частоты вращения подшипников при различных рабочих жидкостях в гидростатическом подшипнике (ГСП).

Опора (фиг. 1) содержит конический

ГСП 1, шариковый подшипник 2 и промежуточный элемент 3 с коническим торцом, обращенным к гидростатическому подшипнику 1. Конический ГСП 1 центрируется с валом 4, удерживается от осевого перемещения гайкой 5 и размещается в полости 1, образованной корпусом 6 и крышкой

7. Полость ГСП 1 сообщается с полостью

Ш, образованной средней крышкой 8 и задней крышкой 9, через радиальный зазор 10 между промежуточным элементом 3 и валом 4.

Шарикоподшипник 2 центрируется на промежуточном элементе 3, удерживается от осевого смещения гайкой 11 и расположен в полости П, которая образована корпусом

6 и средней крышкой 8. Уплотнения 12 и

13, расположенные в крышках 7 и 9, исключают перетекание жидкости из полости 1 и Ш в атмосферу, а уплотнение 14 в крышке

8 предотвращает перетекание жидкости из полости П в полость Ш и обратно.

Уплотнения 15, расположенные в корпусе

6 опоры исключают перетекание жидкости из полости 1 в полость П и обратно.

В корпусе 6, крышках 7 — 9 выполнены дренажные отверстия 16 — 20 соответственно.

Наклонные отверстия 21 в гидроста-.ическом подшипнике 1 закрываются технологическими заглушками 22. Полость кольцевой проточки 23 гидростатического подшипника

1 герметизируется уплотнениями 24 и 25.

Камеры 26 гидростатического подшипника

1 сообщаются через наклонные отверстия

21, радиальные каналы 27 с осевым каналом 28, по которому осуществляется подвод жидкости в ГСП. В среднюю крышку 8 ввернуты форсунки 29. В корпусе 6 и средней крышке 8 выполнены сливные отверстия 30 — 32.

Опора работает следующим образом.

При недостаточном давлении масла в системе питания ГСП и малой частоте вращения вала 4 гидростатический подшипник

1 под действием осевой силы F, плотно

40 прижат к коническому торцу промежуточного элемента 3. В этом случае конический

ГСП 1 и промежуточный элемент 3 вращаются вместе с одинаковой скоростью, как жесткий вал. При увеличении частоты вращения вала 4 давление жидкости в карманах 26, поступающей туда по каналам 28, 27 и 21, увеличивается за счет центробежных сил. При этом между коническим ГСП

1 и промежуточным элементом 3 образуется зазор А, в котором образуется масляная пленка, способствующая проскальзыванию промежуточного элемента 3 и жестко связанного с ним внутреннего кольца шарикоподшипника 2 относительно конического гидростатического подшипника 1. Внутреннее кольцо шарикоподшипника 2 вращается со скоростью, составляющей часть от скорости вращения вала 4.

Для смазки и охлаждения шарикоподшипника 2 необходимо дорогостоящее масло типа МК вЂ” 8, которое подается через форсунки 29.

В качестве рабочего тела для гидростатического подшипника можно использовать любые жидкости (теплоносители, топливо, химические реагенты и т.д.) с различными вязкостями.

Масло, проникающее через уплотнения

12 — 15, сливается через дренажные отверстия 16 — 20 в атмосферу или в нагнетающие магистрали. Жидкости из полостей l, II и Ш сливаются через отверстия 30, 31 и 32.

При наличии изолированных друг от друга полостей и II, в которых расположены конический гидростатический подшипник

1 и шарикоподшипник 2, можно путем подбора жидкостей с различными вязкостями изменять скорость промежуточного элемента 3 и связанного с ним внутреннего кольца шарикоподшипника 2 относительно заданной скорости конического ГСП 1 и жестко связанного с ним вала 4.

На фиг. 2 представлен график 2, построенный для шарикоподшипника по экспериментальным данным, полученным при испытании комбинированной опоры.

В комбинированной опоре момент сопротивления шарикоподшипника является моментом трения ГСП и относительная скорость подшипников обуславливается точкой их совместной работы, получаемой пересечением графиков моментов, построенных в функции частот вращения (фиг. 2). В точке пересечения графиков 1 и 2 с использованием в обоих подшипниках масла МК вЂ” 8 скорость внутреннего кольца шарикоподшипника и-..= 4800 об/мин.

Используя в ГСП воду (график 3), керосин Т вЂ” 1 (график 4) и дизельное топливо (график 5) при том же масле МК вЂ” 8 в шарикоподшипнике, получаем в точках пересечения графиков пан.к= 2800, 3000 и 3800 об/мин.

1320548

Формула изобретения

Puz 1

У,,чм нб«10, осмин

o z

Ю Ю б б

nrcn 10 мин д11а д

-Я

Составитель Т. Хромова

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор Н. Король

За каз 2640/39 Тираж 759 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование в гидростатическом подшипнике в качестве рабочих тел жидкостей с различными вязкостями при неизменном масле в шарикоподшипнике позволяет экономить дорогостоящее масло, которое необходимо для шарикоподшипника в комбинированной опоре, расширить диапазон регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника за счет подбора жидкостей с различными вязкостями для гидростатического подшиника. Уменьшение п-. шарикоподшипника позволяет увеличить его долговечность.

Способ настройки высокооборотной комбинированной опоры вала с шариковым и гидростатическим подшипниками, включающий подачу рабочей среды в составляющие опору подшипники, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности путем обеспечения регулирования частоты вращения внутреннего кольца шарикоподшипника, для питания каждого из подшипников используют рабочую среду с разной вязкостью.