Гидростатический подшипник

 

Изобретение относится к машиностроению и касается гидростатических опор валов насосов, применяемых а энергетической , и химической отраслях промышленно . сти. Цель изобретения - повышение надежности путем исключения влияния на роботу насоса осевого перемещения вала. -Гидростатический подшипник содержит ус тановленные .в корпусе Т концентричные вращающуюся 4 и невращающуюся 5 втулки . ТИежду втулками 4 и 5 образована дросселирующая щель б и гидрокамеры 7. Первая из втулок 4 имеет жестко связанный с ней кольцевой бурт 8, охватывающий концевой участок 9 второй втулки 5 с образованием входной дроссельной и1ели 10, сообщенной с гидрокамерам11 7, Вторая втулка 5 выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена кольцевым радиальным выступом 12 и кольцевым коллектором 1,3. Первая птулка 4 снабжена уплотнительным кольцом 14. образующим дополнительную дроссельную щель 15 и дополнительные гидрокамеры между своей торцовой поверхностью и торцовой поверхностью второй втулки 5. При возникновении радиальной силы, действующей на вал 18, вследствие разности давлений в гидрокамерах 7 возникает сила, старающаяся удержать вал в центральном положении. Привозникновении осевой силы вследствие разности давлений в дополнительных гидрокамерах возникает сила, противодействующая посторонней силе. 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК

° Пз F 04 D 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 15.05.91. Бюл. М 18 (21) 3858742/63 (22) 21.0?,85 (72) Н.А, Боровков (53) 621,671(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

t+ 877139, кл. F04 0 29/04,,1980. (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК (57) Изобретение относится к машиностроению и касается гидростатических опор валов насосов, применяемых в энергетической и химической отраслях промышленно. сти. Цель изобретения — повышение надежности путем исключения влияния на работу насоса осевого перемещения вала.

:Гидростатический подшипник содержит установленные в корпусе 1 концентричные вращающуюся 4 и невращающуюся 5 втулки. Между втулками 4 и 5 образована дросселирующая щель 6 и гидрокамеры 7, Первая из втулок 4 имеет жестко связанный

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидростатическим опорам и уплотнениям валов, преимущественно насосов, применяемых в энергетической и химической отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности при наличии осевого смещения вала.

На фиг. 1 представлен гидростатический подшипник в продольном разрезе с гидрокамерами на подвижной в осевом направлении втулке; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг.4 — разрез В-B на фиг. 1: на фиг.5-узел

1 на фиг. 1, на фиг. 6 — узел tl на фиг. 1; на фиг. 7 — разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 8— разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 9 — гидроста. О 1588029 А1 с ней кольцевой бурт 8, охватывающий концевой участок 9 второй втулки 5 с образованием входной дроссельной щели 10, сообщенной с гидрокамерами 7, Вторая втулка 5 выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена кольцевым радиальным выступом 12 и кольцевым коллектором 13. Первая втулка 4 снабжена уплотнительным кольцом 14, образующим дополнительную дроссельную щель 15 и дополнительные гидрокамеры между своей торцовой поверхностью и торцовой поверхность1о второй втулки 5. При возникновении радиальной силы, действуюгцей на вал 18, вследствие разности давлений в гидрокамерах 7 воэникае1 сила. старающаяся удержать вал в центральном положении. Привозникновении осевой силы вследствие разности давлений в дополнительных гидрокамерах возникает сила. противодействующая посторонней силе. 11 ил. тический подшипник в продольном разрезе с гидрохамерами на неподвижной втулке; на фиг, 10 — схематическое изображение действия подшипника; на фиг. 11 — схема действия осевых сил и «х уравновешивание в осевом направлении.

Гидростатический подшипник содержит корпус 1 с полостями 2 и 3 соответственно высокого давления и слива. В корпусе. размещены две концентричные вращающаяся 4 и невраща.ощаяся 5 втулки, а полости

2 и 3 высокого давления и слива образованы с противоположных торцов втулок 4 и 5.

Между втулками 4 и 5 образованы дросселирующая щель 6 и гидрокамеры 7, выполненные в виде пазов на внутренней

1588029 поверхности одной из втулок 4 или 5, открытых с торца, обращенного к полости 2 высокого давления. Одна из втулок 4 имеет жестко связанный с ней кольцевой бурт 8, расположенный со стороны полости 2 высокого давления и охватывающий концевой участок 9 второй втулки 5. Между внутренней поверхностью кольцевого бурта 8 и противолежащей цилиндрической поверхностью второй втулки 5 образована входная дроссельная щель 10. сообщенная с гидрокамерами 7 радиальными каналами 11.

Вторая втулка 5 выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена кольцевым радиальным выступом 12 и кольцевым коллектором 13. Первая втулка 4 снабжена уплотнительным кольцом.14, установленным со стороны полости 3 слива с образованием дополнительной дроссельной щели 15 между своей торцовой поверхностью и торцовой поверхностью второй втулки 5. Кольцевой коллектор 13 выполнен в виде кольцевой проточки на цилиндрической поверхности одной из втулок 4 или 5 перед дополнительной дроссельной щелью 15. На одной из обращенных друг к другу торцовых поверхностей уплотнительного кольца 14 и второй втулки 5 выполнены дополнительные гидрокамеры 16, сообщенные с кольцевым коллектором 13. Подвижная в осевом направлении вторая втулка 5 снабжена штифтом 17, фиксирующим ее либо на корпусе 1 (фиг, 1), либо на валу 18 (фиг. 9). На валу 1g закреплено с помощью гайки 19 отбойное кольцо 20. Все втулки 4 и 5 уплотнены в корпусе 1 и на валу 18 уплотнениями

21. Гидрокамеры 16 сообщены с кольцевым коллектором 13 через осевые каналы 22 и торцовую дросселирующую щель 23 между противоположной стороной радиального выступа 12 и торцом первой втулки 4. Для слива протечек в корпусе 1 выполнено сливное отверстие 24. Дополнительные гидрокамеры 16 и гидрокамеры 7 могут быть выполнены как на неподвижных (фиг, 9), так и на вращающихся деталях (фиг. 5 и 6).

Гидростатический подшипник работает следующим образом.

Из полости 2 высокого давления рабочая среда поступает во входную дроссель= ную щель 10. затем через канал 11, гидрокамеру 7, дросселирующую щель 6 — в сливной кольцевой коллектор 13, Из сливного кольцевого коллектора 13 . рабочая среда протекает через дросселирующую щель 23, канал 22, дополнительную гидрокамеру 16, дроссельную щель 15 s полости слива 3 и через сливное отверстие

24 — в сливную емкость, При отсутствии радиальной нагрузки на вал 18 благодаря равенству гидравлических сопротивлений щелей 10 на входе в гидрокамеру 7 и на выходе щели 6 давление в гидрокамерах 7, расположенных по окружности, будет одинаковым

5 при центральном положении вала. В случае возникновения радиальной силы М (фиг. 108). действующей на вал 18, он будет смещаться в этом же направлении, в результате чего произойдет увеличение входной дроссельной .

10 щели 10, уменьшение ее сопротивления и уменьшение дросселирующей щели 6 с увеличением ее сопротивления.

Это вызовет увеличение давления в гидрокамере 7. С противоположной стороны

15 вала 18 (фиг. 10б) сопротивление входной дроссельной щели 10 возрастает. а щели 6 уменьшается, что вызывает уменьшение давления в гидрокамере 7. Разность давлений в гидрокамерах 7 создает силу, направ20 ленную в противоположную сторону смещения вала 18, старающуюся удержать вал 18 в центральном направлении относительно втулки 5. Эта сила будет возникать каждый раз, когда возникает радиальная си25 ла. действующая на вал 18 независимо от ее направления. Величина удерживающей силы прямо пропорциональна перепаду давления.

Благодаря такому устройству обес

30 печивается не только исключение касания вращающихся и невращающихся цилиндрических поверхностей, но и создается достаточно большая несущая способность гидростатического подшипника с испольэо35 ванием протечек без потребления дополнительного расхода рабочей среды. При отсутствии осевых сил. действующих на втулку 5 ввиду равенства щелей 23 и 15 (фиг.

11), Hà входе и выходе из гидрокамеры 16. а

40 также при.равновесии осевых сил от гидрав- . лики (условие оговорено выше) зазоры в щелях 15 и 23 должны быть равными.В случае возникновения посторонней силы, действующей на втулку 5. например, по направле45 нию стрелки Т, щель 15 будет уменьшаться, увеличивая гидравлическое сопротивление, а щель 23 будет увеличиваться, уменьшая гидравлическое сопротивление. Вследствие этого в гидрокамьре 16 произойдет увеличе50 ние давления, появится сила, противодействующая посторонней силе Т.

В случае возникновения силы Н щель 15 будет увеличиваться, уменьшая сопротивление. а щель 23 будет уменьшаться, увеличи55 вая сопротивление, Вследствие этого в гидрокамерах 16 произойдет уменьшение давления, а с ним — уменьшение силы от давления. нарушится баланс гидравлических сил, т,е., если Рэ

+ Pz). С ростом посторонней силы, действующей на втулку 5, будет расти сила противодействия до определенного предела, обусловленного перепадом давления.

Благодаря такому устройству уплотнейия исключается касание вращающихся и невращающихся торцовых поверхностей, Жесткость положения плавающей втулки 5 в осевом направлении будет зависеть от соот. ношения размеров D> и Dz и площади гидрокамеры 16, а также.от перепада давления, Соотношение размеров цилиндрического уплотнения и гидростатического радиального подшипника определяется в зависимости от назначения данного узла, Для уплотнения вала целесообразно увеличивать длину дросселирующих щелей и уменьшать размеры гидрокамеры. Для использования данного узла в качестве радиального гидростатического подшипника целесообразно уменьшать длину дросселирующих щелей, а увеличивать размеры гидрокамер.

Это устройство можно также использовать в качестве упорного подшипника, например, для уравновешивания гидравлических осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса.

Формула изобретения

Гидростатический подшипник, содержащий-корпус с полостями высокого давления и слива. образованными с г противоположных торцов двух концентрично расположенных вращающейся и невращающейся втулок с дросселирующей щелью между ними и гидрокамерами, вы5 полненными в виде пазов на внутренней поверхности одной иэ втулок, открытых с ее торца, обращенного в сторону полости высокого давления, кольцевой бурт, жестко связанный с одной иэ втулок, расположен10 ный со стороны полости высокого давления, охватывающий концевой участок второй втулки и образующий между своей внутренней цилиндрической поверхностью и противолежащей цилиндрической поверхностью

15 второй втулки входную дроссельную щель, сообщенную с гидрокамерами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности. вторая втулка выполнена подвижной в осевом направлении и снабжена

20 кольцевым радиальным выступом и кольцевым коллектором, а первая втулка снабжена уплотнительным кольцом, установленным, со стороны полости слива с образованием .дополнительной дроссельной щелй между

25 своей торцовой поверхностью и торцовой поверхностью второй втулки, при этом кольцевой коллектор выполнен в виде кольцевой проточки на цилиндрической поверхности одной иэ втулок перед дополнительной

30 дроссельной щельк>, на одной иэ торцовых поверхностей которой выполнены дополнительные гидрокамеры. сообщенные с кольцевым коллектором.

1588029

1508029

Ясг 8

1588029

Составитель С.Брыкова

Техред M. Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор Т. Куркова

Заказ 2445 .," . Тираж 319 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при КНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101