Газо/гидростатический подшипник

Курзаков Андрей Сергеевич (RU) Ярыгина А.Л. (RU) Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков и другого оборудования с быстроходными роторами при использовании в качестве смазывающей среды как газов, так и жидкостей. Задачей изобретения является создание технологичной конструкции газо/гидростатического подшипника,обеспечивающей повышение нагрузочных характеристик. Газо/гидростатический подшипник содержит корпус (1) с радиальным каналом (7), образующим канал для выпуска смазки из подшипника, источник нагнетания смазки и подвижную втулку (3), находящуюся в полости между корпусом (1) и валом, установленным в подшипнике, и образующую с поверхностью вала (2) тангенциальный щелевой дросселирующий зазор (4). Во втулке (3) с е внешней стороны в средней плоскости подшипника выполнен кольцевой канал (6), сообщнный с радиальным каналом(7). На внешней цилиндрической поверхности втулки (3) с обеих сторон кольцевого канала (6) выполнены кольцевые выступы (8). Между торцовыми поверхностями втулки (3) и корпусом(1) образованы радиальные щелевые дросселирующие зазоры (15), в месте соединения которых со ступенчатым дросселирующим зазором (9) образованы кольцевые полости (13). Кольцевые полости (13) сообщены с источником нагнетания смазки. Во втулке (3) в месте расположения внешних торцов (10) кольцевых выступов (8) выполнены ряды сквозных радиальных отверстий(11), соединяющих кольцевые полости (13) с тангенциальным дросселирующим зазором (4). Между корпусом (1) и внешней цилиндрической поверхностью втулки (3) образован ступенчатый дросселирующий зазор (9). Между корпусом (1) и валом (2), установленным в подшипнике,образованы осевые дросселирующие зазоры (5).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков и другого оборудования с быстроходными роторами при использовании в качестве смазывающей среды как газов, так и жидкостей. Известен гидростатический подшипник [патент РФ 2298117, МПК F16 С 32/06, 27.04.2007 г.], содержащий корпус с кольцевым и радиальным каналами для нагнетания смазки, вал и подвижную втулку с радиальными каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом. Втулка образует 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, соединяющего кольцевой канал,выполненный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, со ступенчатым щелевым дросселирующим зазором. Радиальные каналы втулки выполнены дросселирующими. Недостатками известной конструкции являются сложность изготовления и сборки, а также невозможность управления характеристиками подшипника. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является гидростатический подшипник[патент РФ 2208723, МПК F16 С 32/06, F16C 17/18, опубл. 20.07.2003 г.], содержащий корпус с радиальным каналом, сообщнным с источником нагнетания смазки, вал и подвижную втулку, находящуюся в полости между корпусом и валом. Втулка образует с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор, и с е внешней и внутренней сторон выполнены кольцевые каналы в средней плоскости подшипника. Каналы сообщаются 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. Недостатком данного подшипника является наличие пассивного подвеса, что ухудшает нагрузочные характеристики конструкции. Задачей изобретения является создание технологичной конструкции газо/гидростатического статического подшипника, обеспечивающей повышение нагрузочных характеристик. Поставленная задача достигается тем, что в газо/гидростатическом подшипнике, содержащем корпус 1 с радиальным каналом 7, источник нагнетания смазки и подвижную втулку 3, находящуюся в полости между корпусом 1 и валом 2 в состоянии, когда вал 2 установлен в подшипнике, и образующую с поверхностью вала тангенциальный щелевой дросселирующий зазор 4, во втулке 3 с е внешней стороны в средней плоскости подшипника выполнен кольцевой канал 6, сообщнный с радиальным каналом 7,между корпусом 1 и внешней цилиндрической поверхностью втулки 3 образован ступенчатый дросселирующий зазор 9, между корпусом 1 и валом 2 в указанном состоянии образованы осевые дросселирующие зазоры 5, а между торцовыми поверхностями втулки 3 и корпусом 1 - радиальные щелевые дросселирующие зазоры 15, в месте соединения которых со ступенчатым дросселирующим зазором 9 образованы кольцевые полости 13, согласно изобретению кольцевые полости 13 сообщены с источником нагнетания смазки, радиальный канал 7 образует выпускной канал, предназначенный для выпуска смазки из подшипника, на внешней цилиндрической поверхности втулки 3 с обеих сторон кольцевого канала 6 выполнены кольцевые выступы 8, а во втулке 3 в месте расположения внешних торцов 10 кольцевых выступов 8 выполнены ряды сквозных радиальных отверстий 11, соединяющих кольцевые полости 13 с тангенциальным дросселирующим зазором 4. На чертеже показан продольный разрез подшипника. Газо/гидростатический подшипник содержит корпус 1, источник нагнетания смазки (на чертеже не показан), вал 2, установленный в подшипнике, и подвижную втулку 3, расположенную в полости между корпусом 1 и упомянутым валом 2 и образующую с поверхностью упомянутого вала 2 тангенциальный щелевой дросселирующий зазор 4. Между сопряжнными цилиндрическими поверхностями корпуса 1 и вала 2, установленного в подшипнике, образованы осевые дросселирующие зазоры 5. Во втулке 3 с е внешней стороны в средней плоскости подшипника выполнен кольцевой канал 6, сообщнный с радиальным каналом 7, выполненным в корпусе 1 и образующим выпускной канал, предназначенный для выпуска смазки из подшипника. На внешней цилиндрической поверхности втулки 3 с обеих сторон кольцевого канала 6 выполнены кольцевые выступы 8. Между корпусом 1 и внешней цилиндрической поверхностью втулки 3 образован ступенчатый дросселирующий зазор 9. На торцах втулки 3 с внешней стороны выполнены фаски 12, образующие кольцевые полости 13, сообщнные с источником нагнетания смазки (на чертеже не показан) посредством каналов 14, выполненных в корпусе 1. Во втулке 3 в месте расположения внешних торцов 10 кольцевых выступов 8 выполнены ряды сквозных радиальных отверстий 11, соединяющих кольцевые полости 13 с тангенциальным дросселирующим зазором 4. Торцовые плоскости втулки 3 образуют с сопряжнными плоскостями корпуса 1 радиальные щелевые дросселирующие зазоры 15, в месте соединения которых со ступенчатым дросселирующим зазором 9 образованы упомянутые кольцевые полости 13. Тангенциальные 4 и осевые 5 щелевые дросселирую-1 020142 щие зазоры образуют несущий слой, поддерживающий вал 2, установленный в подшипнике. Работа газо/гидростатического подшипника происходит следующим образом. При смещении вала 2, установленного в подшипнике, под действием радиальной нагрузки уменьшаются (увеличиваются) тангенциальные 4 и осевые 5 щелевые дросселирующие зазоры в нагруженной(разгруженной) зоне подшипника, что приводит к увеличению (уменьшению) давления в этих зонах. В результате увеличивается (уменьшается) давление в радиальных отверстиях 11 и в ступенчатом дросселирующем зазоре 9. Это приводит к смещению втулки 3 навстречу смещению вала 2, установленного в подшипнике, и к увеличению (уменьшению) поступления газа в нагруженную (разгруженную) область подшипника. Таким образом, осуществляется активное управление расходом газа, что позволяет достичь увеличения несущей способности подшипника. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Газо/гидростатический подшипник, содержащий корпус (1) с радиальным каналом (7), источник нагнетания смазки и подвижную втулку (3), находящуюся в полости между корпусом (1) и валом (2) в состоянии, когда вал (2) установлен в подшипнике, и образующую с поверхностью вала тангенциальный щелевой дросселирующий зазор (4), во втулке (3) с е внешней стороны в средней плоскости подшипника выполнен кольцевой канал (6), сообщнный с радиальным каналом (7), между корпусом (1) и внешней цилиндрической поверхностью втулки (3) образован ступенчатый дросселирующий зазор (9), между корпусом (1) и валом (2) в указанном состоянии образованы осевые дросселирующие зазоры (5), а между торцовыми поверхностями втулки (3) и корпусом (1) - радиальные щелевые дросселирующие зазоры(15), в месте соединения которых со ступенчатым дросселирующим зазором (9) образованы кольцевые полости (13), отличающийся тем, что кольцевые полости (13) сообщены с источником нагнетания смазки, радиальный канал (7) образует выпускной канал, предназначенный для выпуска смазки из подшипника, на внешней цилиндрической поверхности втулки (3) с обеих сторон кольцевого канала (6) выполнены кольцевые выступы (8), а во втулке (3) в месте расположения внешних торцов (10) кольцевых выступов (8) выполнены ряды сквозных радиальных отверстий (11), соединяющих кольцевые полости (13) с тангенциальным дросселирующим зазором (4).