ГАЗОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК
GAS STATIC BEARING

Изобретение относится к области машиностроения и преимущественно может использоваться в машинах и аппаратах с движущимися деталями, работающими в условиях газовой смазки.
Уровень изобретения известен из устройства, заявленного в патенте РФ №2171924. Известный газостатический подшипник состоит из камеры, сообщающейся с подводящей магистралью, с установленными внутри корпуса вкладышем подшипника, закрывающим камеру, причем вкладыш состоит из втулки, выполненной из газонепроницаемого материала, в отверстиях которой установлены пористые вставки, по крайней мере, более двух, имеющие форму шпонки, расстояние от торца подшипника до края каждой вставки равно 0,1-0,3 длины подшипника, ширина вставки равна 0,15-0,25 диаметра подшипника.
Условием нормального функционирования газового подшипника является обеспечение его устойчивой работы как можно в более широкой области изменения режимных параметров.
Недостатком известного устройства является неравномерность распределения давления газа в зазоре подшипника в области, примыкающей к торцам подшипника.
Задача, на решение которой направлено заявляемое решение, заключается в оптимизации режима работы подшипника.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в улучшении распределения давления газа в зазоре подшипника в области, примыкающей к торцам подшипника, за счет усиления эффекта смазочного клина, образующегося различными размерами длины вставок.
Указанный технический результата обеспечивается газостатическим подшипник, состоящим из корпуса, камеры, сообщающейся с магистралью, с установленными внутри корпуса вкладышем, закрывающим камеру и состоящим из газонепроницаемой втулки, в отверстиях которой установлены пористые выставки, по крайней мере, более двух, имеющие форму шпонки, при этом вставки имеют разную длину и расположены с чередованием размеров по длине, при этом длина одной вставки равна 0,67 длины подшипника, а другой - 0,5 длины подшипника
Увеличение области устойчивой работы заявляемого подшипника подтверждается экспериментально.
Серия экспериментов проведена на подшипниках, один из которых имел одинаковую длину пористых шпоночных вставок, а у другого длина шпоночных вставок чередовалась.
На фиг.1 показана конструкция газостатического подшипника с пористыми вставками: 1 - камера, сообщающаяся с подводящей магистралью; 2 - пористая вставка; 3 - подводящая магистраль; 4 - корпус; 5 - газонепроницаемая втулка.
На фиг.2 показана зависимость безразмерного параметра
который характеризует появление неустойчивости от числа сжимаемости
s
заявляемого подшипника и подшипника-прототипа (ω - угловая скорость вращения вала, M - вес вала, c - средний радиальный зазор между валом и втулкой, Q - несущая способность подшипника, D - диаметр подшипника, p - давление наддува газа, µ - коэффициент динамической вязкости газа).
1
Заявляемый подшипник и подшипник-прототип имели следующие размеры конструктивных элементов: длина L=60 мм, диаметр D=50 мм, ширина каждой вставки a=6 мм, количество вставок в одном ряду наддува газа n=8. Подшипник-прототип имел длину каждой вставки t=40 мм. Заявляемый подшипник имел длину «коротких» вставок t=30 мм и длину «длинных» вставок t=40 мм.
Из представленных графиков видно, что во всем диапазоне изменения числа сжимаемости заявляемый подшипник имеет более широкую область устойчивой работы.