ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК
HYDRO-STATIC BEARING

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков при использовании в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов.
Известен гидростатический подшипник, содержащий корпус с кольцевым и радиальным каналами для нагнетания смазки, вал и подвижную втулку с радиальными каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую 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 и соединяет кольцевой канал, выполненный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, со ступенчатым щелевым дросселирующим зазором. Радиальные каналы втулки выполнены дросселирующими (патент РФ №2298117, кл. F16C 32/06, 17/10, опубл. 2007 г.).
Наиболее близким аналогом изобретения является подшипник, содержащий корпус с радиальным каналом, сообщенным с источником нагнетания смазки, вал и подвижную втулку, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор. В средней плоскости подшипника с внешней стороны втулки выполнен кольцевой канал, сообщенный с источником нагнетания смазки. Внешняя цилиндрическая поверхность втулки имеет по обоим концам кольцевые выступы и образует с корпусом ступенчатый дросселирующий зазор. Между корпусом и валом и между торцевыми поверхностями втулки и корпусом образованы щелевые дросселирующие зазоры. В средней части подвижной втулки между кольцевым каналом и щелевым дросселирующим зазором, разделяющим вал и подвижную втулку, выполнен щелевой зазор, являющийся демпфирующим дросселем. Щелевые дросселирующие зазоры между поверхностями подвижной втулки и корпуса, сопряженные с поверхностью вала, образуют дросселирующую щель ступенчатой формы (патент РФ №2262622, кл. F16C 17/18, 32/06, опубл. 2005 г.).
Недостатками подшипников являются увеличенные фрикционные потери мощности на гидравлическое трение в щелевом дросселирующем зазоре и низкая технологичность изготовления, обусловленная высокой точностью обработки цилиндрических поверхностей.
Техническим результатом изобретения является снижение потерь мощности на гидравлическое трение.
Задача для решения технического результата достигается тем, что в гидростатическом подшипнике, содержащем корпус с каналом для нагнетания смазки, вал, подвижную втулку с радиальными дросселирующими каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки, сопряженная с валом, образует щелевой дросселирующий зазор, согласно изобретению между наружной цилиндрической поверхностью подвижной втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса образована полость постоянного давления, на торцевых поверхностях втулки выполнены кольцевые выступы, образующие с торцевыми поверхностями корпуса ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры.
На чертеже показан продольный разрез гидростатического подшипника.
Гидростатический подшипник состоит из корпуса 1, вала 2 и подвижной втулки 3. В корпусе 1 для подвода смазки имеется канал 4, который сообщается с источником нагнетания смазки (на чертеже не показан). Между сопряженными поверхностями подвижной втулки 3 и вала 2 образован щелевой дросселирующий зазор 5. Наружная цилиндрическая поверхность подвижной втулки 3 и внутренняя цилиндрической поверхностью корпуса 1 образуют полость 6 постоянного давления. Во втулке 3 выполнены радиальные дросселирующие каналы 7, соединяющие полость 6 постоянного давления с щелевым дросселирующим зазором 5. Для обеспечения осевой стабилизации подвижной втулки 3 на ее торцевых поверхностях выполнены кольцевые выступы 8, образующие с торцевыми поверхностями корпуса 1 ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры 9. Цилиндрические поверхности вала 2 и корпуса 1 формируют щелевой дросселирующий зазор 10.
Подшипник работает следующим образом.
Нагрузки, действующие на вал 2, увеличивают (уменьшают) давление смазки в нагруженной (разгруженной) области несущего слоя, образованного щелевым дросселирующим зазором 10, изменение давлений передается в щелевой дросселирующий зазор 5, который является управляющим сопротивлением. При этом подвижная втулка 3 смещается в направлении действия нагрузки, уменьшая (увеличивая) управляющее сопротивление и увеличивая (уменьшая) поступление смазки в нагруженную (разгруженную) область несущего слоя. В результате появившейся дополнительной разности давлений в нагруженной и разгруженной областях несущего слоя вал 2 смещается в направлении, противоположном действию нагрузки, чем обеспечивается отрицательная податливость подшипника. Полость постоянного давления 6, в сравнении с щелевой дросселирующей щелью в аналоге (патент РФ №2262622), характеризуется меньшими потерями мощности на гидравлическое трение, а отсутствие необходимости обработки с высокой точностью цилиндрических поверхностей подвижной втулки 3 и корпуса 1, образующих полость 6 постоянного давления, повышает технологичность изготовления подшипника.