ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК
HYDROSTATIC 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, вал и подвижную втулку, 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 ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры. В средней плоскости подшипника с внешней и внутренней сторон втулки выполнены кольцевые каналы, сообщенные между собой и с источником нагнетания смазки. Элементы сборного корпуса образуют щелевые дросселирующие зазоры с сопряженными торцевыми поверхностями втулки и цилиндрической поверхностью вала. На стыке щелевых дросселирующих зазоров, образованных сопряженными торцевыми поверхностями корпуса и втулки с щелевыми дросселирующими зазорами, образованными сопряженными цилиндрическими поверхностями втулки и корпуса, выполнены дренажные кольцевые полости (патент РФ №2208723, МПК F16C 32/06, опубл. 2003 г.).
Наиболее близким аналогом изобретения является 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, соединяющего кольцевой канал, выполненный на внешней цилиндрической поверхности корпуса, со ступенчатым щелевым дросселирующим зазором. Радиальные каналы втулки выполнены дросселирующими (патент РФ №2298117, МПК F16C 32/06, опубл. 2007 г.).
Недостатками подшипников является малый активный диапазон нагрузок, при котором подшипник работает в режиме отрицательной податливости, а также их низкая технологичность.
Техническим результатом изобретения является расширение активного диапазона нагрузок и повышение технологичности подшипника.
Задача для решения технического результата достигается тем, что в гидростатическом подшипнике, содержащем корпус с радиальным дросселирующим и кольцевым каналами для нагнетания смазки, вал и подвижную втулку с радиальными дросселирующими каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую с сопряженными поверхностями вала и корпуса щелевые дросселирующие зазоры, согласно изобретению на внешней цилиндрической поверхности подвижной втулки выполнены карманы, по краям корпуса и втулки выполнены дополнительные радиальный и кольцевой каналы, щелевой дросселирующий зазор между подвижной втулкой и валом выполнен ступенчатым, а между торцевыми поверхностями корпуса и подвижной втулки установлены уплотнения.
На фиг.1 показан продольный разрез гидростатического подшипника; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Гидростатический подшипник состоит из сборного корпуса 1, вала 2 и подвижной втулки 3, находящейся в полости между корпусом 1 и валом 2. В корпусе 1 для подвода смазки имеются кольцевые каналы 4, которые соединены с источником нагнетания смазки (на чертежах не показан). Сопряженные поверхности корпуса 1 и подвижной втулки 3 образуют щелевые дросселирующие зазоры 5 и 6, соединенные с кольцевыми каналами 4 через дросселирующие радиальные каналы 7 корпуса 1. Внутренняя цилиндрическая поверхность подвижной втулки 3 и поверхности вала 2 с кольцевой проточкой формируют ступенчатый щелевой дросселирующий зазор 8. На внешней цилиндрической поверхности подвижной втулки 3 выполнены карманы 9, сообщающиеся со ступенчатым щелевым дросселирующим зазором 8 через радиальные дросселирующие каналы 10. Между сопряженными торцевыми поверхностями подвижной втулки 3 и корпуса 1 установлены уплотнительные кольца 11, предотвращающие вытекание смазки.
Подшипник работает следующим образом.
Смазка, нагнетаемая в кольцевые каналы 4, через щелевые дросселирующие зазоры 7 и 5 втекает в карманы 9, откуда через дросселирующие каналы 10 поступает в ступенчатый щелевой дросселирующий зазор 8, являющийся несущим слоем подшипника и, проходя через него, отводится на слив.
Радиальная нагрузка, действуя на вал 2, увеличивает (уменьшает) давление смазки в нагруженной (разгруженной) области несущего слоя. Через радиальные каналы 10 изменения давлений передаются в карманы 9 подвижной втулки 3. Возникшая разность давлений между нагруженными и разгруженными карманами 9 смещает подвижную втулку 3 навстречу нагрузке. При этом в соответствующей области несущего слоя сопротивление щелевого дросселирующего зазора 5 уменьшается (увеличивается), что вызывает возрастание (снижение) расхода смазки, поступающей через карманы 9 подвижной втулки 3 и радиальные каналы 10 в нагруженную (разгруженную) часть несущего слоя, а дросселирующий зазор 8 уменьшается (увеличивается), локально снижая (увеличивая) расход смазки. Это приводит к дополнительному увеличению разности давлений между нагруженной и разгруженной областями несущего слоя подшипника, смещающей вал 2 в направлении, противоположном действию нагрузки, чем обеспечивается отрицательная податливость. Таким образом, значительно расширяется активный диапазон нагрузок и повышается технологичность подшипника.