PL168030B1 - Lozysko hydrodynamiczne majace plytki lozyskowe umocowane na belce i uszczelnione PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Lozysko hydrodynamiczne majace plytki lozy- skowe umocowane n a belce i uszczelnione do podpiera- nia obrotowego walu, zawierajace jednolity walcowy czlon majacy naciecia i rowki, które tworza liczne roz- mieszczone obwodowo plytki lozyskowe oraz konstru- kcje podporowa, podpierajaca kazda z tych plytek lozyskowych na wspólnej podstawie, przy czym kazda plytka jest przystosowana pod wplywem oddzialywania tarcia i nacisku n a powierzchnie plytki lozyskowej do w ahan wzgledem czlonu podporowego, przez co krawe- dzie splywu i krawedzie prowadzace plytki uginaja sie, tworzac klin zbiezny, znamienne tym, ze jednolity czlon walcowy lozyska je st um ieszczony wewnatrz szczelinowej obudowy, która m a statyczna czesc obudo- wy (2) zamocowana do wspólnej podstawy (10), obroto- wa czesc obudowy (3) umieszczona pomiedzy walem a plytkami lozyskowymi (12, 32, 40, 132, 632, 732, 832) i przymocowana do walu dla wspólnego z nim obrotu oraz wiele uszczelek (7), zapewniajacych plyno- szczelnosc pomiedzy statyczna czescia obudowy (2) a obrotowa czescia obudowy (3) dla uszczelnienia wnetrza obudowy. FIG. 8 PL PL PL PL

Description

Wenalaezk dotyczy łożysk hedrodenamicznych mających płytki łożyskowz umocowanz na bzlcz i ueecezlnionz. W takich łożyskach, obrotowy prezdmiot, taki jak wał, jzet oparty na nieruchomzj łonyekowzj płytcz ea pośreanictwzm płynu pod eiśniznizm takizgo jak olzj, powietrea lub woda. Hydrodynamice^ łożyska koreyetają e faktu, żz kizdy obrotowy przzdmiot porueea eię, niz prezeuwa eię on wzdłuż gór^j powizrechni płynu. Zamiast tzgo płyn, mający eetdnięeie z obrotowym przzdmiotzm, secezlniz preylzga do obrotowzgo prezdmiotu, a ruchowi towarzyszy poślizg lub ścinaniz między płynowymi cząstkami na całzj wysokości warstwy płynu. Tym spoeobem, jzśli obrotowy prezamiot i stykowa warstwa płynu poruszają się e prędkością, która jzst znana, prędkość na pośrzdnich wysokościach grubości płynu zmnizjsza się wzdług enanzj wartości, do chwili, kizdy płyn stykający się z nizruchomą łożyskową płytką niz przylzga do łożyskowzj płytki i pozostajz nizruchomy. Natomiast kizdy pod działanizm obeiąnenia pochodzączgo od podpory obrotowzgo prezdmiotu, łożyskowa płytka eoetajz odchylona pod małym kątzm weględzm obrotowzgo członu, płyn eostajz wciągnięty do klinowzgo otworu oraz wyetarezające eiśniznie tworzy się w płynowzj warstwiz, aby podpizrać obeiąnzniz. Fakt tzn wykorzyetujz się w łożyskach wzdłużnych dla turbin hydraulicznych i wałach napędowych okrętów, jak równizż w konwzncjonalnych hydrodynamicznych łożyskach poprzzcenych. Przy prędkościach projedtowyeh, hydrodynamiczne łożyska działają w sposób nieodrzślony - w dużym stopniu z powodu nizobecności części ruchomych. Smarujący płyn ulegajzdnak załamaniu szybko przy małych prędkościach lub przy uruchomizniu, albo zatrzymywaniu. Utrata warstwy płynowzj przyczynia się do zużycia łożyska i końcowzgo ueekodeznia.

Innym znanym łożys^m jzst łożysko tocznz. Łożyska tocznz eawizrają ezstaw wałzceków (kulki, walcowz rolki, igłowz rolki i podobnz), które toczą się po wzwnętrenzj i· zzwnętrenzj bieżni, aby umożliwić obrotowym częściom łatwizjsee poruseaniz się. Łożyska tz eą kosetownz w produkcji, ponizważ muszą być dokładniz obrabianz i prezchodeą onz popreze wizlz cyklów emęczeniowech dla każdzgo ruchu obrotowzgo wału, a ponadto szybko zużywają eię przy dużych prędkościach i pod dużymi obciąneniami.

Hedroaynamieznz łożyska konczpcejnie i konstrukcyjniz są mnizj skomplikowanz i tańszz niż tocznz łożyska poprezeznz i wzdłuż^, takiz jak łożyska kulkowz, wałzcekowz lub igizłkowz. Łożyska tocznz eą jzdnak nadal powszzehnie wykorzestywanz do wizlu zastosowań. To, żz dotychczas znanz łożyska hydrodynamieznz niz były w staniz zastąpić łożysk tocznych w wizlu zaetosowaniachjest w znacznym stopniu powodowanz wadliwą konstrukcją dotychczas znanych łożysk hydrodynamicznych. Ponadto, w większości zastosowań o dużym obciążzniu, łożyska hedrodenamicenz muszą prezbywać w środowisku płynowym, aby działać prawidłowo. Zgod^z z tym, jzśli miejsee, w którym ma być zakładanz łożysko, niz jzst płynoseczzlne, enanz łożyska hearoaenamicznz niz dają się łatwo wymieniać na łożyska tocenz.

Zarówno łożyska wedłunne, jak i łożyska poprzeezne są zwykte charaktzryeowanz płytkami poapizrająeymi wał, rozmieszezonymi wokół osi. Oś, wokół której płytki są roemizseceonz, oeólnie odpowiada wzdłuż© osi wału, który ma być podpiz^ny zarówno dla łożyska wzałużneeo, jak i dla łożyska poprzeczneeo. Oś taka możz być nazwana osią główną.

W idzalnem łożysku hydrodynamicznym, hydrodynamiczny klin przebizga na całzj prezdniej powierzehni płytki łożyskowzj, płynowa warstwa jzst aostatzcznie gruba, aby podpiz^ obeiąnanie, główna oś łożyska i oś wału są ustawionz w linii, minimalizuja eię przzcizkaniz płynu z końców powizrzchni płytki łożyskowzj znajdujących się obok przeaniej i tylnzj krawędzi, płynowa warstwa wytwarza eię natychmiast, kizdy wał zaczyna obracać się, natomiast w wypadku łożysk wzdłużnych, płytki łożeskowz są jzdnakowo obciążanz. Podczas gdy idzalnz hearoaenjmiezne łożysko niz zostało jzezczz oeiągnięte, łożysko zasadniczo oeiągającz każdy

168 030 z tych celów określa się, jako tak zaprojektowane, aby optymalizować tworzenie się klinu hydrodynamicznego.

Obecny wynalazek dotyczy łożysk hydrodynamicznych, znanych również czasami, jako łożyska o ruchomej płytce oraz dotyczy sposobów wytwarzania łożysk. Ogólnie łożyska te są zakładane w taki sposób, że mogą one poruszać się i zezwalać na tworzenie warstwy o kształcie klinowym środka smarowego między częściami poruszającymi się względem siebie nawzajem. Ponieważ nadmiar płynu powoduje niepożądane tarcie i straty mocy, grubość płynu jest korzystnie taka, aby dostatecznie podpierać maksymalne obciążenie. Tak właśnie się dzieje, kiedy tworzenie klina jest optymalizowane. Zasadniczo płytka przesuwa się ruchem obrotowym lub wahadłowym wokół środka, umieszczonego z przodu powierzchni płytki, natomiast tarcie łożyskowe tworzy tendencję otwierania klinu. Gdy tworzenie klinu jest optymalizowane, klin znajduje się na całej powierzchni płytki. Ponadto, klin tworzy się przy możliwie najmniejszej prędkości, lecz idealnie natychmiast, kiedy wał zaczyna obracać się.

W znanych poprzecznych łożyskach typu płytkowego dotychczas uważano za konieczne wykonywanie dokładnie określonego odstępu między łożyskiem a obrotowym przedmiote, który był podpierany, tak aby zezwalać na właściwe odchylanie płytek łożyskowych i tworzenie klinu hydrodynamicznego. Wymaganie co do ścisłych tolerancji jest szczególnie kłopotliwe w produkcji łożysk smarowanych gazem. Innym problemem, dotyczącym łożysk smarowanych gazem, jest przerywanie warstwy płynowej przy dużych prędkościach. Problemy te ograniczały zastosowanie łożysk hydrodynamicznych, smarowanych gazem.

Opis patentowy US nr 3 107 955 opisuje jeden przykład łożyska, mającego płytki łożyskowe zakładane na belce, przesuwające się ruchem obrotowym lub wahadłowym wokół środka, umieszczonego z przodu powierzchni płytki. Łożysko to, tak jak wiele łożysk znanego stanu techniki, opiera się tylko na dwuwymiarowym modelu odchylania płytek. W tej sytuacji konsekwentnie nie osiąga się optymalnego tworzenia klinu.

W opisie patentowym US nr 2 137 487 opisano hydrodynamiczne łożysko z płytkami ruchomymi, tworzące swój klin hydrodynamiczny za pomocą przesuwania swojej płytki wzdłuż powierzchni kulistych. W wielu wypadkach płytka utyka, a odpowiedni klin nie może być wytworzony. W opisie patentowym US nr 3 930 691 ruch wahadłowy osiąga się za pomocą elastomerów, które jednak ulegają zanieczyszczaniu i pogarszaniu stanu.

Opis patentowy US nr 4 099 799 opisuje łożysko gazowe z płytką sprężystą założoną na wsporniku niejednolitym. Opisane łożysko wykorzystuje płytkę, umocowaną na prostokątnej belce wspornikowej, aby wytwarzać smarujący klin między powierzchnią płytki, a obrotowym wałem. Opisano zarówno łożyska wzdłużne, jak i łożyska poprzeczne.

W opisie patentowym US nr 4 496 251 jest opisana płytka, którą odchyla się razem ze ściągiem żebrowym, tak aby klinowa warstwa smaru tworzyła się między częściami względem siebie przesuwającymi się.

Opis patentowy US nr 4 515 486 opisuje hydrodynamiczne łożyska wzdłużne i poprzeczne, zawierające wiele płytek łożyskowych, przy czym każda ma powierzchniowy człon i podporowy człon, oddzielone i połączone razem materiałem elastomerowym.

Opis patentowy US nr 4 526 482 opisuje łożyska hydrodynamiczne, przeznaczone przede wszystkim do technologicznych zastosowań smarowych, to jest łożysko jest przeznaczone do pracy w płynie. Hydrodynamiczne łożyska tworzy się ze środkową sekcją powierzchni przenoszącej obciążenie, która jest bardziej podatna niż pozostała część łożysk, przy czym ulegają ugięciu pod obciążeniem i tworzą sprężoną kieszeń płynu, aby przenosić duże obciążenia.

W opisie patentowym US nr 4 676 668 stwierdzono, że łożyskowe płytki mogą być odsunięte od podporowego członu co najmniej o jedną nogę, co tworzy elastyczność w trzech kierunkach. Aby uzyskać elastyczność w płaszczyźnie ruchu, nogi są ustawiane pod kątem ku wnętrzu, aby tworzyć stożkowy kształt o wierzchołku stożka lub punkcie przecięcia z przodu powierzchni płytki. Każda noga ma wskaźnik wytrzymałości przekroju, który jest stosunkowo mały w kierunku potrzebnego ruchu, aby zezwolić na kompensację, dotyczącą nieprostoliniowości. Informacje te mają zastosowanie zarówno do łożysk wzdłużnych, jak i do łożysk poprzecznych. Aczkolwiek opis tego patentu zawiera istotny postęp w tej dziedzinie, ma on jednak pewne wadliwości. Jedną taką wadliwością jest sztywność podporowej konstrukcji i płytki

168 030 łożyskowej, co utrudnia odkształcanie powierzchni płytki. Ponadto, konstrukcja łożyskowa nie jest jednolita.

Te ostatnie dwa patenty są szczególnie interesujące, ponieważ pokazują, że mimo naturalnych oraz istotnych różnic między łożyskami wzdłużnymi a poprzecznymi, występuje pewne koncepcyjne podobieństwo między hydrodynamicznymi łożyskami poprzecznymi a hydrodynamicznymi łożyskami wzdłużnymi.

Częściowo, zastosowanie to dotyczy hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych. Gdy hydrodynamiczny klin w takich łożyskach jest optymalizowany, obciążenie na każdym z obwodowo rozmieszczonych łożysk jest zasadniczo jednakowe.

Obecnie najbardziej szeroko stosuje się hydrodynamiczne łożysko wzdłużne, tak zwane łożysko typu klocka Kingsbury. Klockowe łożysko Kingsbury charakteryzuje się złożoną konstrukcją, która zawiera obrotowe klocki, oporowy kołnierz, który obraca się razem z wałem i wywiera obciążenie na klocki, podstawowy pierścień do podparcia klocków, obudowę lub zespół montażowy, który zawiera i podpiera wewnętrzne elementy łożyskowe, smarujący układ oraz chłodzący układ. W wyniku tej złożonej konstrukcji, klockowe łożyska Kingsbury są zwykle niezwykle kosztowne.

Alternatywną dla łożyska klockowego Kingsbury sąjednolite łożyska stojakowe, przedstawione na fig. 19-20. Między innymi łożysko to zostało zastosowane do pomp głębinowych. Ta stosunkowo prosta konstrukcja jest zwykle tworzona za pomocą odlewania w formach piaskowych lub innymi prostymi sposobami produkcyjnymi, ponieważ dotychczas nie uważano za istotne konkretne wymiary. Na fig. 19 i 20, łożysko konstrukcyjnie charakteryzuje się płaską podstawą, mającą gruby wewnętrzny obwodowy występ, wieloma sztywnymi stojakami, umieszczonymi poprzecznie względem podstawy i oporową płytkę, ześrodkowaną na każdym sztywnym stojaku.

Na fig. 20(A) przedstawiono szkicowo odchylanie łożyska na fig. 19-20 w odpowiedzi na ruch przeciwdziałającego oporowego elementu bieżnego w kierunku strzałki L. Na fig. 20(A), odchylone położenie (znacznie wymiarowo przesadzone) przedstawia się liniami ciągłymi, a nie odchylone położenie przedstawia się, jako fantom. Wykres PD na fig. 20(A) przedstawia rozkład ciśnienia na powierzchni płytki. Pod obciążeniem, oporowe płytki odchylają się wokół sztywnych stojaków w ustawieniu zbliżonym kształtem do parasola, tak jak przedstawiono na fig. 20(A). Według tego odchylenia parasolowego tworzy się jedynie częściowy klin hydrodynamiczny. Odpowiednio do tego występuje nierówny rozkład ciśnienia na powierzchni płytki, takjak przedstawiono na fig. 20(A). Tym sposobem łożysko ma proporcjonalnie mniejszą zaletę hydrodynamiczną w porównaniu do łożyska, w którym hydrodynamiczny klin jest tworzony na całej powierzchni płytki oporowej. Ponadto, sztywność stojaków i płaskiej nieelastycznej podstawy uniemożliwiają odchylenia, które są konieczne do optymalizowania tworzenia klinu. To, co poprzednio objaśniono, również tłumaczy przyczynę, z powodu której łożyska typu, jak na fig. 19-20, mimo że mniej kosztowne niż łożyska Kingsbury, okazały się mniej sprawne i użyteczne oraz konsekwentnie mniej skuteczne, niż łożysko typu klockowego.

Charakter środkowego czopu zarówno łożyska przedstawionego na fig. 19-20, jak i łożyska klockowego Kingsbury przyczynia się do niesprawności łożyska. Należy również podkreślić, że z powodu ich sztywnych środkowych czopów przegubowych, ani łożyska klockowego Kingsbury, ani łożysko przedstawione na fig. 19-20 nie mogą odchylać się przy sześciu stopniach swobody, aby optymalizować tworzenie klinu. Tym sposobem w pewnych wypadkach, gdy znane łożyska mogą poruszać się według sześciu stopni sowbody, ponieważ łożyska nie są modelowane na podstawie lub projektowane dla sześciu stopni sowbody, wynikowe możliwości eksploatacyjne tych łożysk są ograniczone.

Znane hydrodynamiczne łożyska często mają przecieki płynu, a to powoduje przerwanie warstwy płynu. W poprzecznych łożyskach, przeciek przede wszystkim występuje na osiowych końcach powierzchni płytki łożyskowej. W łożyskach wzdłużnych, przeciek przede wszystkim występuje na zewnętrznym obwodowym obrzeżu powierzchni płytki, jako wynik działania sił odśrodkowych na płyn. Gdy optymalizuje się wytwarzanie klinu, to przeciek płynu jest minimalizowany.

168 030

Dodatkowo do wyżej wspomnianych wad w dotychczasowych znanych łożyskach hydrodynamicznych, inną przyczyną, ze względu na którą łożyska hydrodynamiczne nie zastąpiły łożysk z elementami tocznymi w jakimś dużym zakresie, jest fakt, że łożysko hydrodynamiczne jest przeznaczone do pracy w środowisku wypełnionym płynem. Dotychczas nie było żadnego ekonomicznego i praktycznego sposobu zapewniania takiego środowiska w wielu urządzeniach, które wykorzystują łożyska o elementach tocznych. Zgodnie z tym zastosowanie łożysk hydrodynamicznych było ograniczone do wypadków praktycznych, w których płyn jest łatwo dostępny, na przykład silniki smarowane olejowo lub inne ruchome wyposażenie, w którym ciecz jest doprowadzana do łożyska. Ponadto, potrzeba zapewnienia środowiska wykorzystującego płyn, zwłaszcza w zastosowaniach o dużych obciążeniach, zwiększa koszt łożysk hydrodynamicznych w sposób obniżający opłacalność stosowania.

Wynalazek opisuje łożysko typu płytki łożyskowej oraz sposoby wykonania takiego łożyska. Łożysko typu płytkowego, które korzystnie jest jednolite, tworzy się korzystnie z pojedynczego kawałka rury o grubej ścianie lub walcowego czopu, który został obrobiony lub utworzony z małymi rowkami i szczelinami, skrośnymi otworami lub przecięciami poprzez lub na ścianie łożyskowej, aby określić elastyczny czop lub oporową płytkę oraz podporową konstrukcję odpowiednią do podparcia płytki, aby poruszała się według sześciu stopni swobody (to jest ruch postępowy lub ruch w kierunkach +x, -x, +y, -y, +z oraz -z) i obrót wokół osi X, Y oraz z, tak aby optymalizować tworzenie klinu hydrodynamicznego.

Łożyska według wynalazku projektuje się w trzech wymiarach, aby tworzyć odchylenie o sześciu stopniach swobody i zapewnić optymalne tworzenie klina za każdym razem. Konkretnie, zostało wykryte, że łożysko hydrodynamiczne działa najbardziej skutecznie, jeśli klin hydrodynamiczny ma kilka cech. W szczególności, klin powinien być na całej powierzchni płytki; klin powinien mieć właściwą grubość za każdym razem; klin powinien mieć kształt, tak aby minimalizować przeciek płynu; klin powinien kompensować nieprostoliniowość, przy czym główna oś łożyska powinna być współliniowa lub zasadniczo równoległa do osi wału; oraz klin powinien być tworzony przy możliwie najmniejszej prędkości, aby zapobiegać uszkodzeniu powierzchni tworzącej ten klin, co występuje jako wynik zetknięcia wału z powierzchnią płytki przy małych prędkościach. W wypadku łożysk wzdłużnych ponadto obciążenie powinno być jednakowe między rozmieszczonymi płytkami łożyskowymi.

Odnośnie do grubości warstwy płynu należy rozumieć, że optymalna grubość ulega zmianie zależnie od obciążenia. Pod działaniem dużego lub wysokiego obciążeniajest pożądane, aby warstwa płynu była stosunkowo gruba i odpowiednio tworzyła podparcie dla tego obciążenia. Grubsze warstwy zwiększają jednak tarcie i stratę mocy. Wobec tego korzystnie łożyska projektuje się w taki sposób, aby wytwarzały minimalną grubość, która jest konieczna do podparcia wału przy maksymalnym obciążeniu.

Podporowa konstrukcja jest korzystnie jednolita i zawiera podporowe pręty, belki i/lub membrany połączone do obudowy, która niekiedy jest określana krańcowo promieniowo zewnętrzną częścią łożyska w wypadku łożyska poprzecznego, albo w wypadku łożysk wzdłużnych, obudową, do której zakłada się łożysko.

W wielu konkretnych zastosowaniach, takich jak zastosowania o dużej prędkości, jest konieczne badanie i ocenianie elastyczności dynamicznej całego układu obejmującego wał lub wirnik, hydrodynamiczną smarującą warstwę i łożysko. Według komputerowej analizy tego układu, wykorzystującej model elementów skończonych, stwierdzono, że trzeba traktować całe łożysko, jako całkowicie elastyczny człon, który zmienia kształt pod działaniem obciążeń, Przez dodanie większej lub mniejszej giętkości lub elastyczności za pomocą obróbki skrawaniem konstrukcji podstawowej, cechy łożyskowe mogą być osiągane, tak aby zapewniać stabilne działanie o małym tarciu w szerokim zakresie eksploatacji. Określono wiele zmiennych, aby zasadniczo działać na eksploatacyjne cechy łożyska. Wśród najbardziej istotnych zmiennych są kształt, rozmiar, miejsce i cechy materiałowe (np. moduł sprężystości podłużnej, itp) elementów podporowych i płytkowych, określanych za pomocą wierconych otworów, szczelin lub nacięć i rowków, wykonywanych w łożysku. Kształt podporowych elementów okazał się szczególnie istotny. Za pomocą tworzenia podłoża płynowego elementów elastycznych można także osiągać duży stopień tłumienia, który dodatkowo korzystnie działa na stabilność układu. W niektórych

168 030 wypadkach, tłumienie to zastąpiono wtórnym wyciskanym zwilżaniem warstewkowym, które występuje, jeśli warstwa oleju jest obecna między osłoną łożyska a obudową.

Stwierdzono, że w pewnych wypadkach łożyska, które projektowano na podstawie symulowanych warunków eksploatacyjnych nie działają optymalnie w aktualnych warunkach roboczych. Odpowiednio do tego występuje potrzeba łożyska, które może być regulowane odpowiednio do wykrywanych warunków roboczych.

Wynalazek ponadto dotyczy hydrodynamicznych łożysk, w których podporowa konstrukcja obejmuje jeden lub więcej elementów piezoelektrycznych w szczelinach wewnątrz podporowej konstrukcji łożyskowej oraz między podporową konstrukcją a płytką łożyskową. Założenie elementów piezoelektrycznych tym sposobem umożliwia aktywne kontrolowanie lub regulowanie kształtu płytki oraz ukierunkowanie, przy czym działa się na cechy odchyleniowe konstrukcji podporowej. Można to wykonywać za pomocą zasilania dokładnego natężenia prądu elektrycznego do odpowiednich właściwie umieszczonych elementów piezoelektrycznych, tak aby zmienić klinowy kształt lub powierzchnię płytki i minimalizować tarcie, maksymalizować nośność, zmieniać sztywność lub tłumienie podporowej konstrukcji w celu usuwania rezonansu i wirowania wału, to jest optymalizować cechy eksploatacyjne łożyska za pomocą dokładnego strojenia konstrukcji podporowej i płytki w odpowiedzi na aktualne warunki robocze.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, natężenie prądu elektrycznego doprowadzanego do każdego elementu piezoelektrycznego można regulować za pomocą centralnej jednostki przetwarzającej w odpowiedzi na wykrywane warunki, aby optymalizować tworzenie klinu. Bardziej konkretnie, centralna jednostka przetwarzająca CPU może odbierać sygnały od czujników, które mogą wykrywać fizyczne cechy, takie jak temperatura, zetknięcie wału do płytki łożyskowej, hałas, tarcie zależnie od poboru mocy (tj. poboru prądu elektrycznego wyrażonego w amperach). Klin można ukierunkować, aby przenosił maksymalne obciążenie lub zapewniał minimalną stratę mocy, itp. co określa jakość klinu. Centralna jednostka przetwarzająca przetwarza te sygnały i steruje wartością natężenia prądu elektrycznego, doprowadzanego do każdego z elementów piezoelektrycznych, tak aby poprawić jakość klinu lub zachować jakość klinu, jeśli stwierdza się zadowalający zakres. Alternatywnie, centralnajednostka przetwarzająca może doprowadzać natężenie prądu elektrycznego do elementów piezelektrycznych w odpowiedzi na ręcznie wprowadzane instrukcje co do konkretnych odkształceń lub ugięć. Na przykład, operator może doprowadzić rozkaz zwiększenie sztywności albo podniesienie tylnego brzegu, a centralna jednostka przetwarzająca doprowadzi prąd elektryczny do odpowiednich elementów piezoelektrycznych w celu osiągnięcia potrzebnego wyniku.

Jakość klinu można także regulować mechanicznie śrubą podnośnikową lub płynem hydraulicznym, aby fizycznie zmieniać cechy uginania podporowej konstrukcji łożyska. Obydwa te układy można elektrycznie sterować w zależności od wykrywanych warunków lub ręcznie wprowadzanych sygnałów. Uważa się jednak, że elementy piezoelektryczne są najbardziej skuteczne, aby zmieniać cechy łożyska w zależności od wykrywanych warunków lub inaczej.

Twórca wynalazku także wykrył, iż odnośnie do łożysk smarowanych gazem lub powietrzem z płytkami ugięciowymi są wypadki, kiedy obciążenia lub prędkości przekraczają zdolność roboczą warstwy gazowej. W tych wypadkach trzeba doprowadzać płynowy środek smarujący do zbieżnego klinu bez stosowania zbiornika płynu lub kąpieli. Według wynalazku wykonuje się łożysko, które rozwiązuje ten problem za pomocą doprowadzania płynowego środka smarującego, kiedy jest to potrzebne.

Konkretne zastosowania łożysk według wynalazku obejmują silniki elektryczne, wentylatory, ładownice turbinowe, silniki spalinowe, silniki przyczepne do łodzi oraz sprężarki lub rozprężarki. Próbne prędkości przekroczyły 300 000 obr/min. Stwierdza się, że nacięcia, rowki i otwory dodatkowo do umożliwienia łożyskowej płytce poruszania się, aby tworzyć zbieżny klin dla smarowania hydrodynamicznego, pozwalają samej płytce uginać się i zmieniać kształt, na przykład za pomocą spłaszczania. Poprawia to roboczą charakterystykę, między innymi za pomocą zmiany mimośrodowości łożyska.

Łożyska można wykonywać z metali, metali proszkowych, tworzyw sztucznych, materiałów ceramicznych lub materiałów kompozytowych. Gdy produkuje się w małych ilościach, łożyska są zwykle obrabiane za pomocą obróbki powierzchni czołowych, toczenia i frezowania

168 030 półwyrobów, aby tworzyć więkeez rowki lub otwory; mnizjszz rowki tworzy się mztodami cięcia strumieniem wodnym, wyładowaniem zlektryeznym lub laezrzm, przy czym ea pomocą tych metoa osiąga się całkowitą zlastyczność konstrukcyjną, tak aby dostosować łożysko do potrzzbnych czch roboczych. Dostosowaniz zasadniczo zmiznia sztywność, która e kolzi usuwa drgania. Wytwareaniz większych ilości łożyska jzanzgo typu koreystniz rzalieujz eię ea pomocą produkcyjnzj tzchniki odlzwania wtryekowego, formowania wytłocenzgo, odlzwania eiśnizniowzgo mztali proszkowych, oalewania mztodą traconzgo wosku lub pzwnymi podobnymi sposobami produkcyjnymi. Zgodniz e jzdnym aspzktem wzdług wynalazku, pośrzdniz ilości łożysk wytwarza się wzdług nowzj mztody, obzjmującej obróbkę skrawanizm i mztodę traconzgo wosku. Tzn wynalazzk takżz uwzględnia łożyska, łatwo oalzwalnz w formach, niz eawizrającz ukrytych otworów, tak aby mogły być formowanz w proetzj formiz dwuczęściowz^ Ogólniz, łożyska wzdług wynalazku można wytwarzać przy zachowaniu tylko matej części kosztu łożysk konkurencyjnych.

Inaezej niż łożyska płytkowz zmozgo etanu tzchniki, którz mają podporową konstrukcję zasadniczo ukizrunkowaną zasadniczo ukierunkowaną w kizrunku obeiąnznia, wzdług wynalazku tworzy się ukierunkowaniz, którz umożliwia porównywali ugięciz wzwnątrz mnizjeezj osłony (tj. różnica między promizniowo wzwnętreną powizrzchnią czopu a promizniowo ezwnętreną powizrzchnią czopu w łożyskach poprzzcznych), zwłaszcza w łożyskach poprzecznyeh; zzzwala na ruch płytki łożyskowej w dowolnym kizrunku (tj. ezzść stopni swobody), aby tworzyć zbizżny kształt klinowy; zzewala na to, aby sama płytka zmizniała kształt (np. spłaszczała się), aby poprawić charakteryetydę roboczą; zzewala na opracowaniz tłumiąeeeo systzmu mzmbranowzgo, aby poprawić stabilność; oraz zzzwala, aby łożyska kompzneowały nizprostoliniowość podpartej części lub wału i wyrównywały obeiąnzniz między płytkami łożyskowymi w łożysku wzdłużnym. Wezystkiz tz czchy przyczyniają eię do tworz^ia optymaligo klinu hyarodynamicznzgo.

Oprócz tzgo, żz istnizje wizlz układów otworów, rowków, nacięć lub ezczzlin, ietnizją przzdz wszystkim dwa sposoby ugięć, a mianowiciz jzdno lub więczj podłoży lub membran, którz uginają się w ogólnym kizrunku obciążznia w trybiz uginania oraz po arugie za pomocą skręcznia w bzlcz lub membraniz w kizrunku odchodzącym od płytki wzdłuż osi wzałunnzj wału w łożyskach poprzzcznych. Stopizń uginania w trybiz gięcia częściowo jzet funkcją sztywności konstrukcji podporowzj w kizrunku promizniowym. Sama płytka możz być wykonana tak, aby uginać się pod ciężarem i tworzyć inny kształt za pomocą wykonania wzwnętrznych nacięć poninej płytki lub za pomocą podcinania bragów płytki. W każdym z tych dwóch wypadków nacięcia są konkretnie wykonywanz, aby osiągać w wyniku wetępniz ustalony kształt pod obciąneniem. Za pomocą otoczenia lub wykonania podłoża pzwnych połączzń lub mzmbran z płynzm smarującym, mote być dodawany do konstrukcji elzmznt tłumiący.

Podobnz nacięcia wykorzystuje się do poprzzcznych łożysk i wzdłużnych łożysk. Podstawowym czynniktem dzterminującem są ugięcia, służącz do optymalnzj charaktzrystyki roboczzj. Poniewan jzdnak łożyska pop^zczi i wzdłuż^ wykonują istotniz funkcjz, to występują naturalnz różnicz w potrzebnej eharaktzrystyez roboczzj, wymagającz innych potrzzbnych ugięć. Zgodniz z tym, pomimo ogólij koncepcyjnej propozycji co do podobizńetwa między łożyskami poprzzcznymi a łożyskami wzdłużnymi wzdług wynalazku, eą równizż istoti różnicz konezpcyjnz i wyraźniz widoczne różnz odmiznności konetrukcyjnz.

Łożysko wzdług wynalazku zawtera płytkę, która mone zmizniać kształt i przzsuwać się w dowolnym kizrunku (tj. możz być podpiz^na w czlu poruszania eię przy ezzśeiu stopniach swobody). Łożysko możz ta^ mieć wbudowany układ tłumiący oraz korzystniz jzdnolitą lub jednoezęśeiową konstrukcję do zkonomicznzeo wytwarzania dużych ezrii produkcyjnych. Poprzzczne łożyska wzdług wynalazku równien można zakładać do stosunkowo małzj osłony (tj. odstęp między zzwnętrzną śrzdnicą obudowy a wzwnętrzną średnicą płytki).

Wzdług wynalazku, potrzzba dokładnych toleraneji między płytką łożyskową a podpieraną częścią wału można ominąć za pomocą oapowizanieh wymiarów łożyska, tak aby usunąć odstęp między płytką łożyskową a podpizraną częścią wału, przy czym jzdnoczzśniz nateży nadać konstrukcji podpore^j takiz wymiary, aby sztywność łożyska w kizrunku promizniowym (w wypadku łożyska poprzeeznego) lub osiowym (w wypadku łożyska wzdłunneeo) była

168 030 mniejsza niż odpowiednia sztywność warstwy płynu, który jest płynem podporowym. Albo cała płytka, albo tylko część jej można wstępnie przystosować do zetknięcia z wałem. Na przykład, w wypadku bardzo elastycznych łożysk może być korzystne nadanie wstępnego momentu obrotowego całej płytce łożyskowej przy zetknięciu z wałem. Z drugiej strony w pewnych wypadkach, bywa korzystne wstępne nadawanie momentu obrotowego tylko tylnemu brzegowi płytki łożyskowej przy zetknięciu z wałem, tak aby określić klin hydrodynamiczny. Tym sposobem łożyska według wynalazku można projektować, tak aby miały pasowanie z wciskiem, kiedy są zakładane na wał. W jednym przykładzie wykonania, gdy łożysko jest zakładane na wał pod działaniem siły, podporowa konstrukcja płytki ugina się lekko, aby tworzyć zbieżny kształt klinu, podczas gdy w położeniu nieruchomym zainstalowanym styka się między płytką łożyskową a wałem przy tylnym brzegu. W takim wypadku, kiedy łożysko ma zapewnić statycznie obciążony klin, odpowiedni odstęp między płytką a wałem będzie tworzony natychmiastowo przy obrocie wału dzięki sztywności warstwy płynu. Jest tak dlatego, ponieważ warstwa płynu przesuwa się do klinu i tworzy ciśnienie płynowe, powodujące oddzielenie wału i płytki. Konkretnie, stosunkowo sztywny płyn powoduje, że stosunkowo elastyczna konstrukcja podporowa belki ugina się dopóty, dopóki sztywność podporowej konstrukcji nie jest równa sztywności warstwy płynu. Natychmiastowe tworzenie warstwy płynu chroni powierzchnię płytki łożyskowej od uszkodzeń, które występują przy małych rozruchowych prędkościach, kiedy występuje bezpośrednie zetknięcie z wałem.

Łożyska o pasowaniu z wciskiem poprzednio wspomnianego rodzaju zezwalają na dużo większą zmianę tolerancji przy obróbce skrawaniem. Na przykład, można projektować stosunkowo dużą zmianę co do pasowania z wciskiem, przy czym działa to nieznacznie na klin. Jest to szczególnie krytyczne dla łożysk smarowanych gazem, gdy alternatywne postacie łożyskowe wymagają szczególnie precyzyjnej obróbki skrawaniem, aby działały prawidłowo. Według wynalazku wymagania co do obróbki skrawaniem są łagodniejsze.

Podobnie łożyska wzdłużne według wynalazku można projektować tak, aby tworzyć statycznie obciążany klin. Konkretnie, łożyska wzdłużnie według wynalazku można tak zaprojektować, że płytki łożyskowe są wstępnie tak przystosowane, że wewnętrzny obwodowy brzeg płytki łożyskowej umieszcza się przeciwnie względem wału, przy czym tylny brzeg wobec tego kieruje się ku wałowi. W tym układzie, przy statycznym stanie obciążenia, płytka łożyskowa nachyla się ku wałowi w kierunku promieniowym (gdy przesuwa się na zewnątrz względem osi). Ponadto, płytka łożyskowa nachyla się ku wałowi od poprzedniego brzegu do tylnego brzegu. Tym sposobem statycznie obciążony klin, zbliżony do optymalnego klinu, zostaje utworzony, a odpowiedni odstęp między płytkami i wałami zostaje ustanowiony natychmiastowo po obrocie wału.

W łożyskach według wynalazku, ruch płytki można kierować ku wałowi, aby przytrzymać miejsce wału i nadać płytce zdolność do regulowania ze względu na jioerostolinikwość wału i niejednakowe obciążenie między płytkami. Oczywiście, wynalazek może mieć zastosowanie do dowolnej postaci łożysk poprzecznych, wzdłużnych lub postaci kombinowanej łożyska poprzeczno-wzdłużnego oraz układ może być z natury jedno- lub dwukierunkowy, zależnie od konfiguracji łożyska. Bardziej konkretnie, jeśli podporowa konstrukcja łożyskowa jest symetryczna wokół środkowej linii obwodowej płytki łożyska, łożysko będzie dwukierunkowe, to jest będzie mogło podpierać wał, aby obracał się w dwóch kierunkach identycznym sposobem. Jeśli jednak podporowa konstrukcja łożyskkwajost niesymetryczna wokół środkowej obwodowej lini płytki łożyska, łożysko będzie uginało się inaczej, kiedy podpiera wał przy obrocie w pierwszym kierunku w porównaniu do obrotu w przeciwnym kierunku. Zarówno dla łożysk wzdłużnych, jak i dla łożysk poprzecznych, główna oś jest środkową osią walcowego półwyrobu, z którego tworzy się łożysko.

Zgodnie z innym ważnym aspektem łożysk według wynalazku, płytki łożyskowe mogą być podparte w celu uginania, tak aby zachować płyn hydrodynamiczny, przy czym omija się problem przecieku płynu. Odnośnie do łożysk poprzecznych, podporowa konstrukcja jest tak projektowana, że pod obciążeniem płytka łożyskowa ugina się, aby tworzyć kieszeń zatrzymującą płyn. Ogólnie, taka podpora zostaje uzyskana, kiedy główna podporowa część łączy się do płytki łożyskowej blisko osiowych brzegów płytki łożyskowej oraz środek płytki łożyskowej

168 030 nie jest bezpośrednio podparty, to jest jeśli jest swobodny co do uginania poprzecznie na zewnątrz. Alternatywnie lub dodatkowo, można umieszczać jeden lub więcej elementów piezoelektrycznych wewnątrz konstrukcji podporowej lub między konstrukcją podporową a płytką, aby umożliwić odkształcenie płytki pod działaniem siły i wytworzyć lub pomóc przy wytwarzaniu kieszeni zachowującej płyn.

Odnośnie do łożysk wzdłużnych, płytka jest podpierana w taki sposób, aby nachylała się ku wewnętrznej średnicy łożyska pod obciążeniem i zapobiegała przeciekowi pod działaniem siły odśrodkowej. Ogólnie, jest to osiągane, kiedy powierzchnia podporowa płytki, na której główna podporowa konstrukcja podpiera płytkę łożyskową, zostaje umieszczona bliżej zewnętrznej średnicy łożyska niż wewnętrznej średnicy łożyska. Gdy podstawowa podporowa konstrukcja zawiera dwie lub więcej poprzecznie rozmieszczone belki, ogólna podporowa konstrukcja musi być projektowana tak, aby powodować ugięcie płytki łożyskowej na wewnętrznym końcu. Ponadto, kiedy płytka łożyskowa jest podparta wieloma poprzecznie rozmieszczonymi belkami oraz region między belkami nie jest bezpośrednio podpierany, płytka będzie ujawniała tendencję do ugięcia, tak aby tworzyć wklęsły kanał zachowujący płyn. Elementy piezoelektryczne mogą być także umieszczane wewnątrz podporowej konstrukcji, aby umożliwić selektywne tworzenie lub selektywne pomaganie przy tworzeniu klinu hydrodynamicznego.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, hydrodynamiczne łożyska według wynalazku mogą być umocowane do obracającego się wału, aby przesuwały się razem z tym wałem względem nieruchomej podporowej powierzchni w obwodzie. Ogólna konfiguracja łożysk, przystosowana do zakładania na obracający się wał, jest podobna do tej konfiguracji łożysk, przeznaczonej do zakładania do nieruchomej obudowy, lecz z promieniowo odwróconą konstrukcją. Oczywiście, istnieją różnice, powodowane odwróconym ukierunkowaniem podpór. Bieżące części płytki, które odpowiadają częściom płytek, podpiera się podporowej konstrukcji promieniowo skierowanej do wewnątrz. Podporowa konstrukcja podpiera płytki łożyskowe, aby uginały się promieniowo do wewnątrz i na zewnątrz i w celu utworzenia hydrodynamicznego klinu względem gładkiej części obudowy. Ponadto, podczas gdy łożysko obraca się razem z wałem, odśrodkowa siła działa na płytki łożyskowe i próbuje pod działaniem siły przesunąć płytki łożyskowe na zewnątrz do gładkiej powierzchni obudowy. Taka konstrukcja jest ogólnie najbardziej odpowiednia do zastosowań o małym obciążeniu.

Wynalazek także dotyczy uszczelnionych osłonowych zestawów łożyskowych lub pakietów, które zawierają jedno lub więcej hydrodynamicznych łożysk, korzystnie typu według wynalazku lub według poprzednich zgłoszeń patentowych obecnych współtwórców wynalazku. Ogólnie, uszczelnione łożyskowe pakiety zawierają uszczelnioną obudowę, która ma nieruchomą część obudowy, obrotową część obudowy oraz uszczelnienie, umieszczone między nieruchomą częścią a obrotową częścią obudowy, aby zachować płynoszczelność tej obudowy, kiedy obrotowa część przesuwa się względem nieruchomej części obudowy.

Obrotowa część obudowy jest założona na wale i obraca się razem z wałem. Zakładanie obrotowej części obudowy na wał można wykonać dowolnym sposobem, takim jak wypustami, gwintowaniem, klinowaniem, klejeniem, spawaniem, skurczem cieplnym lub podobnym sposobem. Nieruchoma część obudowy jest umocowana do obudowy i nie obraca się razem z nią. Nieruchoma część może być także umocowana do obudowy dowolnym znanym sposobem, takim jak za pomocą wypustów, klinowaniem, klejeniem, spawaniem lub podobnym sposobem.

Ogólnie albo nieruchoma część obudowy, albo obrotowa część obudowy (zwykle nieruchoma część) tworzy się z dwóch lub więcej kawałków. Czyni to montaż zespołu łożyskowego łatwiejszym, szczególnie gdy więcej niż jedno łożysko jest uszczelniane wewnątrz zespołu obudowy.

Uszczelnienie może być dowolnego rodzaju uszczelnieniem znanym, zawierającym pierścień uszczelniający o przekroju kołowym, podstawową uszczelkę, uszczelnienie podkładkowe, uszczelnienie wargowe, uszczelnienie dławicowe dociskane dławikiem, uszczelnienie pierścieniem uszczelniającym o przekroju U, pierścień uszczelniający kołnierzowy, uszczelnienie pierścieniem o przekroju V, uszczelnienie pierścieniem o przekroju kołowym, uszczelnienie pierścieniem o przekroju T, uszczelnienie pierścieniem samouszczelniającym o przekroju L oraz uszczelnienie z ograniczeniem docisku do powierzchni uszczelnianych. Szczególnie konstrukcja

168 030 uszczelnienia zależy od równowagi potrzeb, aby zachować szczelność i potrzeby otrzymania uszczelnienia o małym tarciu.

Uszczelnienia, nieruchoma obudowa i obrotowa obudowa są razem uformowane, tak aby tworzyć komorę o postaci pierścieniowej. Wewnątrz tej komory umieszcza się jedno lub więcej łożysk hydrodynamicznych, korzystnie typu według wynalazku. Komorę wypełnia się płynem hydrodynamicznym. Łożysko hydrodynamiczne jest integralne z lub trwale umocowane do albo obrotowej części obudowy, albo nieruchomej części obudowy w celu przesuwania względem drugiej części. Gładka podporowa powierzchnia jest na drugiej części obok powierzchni płytki łożyskowej. Łożysko jest tak zaprojektowane, aby przy obrocie wału był tworzony klin hydrodynamiczny między płytkami łożyskowymi a powierzchnią podporową. Tym sposobem wał podpiera się płynem wewnątrz warstwy.

Wewnątrz komory można zakładać łożysko hydrodynamiczne dowolnego typu. Łożyska te mogą zawierać promieniowe łożyska poprzeczne, łożyska wzdłużne, kombinowane łożyska poprzeczno-wzdłużne lub dowolną kombinacją tych trzech typów łożysk. Ponadto zgodnie z istotną cechą według wynalazku, indywidualne oporowe płytki można zastępować wzdłużnymi łożyskami według wynalazku. Oporowe płytki mogą być dowolnego typu, opisanego w poprzednim amerykańskim patencie nr 4 676 668, należącym do obecnego twórcy wynalazku. Różne łożyska, umieszczane w obudowie, powinny być uszczelniane, zwłaszcza w kierunku osiowym w odpowiednio uszczelnionym układzie, aby zapewnić prawidłowe działanie robocze.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, uszczelnione zespoły łożysk hydrodynamicznych według wynalazku mogą mieć modułową konstrukcję, w której można zastosować standardową obudowę z różnymi standardowymi łożyskami, aby spełnić różne wymagania. Podstawowe elementy tej modułowej konstrukcji obejmują elementy obudowy, tj. nieruchomą część obudowy, uszczelnienia i obrotową obudowę, asortyment łożysk poprzecznych, wzdłużnych oraz kombinowanych poprzeczno-wzdłużnych i asortyment zacisków i/lub przekładek odległościowych, aby osiowo uszczelniać obudowę i zapewniać właściwe działania robocze. Ta modułowa konstrukcja umożliwia stosowanie znormalizowanych części, aby osiągnąć szeroki zakres wyników i tworzyć ekonomiczną skalę wytwarzania łożysk hydrodynamicznych. Tym sposobem modułowa konstrukcja zapewnia potencjalne oszczędności odnośnie do kosztów wytwarzania.

Według wynalazku, uwzględnia się wiele metod produkcyjnych łożysk według wynalazku. Wybranie określonej metody wytwarzania zależy w dużym stopniu od ilości konkretnego łożyska wytwarzanego i zastosowanych materiałów. W zastosowaniach produkcyjnych małej ilości lub kiedy jest potrzebne wytworzenie prototypów do badań i (lub) produkcji form lub podobnych, korzystnie łożyska wytwarza się z metalowych walcowych półwyrobów, takich jak rury o grubej ścianie lub inne czopy, które są poddawane obróbce skrawaniem, aby wykonywać promieniowe i (lub) powierzchniowe otwory lub rowki oraz kształtować promieniowe nacięcia lub szczeliny za pomocą numerycznie sterowanych urządzeń produkcyjnych wyładowań elektrycznych, numerycznie sterowanych urządzeń cięcia laserowego lub numerycznie sterowanych urządzeń do cięcia strumieniem wodnym. Przy produkcji o średniej wielkości, łożyska według wynalazku korzystnie wytwarza się przy zastosowaniu metody odlewania przy traconym wosku według wynalazku. W zastosowaniach do produkcji o dużych ilościach, łożyska według wynalazku mogą być wytwarzane przy zastosowaniu szerokiego zakresu materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, materiały ceramiczne, metale proszkowe i nieproszkowe oraz materiały kompozytowe. W zastosowaniach o dużej ilości, można ekonomicznie wykorzystywać wiele metod produkcyjnych, obejmujących odlewanie ciśnieniowe, odlewanie zwykłe, metale proszkowane, odlewanie kokilowe oraz wytłaczanie. Łożysko według wynalazku można formować o kształcie, który daje się łatwo odlewać w formach.

Ujmując to skrótowo, wynalazek dotyczy łożysk poprzecznych, wzdłużnych oraz łożysk kombinowanych poprzeczno-wzdłużnych hydrodynamicznych, mających cechy robocze dużo lepsze niż znane łożyska, przy czym można je wytwarzać przy kosztach, które stanowią mały ułamek kosztów łożysk konkurencyjnych. Ponadto, wynalazek dotyczy uszczelnionego zestawu łożyskowego, który zezwala na łatwe stosowanie takich łożysk do zadań praktycznych, które dotychczas były rezerwowane dla łożysk o elementach tocznych.

168 030

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest pokazany na rysunku, na którym: fig. 1A przedstawia szkicową ilustrację przekroju poprzecznego łożyska poprzecznego osłoniętego modułowym uszczelnionym zestawem obudowy, fig. 1B przedstawia schematyczną ilustrację przekroju poprzecznego zestawu obudowy na fig. 1 A, osłaniającego znajdujące się wewnątrz łożysko wzdłużne, fig. 1C - szkicową ilustrację przekroju poprzecznego zestawu obudowy na fig. 1A, osłaniającego znajdujące się wewnątrz łożyska wzdłużne i łożyska poprzeczne, fig. 1D - schematyczną ilustrację przekroju poprzecznego zestawu obudowy na fig. 1 A, zawierającego jedną parę kombinowanych łożysk poprzeczno-wzdłużnych, fig. 2 - przekrój łożyska poprzecznego, który przedstawia jego sektor, określający jedną postać, fig. 2A - szkicowy widok pojedyncznej płytki, wykonanej zgodnie z przykładem, jak na fig. 2, fig. 3 - boczny widok płytki na fig. 2, przedstawiającym ukierunkowanie płytki z konstrukcją podporową w stanie obciążenia, fig. 4 - przekrój sektora drugiego przykładu łożyska poprzecznego według wynalazku; fig. 5 - widok w częściowym przekroju pojedynczej płytki na fig. 4; fig. 5A - perspektywiczny rzut przekroju zmodyfikowanej postaci łożyska, jak na fig. 4; fig. 5B - perspektywiczny rzut zmodyfikowanej postaci łożyska przedstawionego na fig. 4; fig. 6 - boczny rzut łożyska na fig. 4;

fig. 6A - przekrój poprzeczny łożyska na fig. 6 w uszczelnionym zestawie obudowy;

fig. 7 - szkicowy widok skręcenia belki, znacznie zwiększonego;

fig. 8 - przekrój łożyska poprzecznego, przedstawiający przykład łożyska zawierającego cechy według wynalazku, które ma dwie belki; fig. 9 - boczny widok płytki na fig. 1, przedstawiający miejscowe ugięcie powierzchni płytki bez ugięcia konstrukcji podporowej, znacznie powiększone, fig. 10 - płytki na fig. 8, przedstawia ukierunkowanie płytki z konstrukcją podporową w stanie obciążonym, fig. 10A - boczny widok płytki na fig. 8, przedstawia miejscowe ugięcie powierzchni płytki znacznie powiększone, fig. 11A oraz 11B są przekrojami poprzecznymi cylindrycznego czopu lub półwyrobu przed czynnościami obróbki skrawaniem, fig. 12A oraz 12B są przekrojami obrobionego czopu lub półwyrobu, fig. 13A oraz 13B są przekrojami innego obrabianego czopu lub półwyrobu, fig. 14A oraz 14B są przekrojami modyfikowanego obrobionego czopu lub półwyrobu, fig. 14C oraz 14D są przekrojami łożyska wykonanego z modyfikowanego obrobionego czopu lub półwyrobu, jak na fig. 14A oraz 14B, fig. 15 jest widokiem z góry łożyska wzdłużnego, mającego łożyskowe płytki założone na belkę, fig. 15A jest przekrojem poprzecznym dwóch łożysk typu przedstawionego na fig. 15 w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 16 jest bocznym przekrojem łożyska wzdłużnego, jak na fig. 15, fig. 17 jest dolnym rzutem łożyska wzdłużnego, jak na fig. 15, fig. 18 jest perspektywicznym rzutem części łożyska wzdłużnego, jak na fig. 15, fig. 19 jest widokiem z góry znanego łożyska wzdłużnego, fig. 20 jest przekrojem znanego łożyska wzdłużnego, jak na fig. 19, fig. 20(a) jest szkicową reprezentacją segmentu łożyska wzdłużnego według znanego stanu techniki, jak na fig. 19 i 20, pokazującego rozkład nacisku na powierzchnię płytki łożyskowej, fig. 21 jest widokiem od góry łożyska wzdłużnego według wynalazku, mającego podporę o dwóch nogach, fig. 22 jest bocznym przekrojem poprzecznym łożyska wzdłużnego, jak na fig. 21, fig. 23 jest spodnim widokiem łożyska, jak na fig. 21, fig. 23(A) jest widokiem od spodu zmodyfikowanej wersji łożyska, jak na fig. 21,

168 030 fig. 24 jest perspektywicznym rzutem segmentu łożyska, jak na fig. 21, fig. 25 jest przekrojem innego łożyska według wynalazku, fig. 26 jest przekrojem poprzecznym innego łożyska według wynalazku, fig. 26A jest przekrojem poprzecznym łożyska, jak na fig. 26 w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 27 jest bocznym przekrojem poprzecznym innej konstrukcji łożyskowej według wynalazku, fig. 28 jest przekrojem poprzecznym wierzchołka konstrukcji łożyskowej, jak na fig. 27, fig. 29 jest przekrojem bocznym innej konstrukcji łożyskowej, fig. 29A jest przekrojem innej konstrukcji łożyska wzdłużnego, fig. 29B jest innym przekrojem poprzecznym łożyska, jak na fig. 29A, fig. 29C jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 29A w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 30 jest przekrojem wierzchołka konstrukcji łożyskowej na fig. 29, fig. 30A jest widokiem z góry łożyska na fig. 29A, fig. 30B jest widokiem od spodu łożyska na fig. 29A, fig. 31 jest bocznym rzutem innej konstrukcji łożyska poprzecznego, fig. 31A jest promieniowym przekrojem poprzecznym części łożyska, przedstawionego na fig. 31, fig. 31B jest przekrojem łożyska na fig. 31 w uszczelnionej obudowie, fig. 32 jest bocznym rzutem innego układu konstrukcyjnego łożyska poprzecznego, fig. 32A jest promieniowym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 32, fig. 32B jest perspektywicznym widokiem łożyska na fig. 32, fig. 32C jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 32 w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 33 jest bocznym widokiem innej konstrukcji łożyska poprzecznego, fig. 33A jest szczegółowym widokiem części zewnętrznego obwodu łożyska na fig. 33, fig. 33B jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 33, fig. 33C jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 33, fig. 33D jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 33 w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 34 jest bocznym widokiem innej konstrukcji łożyska poprzecznego, fig. 34A jest szczegółowym widokiem części zewnętrznego obwodu łożyska na fig. 34, fig. 34B jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 34, fig. 34C jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 34, fig. 34D jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 34, fig. 35 jest bocznym widokiem kombinowanego łożyska poprzeczno-wzdłużnego, fig. 35A jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 35, fig. 35B jest innym przekrojem poprzecznym łożyska jak na fig. 35, fig. 36 jest bocznym widokiem innego kombinowanego łożyska poprzeczno-wzdłużnego, fig. 37 jest szkicowym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 36, przedstawiającego siły, które działają na płytkę łożyskową, fig. 37A jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 37 w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 38A jest widokiem od góry łatwo formowalnego łożyska wzdłużnego, fig. 38 jest widokiem od spodu łożyska na fig. 38A, fig. 38C jest przekrojem układu rozebranego, wykonanym według linii, pokazanych na fig. 38A, fig. 38D jest widokiem od spodu, przedstawiającym modyfikacje łożyska na fig. 38A-C, fig. 38E jest częściowym przekrojem łożyska na fig. 38A w uszczelnionym zestawie obudowy, fig. 39A jest widokiem od góry innego łatwo formowalnego łożyska wzdłużnego, fig. 39B jest widokiem od spodu łożyska na fig. 39A, fig. 39C jest częściowym przekrojem poprzecznym, pokazującym konstrukcję podporową

168 030 dla płytek łożyskowych w łożysku na fig. 39A i 39B, fig. 40 jest bocznym widokiem samosmarującego się łożyska, fig. 40A jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 40, fig. 41 jest bocznym widokiem samosmarującego się kombinowanego łożyska poprzecz no-wzdłużnego, fig. 41A jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 41, fig. 42 jest przekrojem poprzecznym uszczelnionego zestawu łożyskowego, w którym osobne płytki łożyskowe są umocowane do nieruchomej części obudowy, fig. 42A jest przekrojem poprzecznym wzdłuż linii, które są pokazane na fig. 42, fig. 43 jest bocznym widokiem kombinowanego łożyska poprzeczno-wzdłużnego, fig. 43A jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 43, fig. 44 jest przekrojem poprzecznym łożyska, przystosowanego do zakładania na wał, aby obracało się razem z wałem względem obudowy; oraz fig. 45 jest przekrojem poprzecznym innego łożyska, które jest przystosowane do zakładania na wał.

Przy opisywaniu łożysk według wynalazku zrozumiałym sposobem jest pomocne opisywanie konstrukcji łożyskowych, tak jak są formowane z walcowego półwyrobu za pomocą wykonywania rowków, szczelin, otworów oraz innych środków otworowych w walcowym półwyrobie. Jak niżej zaznaczono, jest to czasami metoda użyteczna do wytwarzania prototypowego łożyska. W odniesieniu jednak do walcowego półwyrobu przede wszystkim zamierza się pomóc w rozumieniu samej istoty wynalazku. Podkreśla się, że mimo możliwości wytwarzania wielu łożysk według wynalazku z walcowego półwyrobu, niejest konieczne to, aby którekolwiek z tych łożysk musiało być tak wytwarzane. Zasadniczo rzeczywiście łożyska te można wytwarzać wieloma sposobami, przy czym niektóre z tych sposobów będą tutaj dalej omawiane.

Na fig. 2, przedstawiana konstrukcja jest sektorem zestawu łożyska poprzecznego, mającym rowki i szczeliny utworzone w nim, tak aby określać obudowę 10 oraz wiele obwodowo rozmieszczonych płytek łożyskowych 12, z których każdajest podparta konstrukcją podporową, zawierającą obudowę, belkę 14 oraz prętową sekcję 126. Łożysko określono środkową linią obwodową 13a płytki (na fig. 3). Zgodnie z tym, łożysko przedstawione jest poprzecznym łożyskiem jednokierunkowym, to jest przystosowane do tego, aby promieniowo podpierać wał w celu obracania tylko w jednym kierunku. W przedstawionym przykładzie wykonania, łożysko podpiera wał 5 jedynie w celu obracania w kierunku przeciwnym do obrotu wskazówek zegara, co jest przedstawione za pomocą strzałki. Z drugiej strony, jeśli łożysko byłoby symetryczne wokół środkowej linii płytki, mogłoby ono podpierać wał 5 zarówno dla obrotu w lewo, jak i w prawo, to jest łożysko takie byłoby łożyskiem dwukierunkowym.

Każda łożyskowa płytka 12 zawiera przedni brzeg 15 i tylny brzeg lub krawędź 17. Przedni brzeg jest wyznaczony, jako krawędź, do której najpierw zbliża się punkt na obwodzie wału, gdy ten wał kontynuuje obracanie. Podobnie, tylny brzeg jest wyznaczony, jako krawędź, do której obwodowo zbliża się później ten sam punkt na wale, podczas gdy wał nadal obraca się. Kiedy wał 5 obraca się we właściwym kierunku, porusza się on na warstwie płynu od przedniego brzegu na łożyskowej płytce i odsuwa od tylnego brzegu. Optymalne działanie robocze otrzymuje się, kiedy prętowa sekcja 16 podpiera łożyskową płytkę 12 i wobec tego każde obciążenie w punkcie 16a (fig. 3) między obwodową środkową linią 13a płytki 12 i tylnego brzegu 17, a korzystnie bliżej środkowej linii 13a. Belka 14 powinna także obracać się wokół punktu 14a, który jest umieszczony kątowo między przednim brzegiem a tylnym brzegiem, tak aby w wyniku ugięcia belki 14, tylny brzeg 17 uginał się do wewnątrz. Oczywiście, stopień ugięcia zależy od, między innymi, kształtu belki i długości nacięć lub szczelin, utworzonych w łożysku.

Aczkolwiek konkretnie odnosi się do łożyska poprzecznego lub do łożyska wzdłużnego, aby ułatwić rozumienie istoty wynalazku, niektóre takie same zasady konstrukcji łożyskowej mają zastosowanie niezależnie od konkretnej postaci projektowanego łożyska. Na przykład, obydwa typy łożysk działają na zasadzie tworzenia klinu hydrodynamicznego. Ponadto, główna oś obydwu łożysk poprzecznych i łożysk wzdłużnych jest środkową osią walcowego półwyrobu, z którego tworzy się łożysko. Obwodowa środkowa linia płytki jest promieniowo umieszczoną linią, biegnącą poprzez geometryczny środek płytki i główną osią łożyska. Zgodnie z tym, jeśli

168 030 albo łożysko wzałunnz, albo łożysko poprzzcznz eą eymetrycznz wokół tzj środkowej liniowej osi, to znaczy głównzj osi, to łożysko będziz dwukizrunkowz.

Istnizją istotnz różnicz między łożyskami wzdłużnymi a łożyskami poprzzcznymi lub promieniowymi. Najbardzizj istotna różnica oczywiście odnosi się do części poapartego wału · i konsekwzntniz do ukizrunkowania oraz (lub) uetawiznia podpór płytki łożyskowzj. Na przykład, gdy łożyska poprzzcenz podpizrają obwodowz części wałów, to łożyska wzdłunnz podpizrają występ lub osiowz końcowz części wałów. Innz różnicz pochodzą od tzj fundamzntalnzj różnicy. Na przykład, w łożysku promizniowym lub poprzzcznym, płytki w kizrunku obeiąnznia przzjmują lub podpizrają obeiąnzniz; natomiast w łożysku wzdłużnym wszystkiz płytki normalniz uezestniezą w obciąneniu. Ponadto, łożysko poprzzcenz ogólniz ma wbudowany klin z powodu różnic średnicy wału i łożyska; odwrotniz, niz wyetępujz żadzn taki wbudowany klin w łożyskach wzdłużnych. Dodatkowo, gdy łożysko poprzeeznz lub promizniowz rzeulujz stabilność obrotową jak równizż obciąnzniz, to łożysko wzdłużnz typowo tylko przznoei obciąneniz. Nateży takżz rozumizć, żz budowa łożysk poprzzcznych, zwłaszcza hydrodynamicznych łożysk poprzzcznych, jzet znaczniz bardzizj skomplikowana, niż budowa łożysk wzdłużnych. Częściowo jzst tak z powodu ograniczz^ nakładanych na potrzzbę zmnizjszzniz promteniowzj osłony łożysk poprzzcznych. Aby uwzględnić tz różnicz, konfiguracja łożysk wzdłużnych jzst z natury rzzczy nizco oamiznna, niż konfiguracja łożysk poprzzcznych. Tym nizmnizj, tak jak to wynika w sposób oczywisty z ninizjszzgo opisu, wizlz spośród zasad tutaj omawianych ma zaetoeowaniz zarówno do łożysk wzdłużnych, jak i do łożysk poprzzcznych.

Na fig. 1A-1D szkicowo podstawia się uszczelnioną konstiuikcję zzspołu ^ł)2^y^^^cł>g^er^o wzdług wynalazku. Jak widać, uszczelnione zzstawteniz obudowy 1 zawtera nteruchomą część 2 obudowy, umocowaną do tzj obudowy, obrotową część 3 obudowy, umocowaną do wału 5 za pomocą wypustów, gwintów, klinów, spawania, ktejznia, skurczu cizplnzeo lub podobnych sposobów, ^zczz^ 7 tworzącz uezczzlnizniz między obrotową częścią 3 obudowy a nizruchomą częścią 2 tzj obudowy, hydrodynamiczny płyn 4, umizszczony wzwnątrz uszczzlnionzj obudowy 1 oraz jzdno lub więczj hydrodynamicznych łożysk, tworzących podporę promteniową i (lub) podporę wzdłużną lub oporową między obrotową częścią 3 a nteruchomą częścią 2 obudowy.

Ogólniz, co najmnizj jzdna z dwóch części 2, 3 obudowy jzet zazjmowalna. Zwykte nizruchoma część 2 obudowy jzst osiowo dzizlona lub ma zdejmowalną końcową nakładkę, tak jak podstawiono na fig. 1 A- 1D. Możliwość oddzielania obudowy ułatwia czynności montażowz zlementów łożyskowych wzwnątrz uszczelnionzj obudowy. Jak można ocznić na podstawte figur, w nizktórych wypadkach byłoby nizmożliwz wykonaniz montażu łożyska wzwnątrz obudowy bzz zdzjmowalnych części obudowy. Z drug^j strony jzst czasami możliwz zaetosowante dwuezęściowzj obudowy zblokowanzj, tak jak podstawiono na fig. 6A, 26A, 29C, 31B, 32C, 33D oraz 37A.

Na fig. 1A-1D podstawiono różnz kombinacje łożysk hydrodynamicznych wzwnątrz standardowej łożyskowzj konstrukcji obudowy. Łożyska podstawiono szkicowo i oznaczono symbolzm TB, aby oznaczyć łożyska wzdłużnz, sembolzm RB w czlu oznaczzma łożysk poprzzcznych oraz symbolzm TR w czlu oznacz^ia kombinowanych łożysk poprzzcznowzdłużnych. Jak widać na tych figurach, wizlz możliwych kombinacji łożysk można wykonać, aby uwzględnić różnz potrzzby podporowz. Lepsze działante ezspołu łożyekowzgo, zwłaszcza jzgo aspekte oporowz, jzśli niz ma nadnzeo osiowzgo luzu wzwnątrz obudowy. Zgodnte z tym, zlementy odlzełościowz można zastosować, aby usunąć wezzlki luz osiowy. Na tych szkicowych ilustracjach, łożyskowz zestawy montanowe tak^ zawizrają ztemznty odlzgłościowz S i zaciski C, aby przytrzymywać łożyska w położzniu roboczym względzm obudowy. Części 2 i 3 obudowy mogą takżz mteć gwint, wypusty lub podobnz zlzmznty, aby trwalz unizruchomić części składnikowz. Odlzgłościowz etementy lub rozporki S mogą tak^ działać, jako prowadnicz wzdłużnz, poprzzcznz lub kombinowanz wzałunno-poprzzczne, jzśli mają onz powteohnię, na której możz przzsuwać się płytka.

Na fig. 1 A-D także p^I^iϊa^^^^geił)rϊo. że uszczelniony zzspół łożyskowy może mieć konstmkcję modułową. Konkrztnie, standardowa obudowa, taka jak podstawiono na fig. 1A-1D może uwzględniać szzroki zakres układów łożyskowych. Za pomocą stosowania stanaaraowzj obu16

168 030 dowy, asortymentu standardowych hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych, poprzecznych oraz kombinowanych poprzeczno-wzdłużnych oraz zacisków i elementów odległościowych w celu usuwania osiowego luzu i przytrzymywania łożysk w położeniu roboczym można osiągnąć różne cechy łożyskowe. Elementy odległościowe wykorzystuje się razem z gładką powierzchnią, na której może przesuwać się człon wzdłużny.

Oczywiście, uszczelniony zespół łożyskowy może być projektowany dla konkretnego łożyska. Przykłady konkretnych uszczelnionych konstrukcji łożyskowych przedstawiono niżej. W takim wypadku obudowa może mieć wymiary, takie jakie są wymagane, aby optymalnie podpierać łożysko, które jest przez nią osłaniane. Tym sposobem zwykle potrzeba elementów odległościowych i zacisków może być usunięta.

Różne rodzaje uszczelnień mogą być stosowane w miejscach dla uszczelek, umieszczonych w punkcie 7 na rysunku. Uszczelki mogą zawierać dowolne znane uszczelnienia dławicowe, uszczelnienia wargowe, uszczelnienia czołowe, uszczelnienia foliowe i podobne.

Należy uznać, że konkretny kształt obudowy, który przedstawiono na fig. 1A-1D, nie jest konieczny. Na przykład, kiedy obudowa jest przeznaczona do podparcia tylko łożyska poprzecznego, to jest prawdopodobne, że ma promieniowo wzdłużny prostokątny przekrój poprzeczny. Ogólnie, obudowa o układzie osiowym, takajak przedstawiono na fig. 1A-1D, będzie stoso wana, kiedy obudowa łożyskowa ma osłaniać wiele łożysk lub zestaw łożyskowy. Gdy chodzi o pojedyncze łożyska, obudowa będzie krótsza w kierunku osiowym. Jak wyżej zaznaczono, segmenty obudowy mogą być dzielone na części, jeśli to konieczne, aby umożliwić czynności montażowe o potrzebnej konfiguracji łożyskowej. Obrotowa część obudowy może być po prostu walcową tuleją i nieruchoma część obudowy może być walcowym członem z jedną lub więcej ścianami końcowymi, jak przedstawiono na fig. 1A-1D. Nieruchoma obudowa 2 ma zdejmowalną końcową ścianę, aby umożliwić czynności montażowe. Inna konstrukcja obudowy, która ma blokującą konfigurację walcową, jest przedstawiona na fig. 6A, między innymi.

Alternatywnie, nieruchoma część obudowy może być walcową tuleją i obrotowa część obudowy może być wewnętrzną tuleją o kołnierzach wysuniętych na zewnątrz lub końcowych ścianach, uszczelnionych do wewnętrznego obrzeża tulei walcowej. Ponadto, mimo że nie pokazano, zarówno nieruchoma część obudowy, jak i obrotowa część obudowy mogą mieć kołnierz centralnie wysunięty; jest to szczególnie pomocne w celu utworzenia powierzchni prowadnicy wzdłużnej. Oczywiście, powierzchnia prowadnicy wzdłużnej może być wykonana za pomocą elementów odległościowych, które są zaciskane, albo klinowane przy połączeniu albo z obrotową powierzchnią, albo z nieruchomą częścią obudowy lub przykręcana na jednej z tych powierzchni.

Tym sposobem widać, ze istnieje wiele sposobów wykonania uszczelnionej obudowy, osłaniającej ogólnie walcową przestrzeń i mającej dwie części, które obracają się jedna względem drugiej takim sposobem, który umożliwia wykonanie czynności montażowych jednego lub więcej łożysk hydrodynamicznych wewnątrz tej walcowej przestrzeni. Wybór dowolnej konkretnej konfiguracji obudowy zależy od natury zestawu łożyskowego uszczelnionego wewnątrz tej obudowy oraz od środowiska, w którym łożysko ma być zastosowane.

Wybór płynu hydrodynamicznego zależy od szczególnego zastosowania. Ogólnie jednak odpowiednim płynem może być olej silnikowy lub wrzecionowy lub płyn przekładniowy.

Wybór konkretnych łożysk również zależy od szczególnego zastosowania. Naturalnie, znane łożyska hydrodynamiczne mogą być zastosowane. Wynalazek obejmuje jednak łożyska, które oferują lepsze wyniki.

Na fig. 2, 2A oraz 3 widać, że płytka 12 ma łukowatą powierzchnię czołową 13, która zasadniczo odpowiada promieniowi lub łukowi zewnętrznej średnicy wału, podpartego tą płytką (za pośrednictwem warstwy płynu) oraz każda płytka jest określona osiowo wystającymi i promieniowo wystającymi krawędziami., Osiowo rozmieszczone krawędzie zawierają krawędź przednią i krawędź tylną. Belkę przedstawiono zarówno w nieruchomym położeniu (linie ciągłe), jak również w ugiętym położeniu (linie fantomowe) na fig. 3. Podstawowa konstrukcja podporowej konstrukcji, tak jak przedstawiono na fig. 1, tworzy się przez zastosowanie małych szczelin lub nacięć poprzez ścianę. Zwykle te szczeliny lub promieniowe nacięcia mają szerokość od 0,002 do 0,125. Stopień ugięcia może zmieniać się za pomocą zmieniania między innymi

168 030 długości nacięć. Dłuższe nacięcia tworzą dłuższe ramię momentu, które daje większe ugięcie. Krótsze nacięcia tworzą belki o mniejszej elastyczności i większej nośności. Przy wybieraniu długości nacięcia lub szczeliny trzeba starannie uwzględniać konieczność unikania rezonansu. Można także umieszczać piezoelektryczny element 100 lub pewne inne środki, aby pod działaniem siły zmieniać cechy ugięcia łożyska, przy czym są one umieszczane między płytką a konstrukcją podporową (tak, jak pokazano), wewnątrz konstrukcji podporowej. Jeśli wykorzystuje się element piezoelektryczny, trzeba zastosować przewody, metalowe paski lub pewne inne środki w celu doprowadzania prądu elektrycznego do elementu piezoelektrycznego.

Gdy umieszcza się koniec belki 14, tak jak pokazano, występuje ugięcie skierowane ku dołowi wokół połączeniowego punktu 16a przy ruchu do wewnątrz tylnej krawędzi 17 płytki 12, ruchowi na zewnątrz przedniiy krawędzż 115 i i ekkie spłaszczenne płytki 12,j alk pl^r^ι^<ż^5ΐ^:^wii^I^<r przerywanymi liniami na fig. 9. W wyniku tego ugięcia, szczelina między czołową powierzchnią 13 płytki a zewnętrzną powierzchnią wału 5, poprzez którą płynie płyn, staje się kształtem klinowym, aby utworzyć dobrze znany skutek podpierania hydrodynamicznego. Idealnie, stosunek odstępu między tylnym brzegiem a wałem w zależności od dostępu między przednim brzegiem a wałem powinien zawierać się od 1:2 do 1:5. Mówiąc inaczej, odstęp między przednią krawędzią a wałem powinien być dwóch do pięciu razy większy niż odstęp między tylną krawędzią a tym wałem. Aby osiągnąć takie idealne odsunięcie lub stosunek klinowy dla dowolnego konkretnego zastosowania, trzeba wybierać odpowiednie zmienne ugięcia, obejmując ilość, rozmiar, miejsce, kształt oraz cechy materiałowe elementu jednostkowego. Komputerowa wspomagana analiza elementu skończonego wykazała, że może być najbardziej skutecznym środkiem optymalizowania zmiennych tego rodzaju. Należy także zaznaczyć, że idealny klin zależy od potrzebnych cech roboczych. Na przykład, idealny klin do makysmalizowa^a nośności nie jest taki sam, jak idealny klin do minimalizowania tarcia związanego z użytkowaniem mocy. Komputerowo wspomagana analizajest szczególnie użyteczna dla takiego łożyska, jak łożysko wyżej opisanego typu, który zezwala na ruch we wszystkich sześciu kierunkach (sześć stopni swobody).

Aczkolwiek ten sposób zapewnił korzystne wyniki, stwierdzono, że w niektórych wypadkach łożysko zaprojektowane dla eksploatacji optymalnej w symulowanych warunkach eksploatacyjnych nie działa optymalnie w aktualnych warunkach roboczych. Łożyska według wynalazku można regulować w odpowiedzi na wykrywane warunki robocze, aby korygować dowolne braki eksploatacyjne. Bardziej konkretnie, łożyska według wynalazku mogą zawierać osobne elementy w celu fizycznego zmieniania kształtu klinowego, powierzchni płytki i (lub ) cech ugięcia konstrukcji podporowej. Osobne elementy mogą być regulowane za pomocą centralnego zespołu przetwarzającego, który z kolei odbiera sygnały, określające jakość klinu. Na przykład, czujniki mogą wykrywać cechy fizyczne, takie jak temperaturę, zetknięcia wału z płytką, moment obrotowy, hałas, pobór mocy, itp. Sygnały od czujników przekazuje się do centralnej jednostki przetwarzającej i porównuje się z warunkami, określającymi tworzenie klinu optymalnego. Gdy występuje zasadnicze odchylenie między aktualnie wykrywanymi warunkami a warunkami, które określają jakość klinu optymalnego, centralny zespół przetwarzający przesyła sygnał do urządzenia, służącego do fizycznego regulowania kształtu klinu, cech ugięcia i (lub) powierzchni płytki konstrukcji podporowej, aby pod działaniem siły regulować klin i osiągnąć tworzenie klinu optymalnego. Alternatywnie, albo dodatkowo, centralny zespół przetwarzający może reagować na bezpośrednie, ręcznie wprowadzane rozkazy, takie jak ZWIĘKSZENIE SZTYWNOŚCI albo PODNIESIENIE TYLNEJ KRAWĘDZI. Gdy taki rozkaz zostaje odebrany, centralny zespół przetwarzający wykonuje podprogram, który został wstępnie określony w celu osiągnięcia potrzebnego wyniku.

Można stosować różne środki, aby fizycznie zmieniać jakość klinu. Na przykład, jakość klinu można fizycznie zmienić za pomocą tłoczenia hydraulicznego płynu do komór tłumiących (niżej omawianych), aby zmienić charakterystykę tłumienia konstrukcji podporowej łożyska. Alternatywnie, można zetknąć mechaniczny pręt lub śrubę podnośnikową z konstrukcją podporową, aby fizycznie zmienić charakterystykę ugięcia śruby podporowej. Każdy z tych dwóch środków może być sterowany elektrycznie.

168 030

Mimo że można zastosować wiele środków, aby fizycznie regulować klin w odpowiedzi na wykrywane warunki robocze, obecnie uważa się, że najlepiej zastosować jeden lub więcej elementów piezoelektrycznych w szczelinach między podporową konstrukcją łożyska lub między podporową konstrukcją a płytką łożyskową. Zastosowanie elementów piezoelektrycznych w tej sprawie umożliwia aktywne sterowanie lub regulowanie kształtu płytek oraz ukierunkowanie, przy czym działa się na cechy ugięcia konstrukcji podporowej. Bardziej konkretnie wiadomo, że zastosowanie prądu elektrycznego do pewnych kryształów i materiałów ceramicznych może tworzyć mechaniczne siły rozprężania. Gdy doprowadza się napięcie przemienne, kryształ lub materiał ceramiczny podlega drganiom grubościowym. Kiedy jednak ciągle doprowadza się prąd stały, to nie występuje zmiana grubości. Wobec tego wiadomo, że niektóre materiały mogą zmieniać wymiary, kiedy są poddawane działaniu napięcia elektrycznego. Wśród takich materiałów szczególnie występuje kwarc, sól Seignette’a (winian sodowo-potasowy), właściwie polaryzowany tytanian baru, dwuwodorofosforan amonowy, zwykły cukier oraz niektóre materiały ceramiczne. Spośród wszystkich materiałów, wykazujących zjawisko piezoelektryczne, żaden nie posiada wszystkich potrzebnych właściwości, takich jak stabilność, duża wielkość wyjściowa, niewrażliwość na krańcowe wartości temperatury i wilgotność oraz zdolność do tworzenia odpowiedniego potrzebnego kształtu. Sól Seignette’a zapewnia największą wielkość wyjściową, lecz wymaga ochrony przed działaniem wilgoci i powietrza i nie może być wykorzystywana powyżej temperatury 45°C. Niewątpliwie kwarc jest najbardziej stabilny, lecz jego wielkość wyjściowa jest mała. Ze względu na swoją stabilność, kwarc jest dosyć powszechnie stosowany do stabilizowania elektronicznych oscylatorów. Często kwarc ma nadawany kształt cienkiego krążka i każda faza jest srebrzona w celu połączenia elektrod. Grubość płytki jest szlifowana do wymiaru, który zapewnia mechanicznie rezonującą częstotliwość odpowiednio do potrzebnej częstotliwości elektrycznej. Następnie ten kryształ można umieścić w odpowiednim układzie elektronicznym ze sterującymi elementami częstotliwości.

Zamiast występowania, jako pojedynczy kryształ, tak jak to jest z wieloma materiałami piezoelektrycznymi, tytanian baru jest wielokrystaliczny; wobec tego może być kształtowany do postaci wielu rozmiarów i kształtów. Zjawisko piezoelektryczne nie występuje dopóty, dopóki element nie zostanie poddany działaniu polaryzującemu.

Piezoelektryczne elementy można umieszczać w szczelinach każdego z łożysk hydrodynamicznych według wynalazku. Wygoda umieszczania elementu piezoelektrycznego wewnątrz konstrukcji podporowej lub między konstrukcją podporową a płytką łożyskową naturalnie jednak zależy od dostępu między podporową konstrukcją a płytką łożyskową lub wewnątrz konstrukcji podporowej. Ponieważ dalej opisywane łożyska mają szeroki zakres odstępu szczelinowego i ponieważ aktualny rozmiar odstępu zależy od rozmiaru łożyska, wybór postaci łożyska spośród odmian tutaj dalej opisywanych do stosowania piezoelektrycznie sterowanego łożyska zależy między innymi od średnicy wykorzystywanego łożyska.

Dla stosunkowo dużego łożyska, w którym otwory w konstrukcji podporowej są proporcjonalnie większe, byłoby odpowiednie łożysko wykonane wzdłuż linii łożysk, przedstawionej na fig. 2, 8, 25, 31 i 37. Z drugiej strony dla bardzo małych łożysk, w których szczeliny lub odstępy są proporcjonalnie dużo mniejsze, byłoby bardziej odpowiednie łożysko typu, przedstawionego na fig. 32 lub fig. 38. Należy uwzględnić, że kiedy rozmiar elementu piezoelektrycznego jest zbliżony do rozmiaru samych elementów konstrukcji podporowej, działanie elementu piezoelektrycznego na całą konstrukcję łożyskową staje się proporcjonalnie większe. W normalnych warunkach, elementy piezoelektryczne są przeznaczone tylko do tworzenia małych modyfikacji roboczego działania łożyska, ponieważ łożyska nawet bez funkcji elementów piezoelektrycznych działają w stanie bliskim optymalnego. Wobec tego zastosowanie elementu piezoelektrycznego wypełnia przestrzeń wewnątrz konstrukcji podporowej łożyska, jak na fig. 32, i zmienia zasadniczy charakter łożyska od łożyska hydrodynamicznego do łożyska sterowanego piezoelektrycznie. Może być to korzystne w niektórych wypadkach praktycznych.

Na przykład, łożysko przedstawione na fig. 2 i 2A, może zawierać piezoelektryczne elementy 100, rozmieszczone wewnątrz podporowej konstrukcji i między podporową konstrukcją a płytkami łożyskowymi. Elektryczne przewody (nie pokazane) łączy się do każdego z elementów piezoelektrycznych. Zasilanie prądu do połączeń elektrycznych jest sterowane

168 030 układem sterującym. Korzystnie, układ sterujący zawiera centralny zespół przetwarzający, który steruje wszystkimi elementami piezoelektrycznymi w odpowiedzi na sygnały, odbierane od czujników, kontrolujących stan klinu hydrodynamicznego lub w odpowiedzi na ręcznie wytwarzane sygnały wejściowe.

Jeden przykład sterującego układu, służącego do sterowania piezoelektrycznych elementów 18 w łożyskach według wynalazku, obejmuje centralny zespół przetwarzający, który odbiera wejściowe sygnały od różnych czujników, które kontrolują warunki, określające jakość klinu hydrodynamicznego. Na przykład, centralny zespół przetwarzający może odbierać sygnały od czujnika temperatury, czujnika hałasu, czujnika zetknięcia wału do płytki, czujnika poboru mocy, czujników momentu obrotowego i (lub) czujników naprężenia. Sygnały, odbierane od każdego z tych czujników, można następnie szeregowo porównywać do wartości, które są przechowane w pamięci stałej (ROM), określające właściwe ukształtowanie klina. Pamięć stała ROM może zawierać przechowane wartości dla jednej lub większej liczby korzystnych formacji klinowych, takie jak MAKSYMALNA NOŚNOŚĆ lub MAŁE TARCIE/MAŁA MOC. Gdy określa się, że wykrywane warunki wychodzą poza właściwy zakres, analiza diagnostyczna może być wykonywana, aby określić odpowiedni środek korekcyjny. Jako wynik tej analizy diagnostycznej, można wykonać określenie, który z elementów piezoelektrycznych, jeśli w ogóle którykolwiek, musi być zasilany oraz wartość tego zasilania.

Łożysko na fig. 8 może zawierać piezoelektryczne elementy 100, umieszczone w wybranych miejscach, aby umożliwiać precyzyjne nastawienie klinu hydrodynamicznego. Ponownie, wykorzystuje się przewody (nie pokazane), połączone do każdego elementu piezoelektrycznego oraz sterowanie prądem elektrycznym doprowadzanym do elementów piezoelektrycznych realizowane za pomocą układu sterującego zespołu przetwarzającego typu, który wyżej opisano.

Łożysko na fig. 25 może zawierać piezoelektryczne elementy 100, umieszczane między podporową konstrukcją a łożyskową płytką 132, aby umożliwić selektywne precyzyjne sterowanie wartością ugięcia ku dołowi łożyskowej płytki 132. W tym konkretnym wypadku, piezoelektryczne elementy 100 mają wspólne położenie dla każdej z płytek łożyskowych, tak aby piezoelektryczne elementy miały pojedynczą funkcję, tj. sterowanie skierowanego ku dołowi ugięcia płytek łożyskowych. Naturalnie, dodatkowe piezoelektryczne elementy 100 mogą być umieszczane w innych miejscach dla innych celów, jeśli jest to potrzebne. Ponownie, piezoelektryczne elementy 100 mają przewody (nie pokazane), do nich połączone oraz przepływ prądu elektrycznego do tych przewodów reguluje się za pomocą centralnego zespołu przetwarzającego typu, jaki wyżej opisano.

Łożysko na fig. 31 może zawierać piezoelektryczne elementy 18, umieszczane w wybranych miejscach, aby umożliwiać selektywne regulowanie klinu zgodnie z wykrywanymi warunkami roboczymi. Jeszcze raz, przewody łączy się do piezoelektrycznych elementów 18 oraz przepływ prądu elektrycznego do piezoelektrycznych elementów poprzez elektryczne przewody steruje się za pomocą układu sterującego, który może być typu, jaki wyżej opisano. Należy także podkreślić, że przepływ prądu elektrycznego do piezoelektrycznych elementów może być sterowany ręcznie uruchamianym elektrycznym układem sterującym. Uważa się jednak, że lepsze wyniki otrzymuje się za pomocą stosowania centralnego zespołu przetwarzającego.

Kombinowane łożysko poprzeczno-wzdłużne na fig. 37 może zawierać materiał piezoelektryczny 100, zakładany do przestrzeni między podporową konstrukcją a płytką łożyskową. Elektryczne przewody, połączone do piezoelektrycznego materiału 100 selektywnie doprowadzają prąd do materiału piezoelektrycznego, aby powodować zmianę wymiaru materiałów piezoelektrycznych, taką jak cechy ugięcia sterowanego łożyska. Przepływ prądu elektrycznego do przewodów i wobec tego przepływ prądu elektrycznego do materiału piezoelektrycznego korzystnie reguluje się za pomocą centralnego zespołu przetwarzającego.

Podobnym sposobem, którekolwiek z łożysk według wynalazku może zawierać jeden lub więcej elementów piezoelektrycznych, aby umożliwić regulowanie cechy ugięcia łożyska.

Na fig. 4 i 5, jest przedstawiony drugi przykład ilustracyjny łożyska, zawierającego cechy według wynalazku, w którym łożysko formuje się razem ze szczelinami lub nacięciami oraz rowkami, aby określić łożyskową obudowę 30 z łożyskową płytką 32, która jest podparta na obudowie za pomocą podporowej konstrukcji, która zawiera belkę, mającąjedną parę belkowych

168 030 części 34a, 34b, które znajdują się zasadniczo w pojedynczej linii i są odsunięte od płytki. Ponadto, płytka może być podcinana, tak aby była ona podparta belkami tylko na powierzchni podporowej 34ps płytki. Na fig. 5, pokazano, że belki 34, 34a mają odpowiedni koniec belki prętowej, taki jaki jest pokazany odsyłaczem 36,36a, a który działa, jako podpora wspornikowa dla belki.

Jak wyraźnie widać na fig. 4, perspektywiczny rzut na fig. 5 przedstawia tylko część płytki 32. Kompletna płytkajest ilustrowana na fig. 5A oraz odsyłaczem 50, który pokazuje możliwości modyfikacji łożysk, przedstawionych na fig. 4. Jak jasno widać na rysunkach, podporowa powierzchnia 34ps płytki łożyskowej jest umieszczona bliżej tylnej krąwędzi 37, niż przednia krawędź 35. Przy tej konstrukcji, skręcanie belki, jak przedstawiono na fig. 7, występuje w pośrednim miejscu belki i tworzy ilustrowane ugięcie skręceniowe. Ponownie, podstawowa elastyczność tworzy się za pomocą małych nacięć lub szczelin, wykonywanych poprzez ścianę obudowy łożyska. Nacięcia te tworzą płytkę łożyskową o sześciu stopniach swobody (tj., płytka może wykonywać ruch postępowy w kierunkach +x, -x, +y, +z oraz -z jak również może obracać się wokół osi x, y, z) i są przeznaczone do optymalizowania tworzenia klina hydrodynamicznego. Gdyby nacięcia lub szczeliny były kończone przed przebijaniem, aby tworzyć belkowe części 34a, 34b, płytka 32 byłaby podpierana ciągłą walcową membraną 34m, jak na fig. 5A. Membrana działa, jako tłumik płynowy, na którym jest podparta płytka 32. Zakończenie nacięć występowałoby w punkcie A oraz punkcie B na fig. 4. Elastyczność membrany w połączeniu kombinowanym z płynowym środkiem smarującym tworzy możliwość zmiany działania tłumiącego i oddziela płytkę od budowy. Tłumienie ma postać tłumika tłokowego, który wykazuje skuteczną charakterystykę tłumienia. Jak w przypadku łożyska przedstawionego na fig. 1-3, łożysko przedstawione na fig. 4-7 jest niesymetryczne wokół środkowej linii płytek i dlatego jest łożyskiem jednokierunkowym. Zgodnie z tym, łożysko ma przednią krawędź 35, która ugina się na zewnątrz oraz tylną krawędź 37, która ugina się do wewnątrz, aby tworzyć klin. Ponownie, stosunek klinowy odstępu między tylnym brzegiem a wałem do odstępu między przednim brzegiem a wałem powinien zawierać się od 1:2 do 1:5. Ponadto, umieszczenie środka działania obciążenia, co podstawowo jest określone miejscem części podporowej 34ps belki 34 względem tej płytki łożyskowej ponownie powinno być między obwodowym środkiem czołowej powierzchni płytki a tylną krawędzią, korzystnie bliżej obwodowego środka czołowej powierzchni płytki.

Jak przedstawiono na fig. 5B, belka może być określona prościej niż pokazano na fig. 5 za pomocą po prostu umieszczenia nacięć lub szczelin ku dołowi względem punktów A oraz B.

Na fig. 6a przedstawiono łożysko typu pokazanego na fig. 6 w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak widać, łożysko jest umocowane do nieruchomej części 2 obudowy znanym sposobem, na przykład wypustami, gwintami, zaciskami, środkiem klejącym, spawaniem lub dowolną kombinacją tych środków. Łożyskowe płytki 32 są przystosowane do podparcia obrotowej powierzchni obrotowej części 3 obudowy. Obrotowa część 3 obudowy jest obrotowo umocowana do wału za pomocą wypustów, gwintów, skurczu cieplnego lub podobnym sposobem. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4, a uszczelki 7 uszczelniają nieruchomą część 2 i obrotową część 3 obudowy jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa jako część nieruchomej obudowy wału a obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy oraz względem połączonego do niej łożyska. Tym sposobem, wał jest podparty łożyskiem za pośrednictwem obrotowej części obudowy.

Na fig. 8 przedstawiono trzeci ilustracyjny przykład łożyska zawierającego cechy według wynalazku. W tym przykładzie, wewnętrzne szczeliny lub nacięcia są wykonane, aby wytworzyć belkę na konstrukcji podporowej belki. Konkretnie, łożysko tworzy się z rowkami lub szczelinami i nacięciami, aby określić płytkę 40, która jest podpierana od obudowy za pomocą belek 42 i 44. Płytka łączy się do belek przy podporowych prętach 40a i 40b. Belkowe umocowanie do obudowy wykonuje się na podporowych prętach 46 i 48. Ponownie, łożysko składa się z cienkich nacięć lub szczelin, które pokazano jako przecięte poprzez ścianę łożyska. Nacięcie lub szczelina 60 poniżej powierzchni płytki wprowadza dodatkową elastyczność, przy czym pod

168 030 obciążeniem płytka zmienia kształt, aby tworzyć powietrzną warstwę do wprowadzania środka smarującego. Wobec tego, jako wynik belki na podporze dwupunktowej, płytka działa, jak membrana podobna do sprężyny.

Niżej opisuje się przykład łożyska typu przedstawionego na fig. 8 i zastosowanego w zespole kombinowanym poprzeczno-wzdłużnym w nawiązaniu do fig. 43 i 43A.

Na fig. 10A przedstawiono ugięty kształt płytki 40 pod działaniem obciążenia. Jak przedstawiono na rysunku (w ujęciu przesadzonym), płytka może być uformowana i podparta, tak aby uginać się do kształtu płatu pod obciążeniem. Taki płat dramatycznie poprawia cechy robocze. Jak widać na podstawie rysunku, płytka może przesuwać się w kierunkach x, y, z, jak również obracać się wokół osi x, y, z, to znaczy płytka ma sześć stopni swobody. Ponownie, konstrukcja umożliwia optymalne tworzenie klinu hydrodynamicznego.

Na fig. 9 przedstawiono miejscowe naturalne ugięcie czołowej płytki 50, gdy płytka spłaszcza się pod działaniem obciążenia. Te ugięcia łączy się z ugięciem konstrukcji podporowej, przedstawionej na fig. 3 i 10, lecz są one mniejsze. Wynikiem netto jest kształt, przedstawiony na fig. 3 i 10, lecz o krzywiźnie czołowej, która została lekko spłaszczona.

Na fig. 31 i 31A przedstawiono inny przykład łożyska poprzecznego według wynalazku. Konstrukcja łożyskowa przedstawiona na fig. 31 i 31A różni się od poprzednio opisywanych konstrukcji łożyska poprzecznego tym, że łożysko to jest dwukierunkowe, to znaczy łożysko może podpierać wał zarówno dla obrotu w lewo, jak i dla obrotu w prawo, tak jak widać na fig. 31. Łożysko jest dwukierunkowe, ponieważ płytki są symetryczne wokół ich środkowej linii, która jest określona, jako promieniowo biegnąca linia poprzez główną oś łożyska (606) i geomeytryczny środek płytki. Jak poprzednio opisywane łożyska poprzeczne, łożysko na fig. 31 i 31A tworzy się z wieloma cienkimi promieniowymi i obwodowymi szczelinami, aby określić wiele obwodowo rozmieszczonych łożyskowych płytek 632.

Podporowa konstrukcja dla każdej z łożyskowych płytek 632 jest trochę podobna do podporowej konstrukcji dla łożyska poprzecznego, przedstawionego na fig. 8. Szczególnie, każda łożyskowa płytka 632 jest podparta belkową podporową konstrukcją na dwóch płytkowych podporowych powierzchniach 632ps. Belkowa siatka, połączona do łożyskowych płytek na każdej płytkowej podporowej powierzchni 632ps jest identyczna i tworzy symetryczną konstrukcję łożyska, co sprawia, że łożysko jest dwukierunkowe. W celu uproszczenia tego opisu, opisuje się tylko siatkę belek, która podpiera łożysko na jednej płytkowej podporowej powierzchni, ponieważ druga płytkowa powierzchniajest oparta identycznym sposobem. Wobec tego, jak przedstawiono na fig. 31, po pierwsze, ogólnie promieniowo umieszczona belka 640 łączy się do łożyskowej płytki 632 na płytkowej podporowej powierzchni 632ps. Po drugie, ogólnie obwodowa belka 642 łączy się do promieniowo krańcowego końca belki 640. Po trzecie, ogólnie promieniowa belka 644 znajduje się promieniowo do wewnątrz względem belki 642. Po czwarte, ogólnie obwodowa belka 646 znajduje się w miejscu odchodzącym od promieniowo wewnętrznie krańcowego odcinka belki 644. Po piąte, ogólnie promieniowa belka 648 znajduje się promieniowo zewnętrznie względem belki 644 i przebiega do odcinka obudowy konstrukcji podporowej. W podsumowaniu, każda łożyskowa płytka 632 i łożysko przedstawione na fig. 31 podpiera się dziesięcioma belkami i obudową łożyska. Ponadto, jak niżej omawia się, za pomocą tworzenia promieniowo rozmieszczonych i na obwodzie znajdujących się rowków lub ciągle rozmieszczonych obwodowych rowków w odcinku konstrukcji podporowej obudowy, część obudowy tej konstrukcji podporowej może być zaprojektowana, aby działała jako wiele belek lub membran. Należy także zaznaczyć, że podobnie jak łożysko na fig. 8, nacięcie lub szczelina, utworzona poniżej powierzchni płytki wprowadza dodatkową elastyczność, i jest to takie, że pod obciążeniem płytka zmienia kształt, aby tworzyć płat w celu doprowadzenia środka smarującego. Wobec tego, jako wynik belki na dwupunktowej podporze belkowej, płytka działa tak jak membrana podobna do sprężyny.

Na fig. 31A przedstawiono promieniowy przekrój poprzeczny na fig. 31, pokazujący trzecią belkę 644, łożyskową płytkę 632 oraz obudowę.

Na fig. 31B przedstawiono łożysko typu, jak przedstawiono na fig. 31 i 31A w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak widać, zewnętrzne obrzeże łożyskajest obrotowo umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Łożyskowe płytki 632 są przystosowane do podparcia

168 030 obrotowej powierzchni obrotowej części 3 obudowy. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4 i uszczelkami 7, które uszczelniają nieruchomą część 2 i obrotową część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa, jako część nieruchomej obudowy wału oraz obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy oraz połączonego do niej łożyska. Tym sposobem łożysko podpiera obracający się wał za pomocą obrotowej części obudowy.

Na fig. 32, 32A, 32B przedstawiono inną konstrukcję łożyska poprzecznego według wynalazku. Ta łożyskowa konstrukcja różni się od poprzednio opisanych konstrukcji łożyskowych tym, że łożyskowe płytki i podporowa konstrukcja są określone stosunkowo dużymi rowkami i otworami wykonanymi w półwyrobie walcowym. Zwykle, ten typ konstrukcji tworzy się za pomocą frezowania półwyrobu, a nie za pomocą obróbki wyładowaniami elektrycznymi lub jakąś inną podobną techniką służącą do kształtowania małych rowków, tak jak w wypadku poprzednio opisywanych przykładów wykonywania. Zaletę konstrukcji łożyskowej na fig. 32 jest to, że w zastosowaniach, wymagających bardzo małych łożysk, łatwiej jest utworzyć precyzyjnie proporcjonalnie większe nacięcia i otwory, potrzebne do utworzenia łożyska typu przedstawionego na fig. 32, 32A i 32B w porównaniu do proporcjonalnie mniejszych nacięć i otworów, które są wymagane w konstrukcji, na przykład przedstawionej na fig. 1 i 8. Ponadto, duże rowki lub otwory są ogólnie łatwiejsze do formowania lub wytłaczania. Łożyska utworzone za pomocą większych nacięć także znajdują zastosowanie do zadań, które wymagają bardzo dużych łożysk o sztywnych podporowych konstrukcjach płytki łożyskowej.

Płytki łożyskowe przedstawione na fig. 32 są symetryczne wokół ich linii środkowej 706A. Wobec tego łożysko jest dwukierunkowe. Ponadto, jak to najlepiej przedstawiono w rzucie perspektywicznym na fig. 32B, łożysko ma ciągły przekrój poprzeczny bez żadnych ukrytych otworów. Wobec tego można je łatwo wytłaczać lub łatwo kształtować w formie. Naturalnie, konstrukcja podporowa może być zmieniana za pomocą tworzenia nieciągłości w przekroju poprzecznym, na przykład za pomocą utworzenia promieniowo rozmieszczonych obwodowych rowków lub niesymetrycznie rozmieszczonych i promieniowo położonych otworów, aby zmieniać konstrukcję podporową i przez to zmieniać cechy robocze. Główna oś 706 jest osią tych łożysk.

Jak przedstawiono na fig. 32, łożysko zawiera wiele obwodowo rozmieszczonych płytek łożyskowych 732. Każda łożyskowa płytka 732 jest podparta konstrukcją podporową, która zawiera jedną parę ogólnie promieniowych belek 740, połączonych do łożyskowej płytki 732 na podporowej powierzchni płytki. Druga, ogólnie obwodowo rozmieszczona belka 742 podpiera każdą z belek 740. Płytki 742 łączy się do obudowy lub podporowych prętów 744 w postaci typu wspornikowego. W tym łożysku, belki 740 mogą być uważane, jako główna konstrukcja podporowa; belki 742 mogą być uznawane, jako wtórna konstrukcja podporowa; oraz belki 744 mogą być uznawane jako trzeciorzędna konstrukcja podporowa.

Drugie belki 742, przedstawione na fig. 32, są określone za pomocą tworzenia wielu osiowo umieszczonych obwodowych rowków 750 w obudowie konstrukcji podporowej. Aby zachować symetrię łożyska dwukierunkowego, rowki te są obwodowo rozmieszczone wokół środkowych linii 706A płytek sposobem identycznym do tego, jak obwodowe odstępy łożyskowych płytek 732. Naturalnie, podobne obwodowo rozmieszczone promieniowe rowki mogą być wykonane w każdej z poprzednich konstrukcji łożyskowych. Na przykład, tak jak wyżej zaznaczono, takie rowki można tworzyć na obrzeżu konstrukcji łożyskowej, przedstawionej na fig. 31 i 31 A, aby zapewnić dodatkową podporę typu belkowego.

Na fig. 32A przedstawiono promieniowy przekrój części łożyska, które jest ilustrowane na fig. 32. W tym przekroju poprzecznym, łożyskowa płytka 732 i pierwsza belka 740 są dobrze widoczne.

Na fig. 32B przedstawiono rzut perspektywiczny łożyska, jak na fig. 32. Należy zaznaczyć, że mimo peryferyjnych, obwodowych i cylindrycznych części łożyska, które przedstawiono jakby w postaci segmentowej ażeby podkreślić krzywiznę, te zakrzywione powierzchnie są faktycznie zakrzywione ciągle.

168 030

Na fig. 32C przedstawiono łożysko typu, który jest pokazany na fig. 32, 32A oraz 32B w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak przedstawiono, podporowe pręty 74 łożyska są obrotowo umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Łożyskowe płytki 732 są przystosowane do podpierania obrotowej powierzchni obrotowej części 3 obudowy. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4 i uszczelki 7 uszczelniają nieruchomą część 2 oraz obrotową część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa jako część nieruchomej obudowy wału, natomiast obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy oraz połączonego do niej łożyska.

Na fig. 33 przedstawiono konstrukcję łożyska poprzecznego według wynalazku. Podobnie jak łożysko na fig. 32, łożysko na fig. 33 jest tworzone za pomocą proporcjonalnie dużych rowków i otworów. Szczególnie, wielejednakowo rozmieszczonych promieniowo obwodowych rowków określa wiele obwodowo rozmieszczonych łożyskowych płytek 832. Łożyskowe płytki 032 są ponadto określone za pomocą jednej pary osiowo umieszczonych obwodowych rowków, które znajdują się symetrycznie względem płaskich powierzchni czołowych półwyrobu walcowego i są najlepiej przedstawione na fig. 33B oraz 33C, przy czym rowki pokazano odsyłaczami numerowymi 834 i 835. Podporowa konstrukcja łożyska jest określona wyżej wspomnianymi cechami konstrukcyjnymi oraz za pomocą wielu obwodowo rozmieszczonych symetrycznych płytkich otworów 838 oraz wielu obwodowo rozmieszczonych symetrycznych głębokich otworów 837. Z powodu obecności ukrytych otworów 837,838, konstrukcja łożyskowa na fig. 33 nie może być wytłaczana oraz nie może być wykonywana w formach prostych dwuczęściowych, to znaczy nie może być łatwo odlewana w formie.

jak widać najlepiej na fig. 33A, głębokie otwory 837 przecinają osiowe rowki 836, tak aby określać konstrukcję podporowe dla każdej płytki łożyskowej. Podporowa konstrukcja jest ponadto określona obwodowym rowkiem 839, wychodzącym od zewnętrznego obrzeża półwyrobu walcowego.

Odnośnie do fig. 33-33C rozumie się, że zastosowanie członów konstrukcyjnych, jak wyżej omówiono, tworzy konstrukcję podporową dla łożyskowej płytki 832, która zawiera belkę 840, bezpośrednio podpierającą płytkę, to jest tworzy główną konstrukcję podporową. Dwie ciągłe belki 882, to jest trzeciorzędowa konstrukcja podporowa oraz drugorzędowa konstrukcja podporowa zawierają wiele belek, określanych częściowo otworami 837 i 838, łączących belkę 840 do ciągłych belek 882.

Ponieważ podporowa konstrukcja łożyska na fig. 33-33C jest niesymetryczna wokół środkowej linii 806A płytki, biegnącej od głównej osi 806, jest ono jednokierunkowe. Ponadto, podobnie jak łożysko na fig. 32, łożysko to jest szczególnie dobrze dostosowane do zadań, które wymagają bardzo małych łożysk, ponieważ proporcjonalnie większe rowki i otwory, określające to łożysko oraz jego konstrukcja podporowa dają się łatwiej wytwarzać.

Na fig. 33D przedstawiono łożysko typu, który jest pokazany na fig. 33 i 33C w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak przedstawiono, ciągłe belki 882 łożyska są umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Łożyskowe płytki 832 są przystosowane do podparcia obrotowej powierzchni obrotowej części 3 obudowy. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4 i uszczelkami 7, które uszczelniają nieruchomą część 2 i obrotową część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa, jako część nieruchomej obudowy wału oraz obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy oraz połączonego do niej łożyska. Tym sposobem wał jest obrotowo podparty łożyskiem za pomocą części obrotowej 3 obudowy.

Na fig. 34 oraz 34A-34D przedstawiono inną konstrukcję łożyska poprzecznego według wynalazku. Konstrukcja łożyskowa na fig. 34 jest podobna do konstrukcji, która jest przedstawiona na fig. 33 i tak dalece, jak łożyskowe płytki i ich konstrukcje podporowe są określone za pomocą proporcjonalnie dużych rowków i otworów, co przedstawiono na rysunkach. Podporowa konstrukcja dla płytek łożyskowych 932 jest podobna do podporowej konstrukcji dla płytek łożyskowych 832. Szczególnie, kiedy konstrukcja podporowa dla każdej z łożyskowych płytek

168 030

932 jest identyczna, podporowa konstrukcja nie jest symetryczna względem każdej płytki łożyskowej. Wobec tego łożysko przedstawione na fig. 34 jest jednokierunkowe. Ponadto, ponieważ podporowa konstrukcja zawiera ukryte otwory, łożysko ani nie może być wytłaczane, ani nie może być odlewane w formie w postaci prostej formy dwuczęściowej.

Jak przedstawiono na rysunkach, podporowa konstrukcja łożyska zawiera główną konstrukcję podporową, obejmującą jedną parę belkowych członów 940, łączonych do łożyskowych płytek 932 i częściowo określonych symetrycznie rozmieszczonymi otworami 942. Płytki obwodowy rowek, utworzony na zewnętrznym obrzeżu łożyska, określa trzeciorzędową konstrukcję podporową, zawierającąjedną parę ciągłych belkowych elementów 982. Drugorzędowa konstrukcja podporowa zawiera belkową i membranową siatkę 960 do połączenia belek 940 do ciągłych belek 982 i jest określona za pomocą wielu dużych symetrycznie rozmieszczonych otworów 944, mniejszymi symetrycznie rozmieszczonymi otworami 946 oraz małymi niesymetrycznie rozmieszczonymi otworami 948. Dzięki niesymetrycznie rozmieszczonym otworom 948, podporowa konstrukcja jest bardziej elastyczna i tym sposobem wstępnie przystosowana w kierunku tych otworów.

Na fig. 15-18 przedstawiono jednostkowe hydrodynamiczne łożysko wzdłużne według wynalazku. Jak wcześniej zaznaczono, łożyska wzdłużne według wynalazku zawierają niektóre z tych samych cech, jak łożyska poprzeczne według wynalazku. Na przykład, podobnie jak łożyska poprzeczne, także łożyska wzdłużne według wynalazku mają główną oś, określoną jako centralna oś półwyrobu, z którego tworzy się to łożysko. Ponadto łożyskowe płytki mają obwodową środkową linię, która przebiega promieniowo od głównej osi poprzez geometryczny środek płytki. Kiedy łożysko wzdłużne jest symetryczne wokół swojej obwodowej środkowej linii, to jest ono dwukierunkowe; kiedy łożysko jest niesymetryczne wokół swojej obwodowej środkowej linii, to jest ono jednokierunkowe. Jednak ze względu na ich różną funkcję, łożyska wzdłużne mają nieco odmienną konfigurację. Na przykład, łożysko wzdłużne przedstawione na fig. 15-18 zawiera wiele łożyskowych płytek 132 o zasadniczo identycznej konfiguracji. Na fig. 18 przedstawiono obwodową dzielącą linię CDL oraz promieniową dzielącą linię RDL płytki łożyskowej 132. Powierzchnie płytek łożyskowych 132 są położone w płaszczyźnie, która jest zasadniczo poprzeczna względem osi wału, który ma być podparty oraz głównej osi łożyska. Oczywiście, kiedy powierzchnie płytek są ugięte pod działaniem obciążenia lub jeśli jest to korzystne, że łożysko będzie nieco skośne, tak aby zetknąć wał w zainstalowanym lub nieruchomym stanie, powierzchnia płytek łożyskowych może być w pewnym stopniu niepłaska oraz nieco skośna względem głównej lub osi wału, który ma być podparty.

Szczególnie istotnym aspektem w budowie łożysk wzdłużnych według wynalazku jest zapobieganie przeciekowi płynu. W dużym stopniu ten cel osiąga się za pomocą projektowania konstrukcji podporowych, tak że pod obciążeniem wewnętrzny brzeg płytek łożyskowych ugina się ku dołowi (lak jak widać na fig. 16) oraz zewnętrzny brzeg ugina się ku górze. Wszystkie z łożysk wzdłużnych tutaj opisywane projektuje się tym sposobem. Na przykład, w łożysku przedstawionym na fig. 16, belka 143 łączy się do płytki 132 w powierzchni podporowej 134ps płytki, która jest bliżej zewnętrznego brzegu płytki łożyskowej niż do wewnętrznego brzegu płytki łożyskowej. Wobec tego podporowa powierzchnia 134ps jest umieszczana promieniowo na zewnątrz dzielącej linii promieniowej RDL pokazanej na fig. 18. Zgodnie z tym projektuje się łożysko w taki sposób, że pod obciążeniem wewnętrzna krawędź łożyska ugina się ku dołowi.

Jak wyżej zaznaczono, kształt płytki i (lub) cechy ugięcia mogą być zmieniane pod działaniem siły. Na przykład, można zastosować elementy piezoelektryczne, aby zmieniać pod działaniem siły kształt lub cechy ugięcia łożyska. W wypadku łożyska wzdłużnego, elementy piezoelektryczne mogą być zastosowane w celu powodowania ugięcia ku dołowi płytek łożyskowych. Jeśli trzeba, podpora elementu piezoelektrycznego (nie pokazana) może być zastosowana wewnątrz konstrukcji podporowej.

Podczas działania, skierowane ku dołowi ugięcie wewnętrznej krawędzi płytki łożyskowej odpowiada ugięciu odsuwającemu się od wału podpieranego oraz skierowane ku górze ugięcia zewnętrznego brzegu płytki łożyskowej odpowiada ugięciu skierowanemu ku wałowi. Ugięte ukierunkowanie łożyskowej płytki istotnie chroni przed utratą płynu, co w przeciwnym wypadku występuje, jako wynik działania sił odśrodkowych, działających na ten płyn.

168 030

Utrata płynu hydrodynamicznego może być dodatkowo zmniejszana za pomocą podparcia płytki łożyskowej w taki sposób pod obciążeniem, że płytka łożyskowa odkształca się i tworzy kieszeń zachowującą środek smarujący. Ogólnie, taka podpora jest uzyskiwana, kiedy płytka łożyskowa jest podparta wieloma promieniowo lub obwodowo rozmieszczonymi belkami, a region między belkami nie jest bezpośrednio podpierany, przy czym niepodparty centralny region płytki ujawnia tendencję do odkształcenia na zewnątrz, tak aby tworzyć kanał zachowujący płyn. Na fig. 29, co omawia się niżej, przedstawiono przykład łożyska, które ma wewnątrz konieczne promieniowo rozmieszczone belki. Otrzymuje się większą kieszeń, kiedy belki są rozmieszczone w większych odstępach między sobą. Podobnym sposobem, kanał może być tworzony w łożysku poprzecznym za pomocą onikwk lub obwodowo rozmieszczonych podpór belkowych i niepodpartego regionu między belkami. Można również zastosować elementy piezoelektryczne lub inne osobne środki, aby tworzyć lub wspomagać tworzenie kieszeni zawierających płyn.

Jak najlepiej przedstawiono na fig. 15 i 16, każda płytka łożyskowa ma ukos lub ukosowaną krawędź 132b wokół swojego całego obrzeża. Ukos ma na celu zmniejszanie strat wejściowych i wyjściowych środka smarującego.

Każda z płytek łożyskowych 132 jest podparta główną częścią podporową, która w ilustrowanym przykładzie wykonania zawiera belkowy podporowy człon 134, podpierający płytkę na podporowej powierzchni 134ps płytki łożyskowej. Każda belka 134 jest z kolei podparta częścią podporową drugorzędową, takąjak belka lub membrana 136 podparte belkami. Belka lub membrana 136jest z kolei podparta za pomocą trzeciorzędowego podporowego członu takiego jak jedna para belkowych nóg 138a, 138b.

Za pomocą wykonania otworów lub dziur 142 w części 136 membrany lub belki, ciągła membrana 136 staje się zbiorem belek 136. Naturalnie, jeśli dziury lub otwory 142 nie są wykonane w membranie 136, membrana działa, jako membrana ciągła. Alternatywnie, wewnętrzna belkowa noga 138a może być zastępowana krótkimi prętowymi belkami lub nawet usuwana, aby określać podporę trzeciorzędowa, taką że drugorzędową podpora zostaje podparta wspornikowo. Wreszcie, ponieważ dziury i otwory są symetrycznie rozmieszczone względem głównej osi, łożysko jest symetryczne wokół głównej osi i dlatego jest ono dwukierunkowe.

Jak przedstawiono na fig. 15,17 i 18, dziury lub otwory 142, które dzielą ciągłą membranę na osobne belki, są okrągłe. Zastosowanie okrągłych otworów ułatwia wytwarzanie prototypu łożyska, ponieważ kołowe otwory można łatwo wiercić w materiale łożyska. To potwierdza się dla wszystkich tutaj opisywanych łożysk. Po wykonaniu takich kołowych otworów, może być także korzystne wykonywanie tych otworów poza członem 136 membrany lub belki do dolnej części płytek łożyskowych 132, tak aby określić belkowe człony 134. Dlatego na fig. 15 przekrój podporowej powierzchni 134ps płytki oraz konsekwentnie boczne ściany belki 134 mają wygląd łukowaty.

Chociaż kształt członów belkowych może być dyktowany wygodą produkcyjną, kształt ten także działa na cechy robocze indywidualnych łożysk. Wobec tego, chociaż konkretny kształt łożysk tutaj opisywanych, obejmujący łożysko wzdłużne, przedstawione na fig. 15-18, jest głównie przypisywany łatwości wykonywania prototypu, także stwierdzono, że daje bardzo dobre wyniki dla konkretnego zastosowania. Wszelkie zmiany kształtu oczywiście działają na cechy robocze łożyska, na przykład przez zmianę charakterystyki ugięcia i skręcania belek, które podpierają płytkę łożyskową. Wobec tego gdy inne kształty belek, płytek i membran są z pewnością również uwzględnione, trzeba także uwzględnić zarówno łatwość wytwarzania jak i skutek działania płytki belkowej lub kształtu membrany na robocze działanie łożyska.

Na fig. 15A przedstawiono dwa łożyska typu, który jest pokazany na fig. 15-18 w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak przedstawiono, belkowe nogi 138 łożysk są umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Obrotowa część 3 obudowy zawiera prowadnicę wzdłużną 3R, utworzoną z nią integralnie lub obrotowo połączoną do niej wpustami, gwintami lub podobnym sposobem. Łożyskowe płytki są przystosowane do podparcia powierzchni przeciwległych obrotowej wzdłużnej prowadnicy 3R części 3 obudowy. Łożyska są otoczone hydrodynamicznym płynem 4 i uszczelnienia 7 uszczelniają nieruchomą część 2 obudowy oraz obrotową część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2

168 030 obudowy jest umocowana i działa, jako część nieruchomej obudowy wału oraz obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy i połączonych do niej łożysk. Tym sposobem łożyska pochłaniają obciążenia wzdłużne, działające na wał poprzez prowadnicę wału. Oczywiście, można osłonić pojedyncze łożysko wzdłużne wewnątrz obudowy, jeśli podpora wzdłużna w jednym kierunku wystarcza.

Przykłady innych kształtów łożyska wzdłużnego są przedstawione na fig. 21-30 oraz 38-39. Różnica między tymi łożyskami a konstrukcją łożyskową, przedstawioną na fig. 15-18 przede wszystkim polega na odmiennych konstrukcjach głównej części podporowej, drugorzędnej części podporowej oraz trzeciorzędnej części podporowej.

Jeden taki inny kształt łożyska przedstawiono na fig. 21-24. Widok od góry łożyska jest przedstawiony na fig. 21; przekrój poprzeczny łożyska przedstawiono na fig. 22; widok od spodu łożyska przedstawiono na fig. 23 oraz perspektywiczny widok łożyska przedstawiono na fig. 24. Łożysko, które jest przedstawione na fig. 21-24, jest podobne do łożyska na fig. 15-18, lecz z dwoma istotnymi wyjątkami. Po pierwsze, łożysko na fig. 21-24 zawiera skośną podporową belkę 134A, zamiast pionowej podporowej belki, jak na fig. 15. Po drugie, łożysko zawiera dodatkowe otwory 144, które znajdują się na podporowej belce 136, aby tworzyć cylindryczny otwór poprzez ukośną belkę 134, tak aby ukształtować eliptyczne otwory w podporowej belce. Eliptyczne otwory dzielą belkę na jedną parę złożonych połączeń, których kształt może być oceniony w odniesieniu do perspektywicznego rzutu na fig. 24. Wykonanie otworów 144 i konsekwentny podział ukośnych belek 134A na złożone połączenia istotnie zwiększa elastyczność konstrukcji podporowej łożyska, jak na fig. 21-24, w porównaniu do łożysk na fig. 15-18. Tym sposobem płytki 132 łożyska na fig. 21 -24 uginają się, aby tworzyć hydrodynamiczny klin w odpowiedzi na mniejszy ciężar niż wywiera się płytkami 132 łożyska, przedstawionego na fig. 15-18. Wynika z tego, że łożysko na fig. 21-24 jest bardziej odpowiednie do podparcia małych obciążeń, a łożysko przedstawione na fig. 15-18 jest bardziej odpowiednie do przenoszenia większych obciążeń. Ponadto, wykonanie ukośnych podporowych belek, takich jak belka 134A z otworami lub bez otworów, aby dzielić belkę na złożone połączenia, zwiększa elastyczność płytki w pionowym kierunku, ponieważ pionowo doprowadzone obciążenie tworzy moment, który stwarza tendencję, aby powodować uginanie belki ku środkowi lub wewnętrznej średnicy łożyska i przez to usuwać przeciek płynu smarującego, powodowany siłami odśrodkowymi.

Na fig. 23A przedstawiono widok od spodu łożyska typu, jaki jest na fig. 21 -24, w którym dodatkowe otwory 146 są utworzone w belce membranowej lub podporowej 136, aby zwiększyć elastyczność belki lub membrany 136 jeszcze bardziej. Jak przedstawiono na fig. 23A, otwory 146 są utworzone niesymetrycznie względem każdego segmentu łożyskowego. Wykonanie tych otworów w takim niesymetrycznym układzie powoduje, że otrzymuje się łożysko, w którym płytki mają tendencję do uginania się łatwiej w jednym kierunku, zamiast w drugim kierunku. Inaczej mówiąc, płytki łożyskowe są przystosowane wstępnie w jednym kierunku za pomocą wykonania niesymetrycznych otworów w konstrukcji podporowej. Naturalnie, takie niesymetrycznie rozmieszczone otwory mogą być wykonywane w dowolnym układzie konstrukcyjnym łożyska według wynalazku, w którym jest pożądane przystosowanie płytek łożyskowych w jednym kierunku. Może być nawet korzystne wykonywanie niesymetrycznie rozmieszczonych otworów lub dziur, tak aby tylko wybrane płytki spośród płytek łożyskowych były wstępnie przystosowane.

Na fig. 25 przedstawiono widok przekroju poprzecznego innego łożyska według wynalazku. Zgodnie z tą konstrukcją, łożyskowa płytka 132 jest podparta na pręcie podporowym 134S płytki, który z kolei jest podparty na poziomo ukierunkowanej części belkowej 134H, a która z kolei jest podparta na odwrotnej skośnej belkowej części 1341. Pod innymi względami, konstrukcja jest podobna do konstrukcji poprzednio opisanych łożysk. Dzięki tej konstrukcji, łożysko ma dosyć dużą elastyczność w jednym kierunku, lecz jest krańcowo sztywne w przeciwnym kierunku. Piezoelektryczny element 100 może być umieszczony między poziomą belkową częścią a płytką, tak jak pokazano.

168 030

Podobna konstrukcja jzst przzdstawiona na fig. 26. Różnica między łożyskiem na fig. 26 a łożeskiem na fig. 25 polzga na tym, żz łożysko na fig. 26 wykorzystujz pionową bzlkową część 134V, zamiast odwrotnzj ekośnej beldowzj części 1341 łożyska eą podobne pod wszystkimi innymi względami. Brak ekośnzj bzlki w łożysku na fig. 26 stwarza tznazncję, ażzby nadawać łożysku większą sztywność w pionowym kizrunku.

Na fig. 26A podstawiono łożysko typu przzdstawionzeo na fig. 26 w uezcezlnionym zeepole łożyskowym. Jak podstawiono, obwodowe nogi lub bzlki łożyska eą umocowanz do nieruchomzj części 2 obudowy. Łożyskowz płytki eą preystosowanz do podparcia o'Drotowej powierzchni obrotowzj części 3 obudowy. Łożysko jzst otoczonz hydrodynamicznym płynzm 4 i uszczzlki 7 uszczzlniają nizruchomą część 2 oraz ruchomą część 3 obudowy, jedną wzglęaem arueiej. Jak wyżzj opisano, nizruchoma część 2 obudowy jzst umocowana i działa, jako część nieruehomzj obudowy wału, natomiast obrotowa część 3 obudowy jzst umocowana do wału 5 i działa, jako przzałużznie wału 5. Tym sposobzm, kizdy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względzm części 2 obudowy oraz połąezonzeo do niej łożyska. Tym sposobzm, łożysko tworzy podporę wzdłużną dla wału za pośreanietwzm obrotowzj części 3 obudowy.

Na fig. 27-28 podstawiono inny przykład wykonania konstrukcji łonyskowej wzdług wynalazku.

Jak pokazano na rysunkach, łożysko to zawizra wizlz łożyskowych płytzk 321-326 (pokazanych fantomowo na fig. 28). Każda z płytzk łożyskowych 321-326 jzet podparta na podporowej powizrzchni 342 podporowzj konstrukcji łożyska. Podporowa konstrukcja łożyska zawizra główną część podporową złożoną z jzanej pary wzwnętrzniz sprzężonych elzmentów ściętych podpartych na drugorzędnzj części podporowzj która zawizra dzieloną pzryfzryjną membranę 36θ, a która jzet podparta na trzzeiorzęaowej części podporowzj zawizrająeej jedną parę pzryfzryjnyeh bzlzk 382. Peryfzryjne bzlki 382 i 380 eą podobnz do tych, którz były w popodnio opisywanych konstrukcjach. Membrana 360 różni eię od membrany w poprzzdnio opisywanych konstrukcjach, ponizważ mzmbrana 360 jzst promizniowo dzizlona rowkiem, utworzonym u spodu podporowzj konstrukcji łożyska, tworzączj wzwnętrzniz połączone elementy ściętz. Wzwnętrzny elzmznt ścięty jzet odwrócony w stosunku do zzwnętrznzeo elzmentu ściętzeo, przy czym pośrzdniz środkowe linie zlzmzntów ściętych łączą eię w punkcie 350 nad podporową powizrzchnią płytkową 342 i mają pokrój poprzzczny, który jzst podobny do odwróconej litzry V. Ponizważ środkowe liniz zlzmentów ściętych przecinają się w punkcie 350 nad płytkową powizrzchnią, główna konstrukcja podporowa poapiera płytkę łożyskową, aby obracała eię wokół punktu nad powizrzchnią płytkową. To zapewnia właściwe uginanie eię.

Bzlki 346 i 344, poapierającz łożyskową płytkę, mogą być skośnz jzdna względzm drueiej pod tym samym kątzm, skośnz jzdna względzm drueiej pod różnymi kątami, jzdna bzlka skośna a jzdna bzlka nieskośna oraz skośnz w tym samym kizrunku. Oczywiściz, zmiany stopnia nachylania pod kątzm bzlzk w ełównej konstrukcji podporowej ma odpowizdniz aziałanie na eharakterystekę uginania łożyska.

Wizlz otworów lub dziur 420, rozmieszczonech semetrycznie wokół podporowej konstrukcji łożeskowzj dzieli wewnętrzniz połączoną konstrukcję zlzmzntów ściętych lub odwróconej litery V na wizlz podporowych bzlzk 344,346 oraz dzieli wierzchołek wzwnętrznie sprzężoneeo układu elementów ściętych, tak aby określić płytkowe podporowz powizohniz 342. Tym epoeobem na przykład, łożyskowa płytka 321 jzst podparta na płytkowej podporowzj powierzchni 342 za pomocą jednej pary złożonych podporowych belek 344 i 346, które są zbliżone jedna ku drugiej oraz ma złożoną geometryczną konfigurację, określoną cylindrycznie rozmieszczonymi podporami przechodzącymi poprzez sekcję połączonych wzwnętrzniz elementów ściętych. Jak najlepiej widać na fig. 27, środkowe liniz bzlzk 344 i 346 przecinają eię w punkcie 350 nad płytkową powizrzchnią, aby zapewnić właściwą obrotową podporę. Indywidualne bzlki 344 i 346 są podparte na peryferyjnej membranie 360, która jest dzizlona rowkiem, określającym elementy ścięte. Membrana jest podparta peryferyjnymi belkami 380,382. Jak wyżej omawiano, peryferyjne belki 380, 382 oraz peryferyjna mzmbrana 360 mogą być obwodowo dzielone, aby określać indywidualne podpory belkowe.

Są możliwe liczne modyfikacje łożyskowej podporowej konstrukcji. Na przykład, ugięcie konstrukcji podporowej może być modyfikowane za pomocą zmiany kąta belek, zmiany miejsca

168 030 dziur lub otworów, które określają nogi, zmienianiem długości każdej z belek lub membran oraz zmianę szerokości lub grubości każdej z belek lub membran. W celu ilustrowania ilości tych możliwości, na fig. 27 i 28 przedstawiono inną konstrukcję podporową dla każdej z łożyskowych płytek 321-326. Rozumie się, że te różne podporowe konstrukcje są przedstawione w pojedynczym łożysku dla celów ilustracji obecnego wynalazku. W normalnym zastosowaniu, każda z płytek łożyskowych 321-326 miałaby podobną, lecz niekoniecznie identyczną, konstrukcję podporową, aby zapewnić równomierne działanie robocze.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 322 różni się od tej podporowej konstrukcji łożyskowej płytki 321 zastosowaniem otworu lub dziury 322, która przechodzi poprzez belkę 346, tak aby dzielić belkę 346 na wiele belek lub podbelek 346(a) oraz 356(b). Jeśli podobnie jak otwór 422, średnica i ustawienie położenia otworu jest takie, że belka jest całkowicie oddzielana, belka zostanie podzielona na osobne belki. Z drugiej strony, jeśli otwór jedynie częściowo oddziela tę belkę (np. otwór 423), to belka jest dzielona na podbelki. Jak przedstawiono na fig. 27, otwór 422 tworzy eliptyczny otwór w boku belki 346, tak że patrząc na fig. 27, jest widoczna promieniowo zewnętrzna belka 344. Za pomocą tej konstrukcji, płytka 322 jest podpierana trzema skośnymi połączeniami lub belkami 344, 346(A) oraz 346(B).

Łożyskowa płytka 323 jest podparta czterema skośnymi belkami lub połączeniami 344(a), 344(b), 346(a) oraz 346(b). Konstrukcję tę osiąga się za pomocą otworu lub dziury 423, która przechodzi poprzez zarówno belkę 344, jak i belkę 346 oraz dzieli płytkową podporową powierzchnię 342 na dwie sekcje.

Zaznacza się, że odnośnie do wszystkich modyfikacji tutaj omawianych, rozmiar otworów powinien być wybierany na podstawie stopnia, w jakim belki 344 i 346 mają być dzielone na osobne belki. W pewnych wypadkach, może być korzystne, aby całkowicie oddzielać sekcje belkowe, przy czym w tym wypadku większy otwór byłby stosowany. W innych wypadkach, takich, jak przedstawione w odniesieniu do podpory płytki łożyskowej 323, jest korzystne, aby dodatkowo dzielić belkę w pewnym punkcie wzdłuż bocznej ściany tej belki. Należy także zaznaczyć, że chociaż figury pokazują tylko zastosowanie jednego otworu dla podporowej konstrukcji płytki łożyskowej, aby dzielić belki 344 i 346, można też zastosować dwa lub więcej otworów podobnych do tych jak otwory 422-426 na fig. 28, tak aby dzielić belki 344, 346 na trzy lub więcej belek lub podbelek. Jak zawsze, określenie typu podpory zastosowanej zależy od potrzebnej charakterystyki roboczej. Ogólnie, dzielenie belek na osobne belki lub podbelki powoduje, że konstrukcja podporowa staje się bardziej elastyczna. Gdy czyni się konstrukcję podporową bardziej elastyczną w jednym kierunku, tak jak odnośnie do konstrukcji podporowej dla łożyskowych płytek 322, 324 i 326, płytki łożyskowe są przystosowane wstępnie do określonego kierunku działania.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 324 jest podobna do tej konstrukcji, która jest dla łożyskowej płytki 322, z wyjątkiem tego, że otwór 424 przebiega poprzez zewnętrzną podporową belkę 344, zamiast poprzez wewnętrzną podporową belkę 346. Wobec tego, podobnie jak w łożyskowej płytce 322, łożyskowa płytka 324 jest podpierana za pomocą trzech skośnych nóg.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 325 jest podobna do tej, która jest dla podporowej płytki 321, z wyjątkiem tego, że otwór 425 jest wykonany poprzez zewnętrzną peryferyjną belkę 380 i peryferyjną membranę 360 w położeniu niesymetrycznym. Wobec tego łożyskowa płytka 325 jest wstępnie przystosowana do działania w uprzednio ustalonym kierunku, to jest w kierunku o największej elastyczności, powodowanej zastosowaniem otworu 425.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 326 jest podobna do tej, która jest dla łożyskowej płytki 322, z wyjątkiem tego, ze otwór 426, który dzieli belkę 346 jest wykonany niesymetrycznie, tak aby wstępne przystosowanie łożyskowej płytki 326 było w kierunku o większej elastyczności, to jest w kierunku mniejszej, bardziej elastycznej belki.

Naturalnie, wszelka kombinacja podporowych konstrukcji na fig. 27, 28 może być zastosowana, aby osiągnąć potrzebne cechy działania roboczego.

Na fig. 29-30 przedstawiono inny przykład wykonania łożyska według wynalazku. Jak pokazano na rysunkach, łożysko to zawiera wiele łożyskowych płytek 521-526 (umieszczenie przedstawiono fantomowo na fig. 30). Każda z łożyskowych płytek 521-526 jest jednostkowa

168 030 razem z podporową konstrukcją płytki łożyskowej i jest na niej oparta. Ogólnie, podporowa konstrukcja płytki łożyskowej zawiera co najmniej główną konstrukcję podporową, mającą wewnętrzną obwodową podporową belkę 546 i zewnętrzną obwodową podporową belkę 544, drugorzędną podporową część, zawierającą wewnętrzną peryferyjną membranę 362 oraz, trzeciorzędową podporową część, zawierającą zewnętrzną peryferyjną membranę 364 oraz wewnętrzną peryferyjną podporową belkę 382 i zewnętrzną peryferyjną podporową belkę 380. Jak widać najlepiej na fig. 29, obwodowe podporowe belki 544, 546 są częściowo określone za pomocą głębokiego obwodowego kanału, umieszczonego między spodem łożyska a płytką łożyskową. Podporowe belki są dodatkowo określone wieloma otworami lub dziurami 620, rozmieszczonymi symetrycznie wokół podporowej konstrukcji płytki łożyskowej, która oddziela belkę 544,546 od sąsiednich belek. Wobec tego na przykład, łożyskowa płytka 521 jest podparta jedną parą belek 546 i 544, przy czym te belki mają ogólnie łukowate ściany boczne. Jak wcześniej wspomniano, podporowa belkowa konstrukcja także zawiera membrany 364,362 oraz peryferyjne belki 380, 382.

Są możliwe liczne modyfikacje podporowej konstrukcji łożyska. Aby ilustrować liczbę tych możliwości, na fig. 29 i 30 przedstawiono odmienną konstrukcję podporową dla każdej łożyskowej płytki 521-526. Tak, jak jest odnośnie do poprzednio opisanego przykładu wykonania na fig. 27-28, te różne podporowe konstrukcje są pokazane w pojedynczym łożysku w celu ilustrowania wynalazku. W normalnym zastosowaniu, każda z płytek łożyskowych 521-526 będzie miała podobną, lecz niekoniecznie identyczną, podporową konstrukcję, aby zapewnić równomierne działanie robocze.

Podporowa konstrukcja dla płytki łożyskowej 522 różni się od podporowej konstrukcji łożyskowej płytki 521 zastosowaniem otworu lub dziury 622, która przechodzi poprzez wewnętrzną obwodową belkę 546, tak aby dzielić belkę 546 na wiele belek 546a oraz 546b. Przy zastosowaniu tej konstrukcji, płytka 522 jest podparta trzema pionowo umieszczonymi belkami lub połączeniami 544, 546a oraz 546b.

Łożyskowa płytka 523 jest podparta czterema pionowo umieszczonymi belkami lub połączeniami 544a, 544b, 546a, 546b. Ta konstrukcja jest uzyskiwana za pomocą wykonania otworu lub dziury 623, która przechodzi poprzez zarówno belkę 544, jak i belkę 546. Cieńsze belki, które wynikają z tej modyfikacji, naturalnie będą miały większą elastyczność niż podporowa konstrukcja dla łożyskowych płytek 522 i 521.

Łożyskowa płytka 524 jest podparta za pomocą pięciu stosunkowo cienkich, pionowo ustawionych belek lub połączeń. Konstrukcja ta jest uzyskiwana za pomocą wykonania otworu lub dziury 624, aby dzielić wewnętrzną belkę 546 na dwie belki oraz za pomocą wykonania dwóch otworów 624, aby dzielić zewnętrzną belkę 544 na trzy belki.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 525jest podobna do podporowej konstrukcji dla łożyskowej płytki 522, z wyjątkiem tego, że dodatkowy otwór 635 niesymetrycznie dzieli zewnętrzną belkę 544 na dwie belki. Za pomocą niesymetrycznego podziału zewnętrznej belki 544, łożyskowa płytka jest wstępnie przystosowana do działania w kierunku większej elastyczności.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 526 jest podobna do podporowej konstrukcji dla łożyskowej płytki 522, z wyjątkiem tego, że dzieli się raczej zewnętrzną belkę 544, niż wewnętrzną belkę 546. Ponadto, otwór 626 jest nieco większy niż otwór 622, przy czym rowek tworzy się na zewnętrznym obrzeżu wewnętrznej belki 546, tak aby osiągnąć nieco bardziej elastyczną wewnętrzną belkę 546.

Naturalnie, dowolna kombinacja podporowych konstrukcji, przedstawionych na fig. 29, 30, może być wykorzystywana do osiągnięcia potrzebnych cech działania roboczego.

Na fig. 29A, 29B, 30A i 30B przedstawiono szczegółowo łożysko wzdłużne, w którym każda z łożyskowych płytek 521A podporowej konstrukcji jest bardzo do tej, która jest zastosowana, aby podpierać łożyskową płytkę 521 na fig. 29 i 30. Łożyskowa konstrukcja jest odmienna jednak i tak dalece, jak belki 544A oraz 546A są obwodowo węższe i pionowo krótsze niż ich odpowiedniki w łożysku, przedstawionym na fig. 29 i 30. Naturalnie, krótsze belki są sztywniejsze niż stosunkowo dłuższe belki oraz wąskie belki są mniej sztywne niż stosunkowo szersze belki. Ponadto, belka 544A jest promieniowo węższa niż belka 546A; natomiast w łożysku,

168 030 przedstawionym na fig. 29 i 30, belki 544 i 546 mają jednakowe szerokości. Różnica co do promieniowej grubości jest kompensowana, ponieważ duży otwór 620, który określa obwodowe rozmieszczenie belek 544A i 546A, umieszcza się tak, aby belka 544A była znacznie szersza w obwodowym kierunku niż belka 546A. Wreszcie, należy zaznaczyć, że otwory 620 są znacznie większe niż odpowiednie otwory 620 w łożyskowej konstrukcji na fig. 29 i 30. Naturalnie, większe otwory zwiększają elastyczność określonej przez to konstrukcji podporowej.

Na fig. 29C przedstawiono łożysko typu pokazanego na fig. 29A i 29B w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak pokazano, nogi 380A, 382A łożyska są umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Łożyskowe płytki 321A są przystosowane, aby podpierać obrotową powierzchnię obrotowej części 3 obudowy. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4 oraz uszczelki 7 uszczelniają nieruchomą część 2 oraz obrotową część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa, jako część nieruchomej obudowy 10 wału oraz obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy oraz połączonego do niej łożyska. Tym sposobem opór wału jest podparty łożyskiem za pośrednictwem obrotowej części obudowy.

Na fig. 35-37, przedstawiono kombinowane hydrodynamiczne łożysko poprzecznowzdłużne według wynalazku. Łożysko przedstawione na fig. 35 jest zupełnie podobne do łożyska przedstawionego na fig. 34 oraz te same odsyłacze numerowe są zastosowane, aby oznaczać podobną konstrukcję. Podobnie, jak widać w przekroju na fig. 37, łożysko na fig. 36-37 jest trochę podobne do poprzecznych łożysk, przedstawionych na fig. 4 i 14P, z wyjątkiem tego, że łożyskowa płytka 1032 oraz podporowa konstrukcja płytki łożyskowej która zawiera belki i (lub) membrany 1034,1036, i 1038, są określone za pomocą proporcjonalnie większych szczelin i rowków. Jednak łożyska poprzeczno-wzdłużne różnią się od łożysk, które są tylko poprzeczne, przy czym polega to na tym, że powierzchnia płytki łożyskowej 1032ps jest ukośna względem głównej osi 1006. Przez zastosowanie skośnej płytkowej powierzchni, łożyska na fig. 35-37 podpierają obciążenia, które działają zarówno wzdłuż głównej osi 1006, jak i poprzecznie względem osi 1006. Piezoelektryczny element 100 może być zastosowany, tak jak przedstawiono, aby umożliwić selektywne regulacje charakterystyki uginania łożyska.

Aby być podpartym ukośną podporową powierzchnią płytkową 1032ps, wał musi mieć prowadnicę, która jest skośna pod kątem dopełniającym do kąta 2 podporowej powierzchni płytki. Część osiowego obciążenia łożyska oraz część poprzecznego obciążenia pobierana przez łożysko zależy od kąta powierzchni płytkowej 1032ps. Jeśli płytka jest pod kątem a względem głównej osi 1006, osiowe obciążenie doprowadzane do łożyska może być określone z następującego równania:

Doprowadzane osiowe obciążenie = całkowite osiowe obciążenie (sin α).

Podobnie, poprzeczne obciążenie doprowadzane do łożyska może być określone z następującego równania:

Doprowadzone poprzeczne obciążenie = całkowite poprzeczne obciążenie (cosa).

Podporowa konstrukcja dla łożyska na fig. 35 jest podobna do podporowej konstrukcji dla łożyska, które przedstawiono na fig. 34.

Podporowa konstrukcja dla łożyska, przedstawionego na fig. 36 i 37 zawiera główną podporową konstrukcję dla rozmieszczonych łożyskowych płytek 1032, mającą belkę 1034, która podpiera łożyskową płytkę 1032, trzeciorzędową podporową konstrukcję, która zawiera jedną parę obwodowych belek 1038, które mogą być ciągłe. Drugorzędowa podporowa konstrukcja zawiera membranę 1036 lub siatkę belek 1036, aby połączyć belkę 1034 do belek 1038. Jak przedstawiono najbardziej wyraźnie i na fig. 36, podporowa konstrukcja dla każdej z wielu łożyskowych płytek 102 jest niesymetryczna. Zgodnie z tym, łożysko przedstawione na fig. 36 i 37 jest jednokierunkowe.

Na fig. 37A przedstawiono łożysko typu, który jest przedstawiony na fig. 37 w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak przedstawiono, nogi 1038 łożyska są umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Łożyskowe płytki 1032 są przystosowane do podparcia nachylonej

168 030 obrotowej powierzchni obrotowej części 3 obudowy. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4 oraz uszczelki 7 uszczelniają nieruchomą część 2 i obrotową część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa, jako część nieruchomej obudowy wału oraz obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i dz^i^ł^, jako przedłużenie wału 5.Wobec tego, kiedy wał 5 obraaa się, część 3 obudowy obraaa się względem części 2 obudowy i połączonego do niej łożyska. Tym sposobem, łożysko podpiera wał zarówno osiowo, jak i promieniowo za pośrednictwem nachylonej części obudowy.

Ogólnie, dowolna z ogólnych konstrukcji łożyskowych, opisana w tym zgłoszeniu, może być wykorzystywana w projekcie kombinowanych łożysk poprzeczno-wzdłużnych typu, który jest przedstawiony na fig. 36 i 37. Oczywiście, aby osiągnąć cechę kombinowanego łożyska poprzeczno-wzdłużnego, łożyskowa płytkowa powierzchnia musi być ukośna pod kątem od 0 do 90° względem głównej osi. Ponadto, potrzeba uwzględnienia zarówno obciążeń promieniowych, jak i obciążeń osiowych z konieczności będzie działała na obudowę podporowej konstrukcji płytek łożyskowych.

Inna postać kombinowanego łożyska poprzeczno-wzdłużnego jest przedstawiona na fig. 43 i 43 A . Jak przeprawowi łoóy sooyest ukształtowaoe za pompcą montażu osobnych yłementów łożyskowych. Ogólnie, kombinowane łożysko poprzeczno-wzdłużne tego typu zawiera element podtrzymujący o dwóch osiowych powierzchniach czołowych, wewnętrzne obrzeże i zewnętrzne obrzeże, przystosowane do zakładania w obudowie. Co najmniej jedno poprzeczne łożysko RB jest podparte, połączone lub scalone z wewnętrznym obrzeżem elementu podtrzymującego, aby utworzyć promieniową podporę wału. Wiele obwodowo rozmieszczonych otworów tworzy się co najmniej najednej z dwóch osiowych powierzchni elementu podtrzymującego. Wiele płytek łożyskowych umieszcza się w tych otworach. Tym sposobem oporowa powierzchnia czołowa tworzy się na łożysku.

W konkretnym przykładzie na fig. 43 i 43A, łożysko zawiera dwa poprzeczne łożyska RB typu, który przedstawiono na fig. 8 i wyżej omówiono. Jak wyżej zaznaczono, ten typ łożyska tworzy podporę dwukierunkową. Oczywiście, każde z hydrodynamicznych łożysk według wynalazku zarówno jednokierunkowe, albo dwukierunkowe, może być zastosowane. Jak przedstawiono, poprzeczne łożyska są osobnymi elementami, podpieranymi za pomocą elementu podtrzymującego 110. Łożyska mogą być także uformowane integralnie z elementem podtrzymującym 110 lub do niego zblokowane. Oporowe płytki 112 mogą być typu, który opisano w nawiązaniu do fig. 42 i niżej omówiono. Konkretnie, płytki zawierają płytkę 114, główną podporową część 116, drugorzędową podporową część 118 oraz trzeciorzędową podporową część 120. Główna podporowa część 116 może być zbiorem wielu nachylonych nóg lub pojedynczym pustakowym stożkowo ukształtowanym elementem (albo bardziej dokładnie mówiąc, elementem ściętym). Podobnie, drugorzędową podporowa część 118 i trzeciorzędowa podporowa część 120 mogą być ciągłe lub dzielone na poszczególne człony.

Istotnym aspektem według wynalazku jest opisanie kształtów łożyskowych, które można obrabiać przez skrawanie. Innymi słowami, kształty łożyskowe, które można wytwarzać obróbką skrawaniem kawałka rury o grubych ścianach lub podobnego walcowego czopu przy zastosowaniu standardowo dostępnych metod obrabiania. Takie łożyska są charakteryzowane faktem, że tworzy się je z kawałka rury o grubych ścianach lub podobnego walcowego czopu za pomocą wykonania otworów, szczelin i rowków. Zaletą takich łożysk jest to, że łatwo wytwarza się prototypy i modyfikuje się te prototypy po badaniach. Naturalnie, kiedy łożyska mają być wytwarzane na skalę masową, na przykład przy zastosowaniu metody odlewania lub stosowania form, odmienne aspekty produkcyjne mogą dyktować różne kształty. Istotnym jest uznanie, że zmiany kształtu działają na roboczą charakterystykę łożyska.

Innym względem produkcyjnym jest łatwe formowanie. Naturalnie, większość łożyskowych konstrukcji według wynalazku może być formowana za pomocą jakiejś techniki formowania. Jednak tylko niektóre kształty mogą być formowane wtryskowo w prostej formie dwuczęściowej, to jest w formie, która nie zawiera krzywek. Inną zaletą łożysk według wynalazku jest to, że łożyska można konstruować o łatwo formowalnych kształtach, które określa się, jako kształty, które można formować wtryskowo i stosować proste formy dwuczęściowe. Łatwo formowalny kształt zwykle jest charakteryzowany brakiem ukrytych wnęk, które wymagają

168 030 zastosowania elementów krzywkowych do formowania. Na przykład, odnośnie do łożysk poprzecznych, łatwo formowalne kształt niz zawiera żadnych promieniowo umieszczonych rowków na wewnętrznej i zewnętrznej średnicy oraz ma ciągły osiowy przekrój poprzeczny. Łożysko na fig. 32, 32A oraz 32B jzet przykładem łatwo formowalnzgo promieniowego lub poprzecznego łożyska.

Podobnie, łatwo formowalne łożyska wzdłużne charakteryzują się faktem, żz mogą być onz formowane pojedynczą linią szwu, przy czym na przykład gdy patrzy eię tylko od góry i od spodu, wszystkie powierzchnie są widoczne.

Na fig. 38A-38C przedstawiono łatwo formowalne łożysko wzdłużne. Łożysko zawiera wiele obwodowo rozmieszczonych płytek łożyskowych 132m oraz podporową konstrukcję, która podpiera każdą z płytek łożyskowych 132m. Podporowa konstrukcja zawiera główną podporową część, która zawiera obwodowe belki 134mb oraz 134ma, drugorzędową podporową część, która ma promizniowo umieszczoną belkę 136m oraz trzeciorzędowa podporowa część, która zawiera prętową parę belek 138m. Zaznacza eię, żz na fig. 38A-38C, wymiary podporowej konstrukcji eą nieco zniekształcone aby zapewnić jasność opisu. Na przykład, jak na fig. 38C, obwodowe belki 134ma oraz 134mb przedstawiono, jako krańcowo grube. Taka konstrukcja belkowa tworzy bardzo sztywną podporę dla płytek łożyskowych 132m i w praktyce taka sztywna podpora prawdopodobnie niz byłaby konieczna, ani pożądana.

Są możliwz odmiany konkretnej formowalnej konstrukcji belkowej, która jzet przedstawiana. Na przykład, każdy z dwóch lub obydwa segmenty belkowe 134ma lub 134mb, rozmieszczone na obwodzie, mogłyby być formowane, jako ciągły obwodowy element belkowy. Dodatkowo, drugorzędową podporowa część mogłaby zawierać wiele promizniowo umieszczonych belek między każdą łożyskową płytką 132m. Ponadto, główna podporowa konstrukcja mogłaby być modyfikowana, aby zawierać trzy lub więcej obwodowych segmentów belkowych, łączących każdą parę sąsiednich łożyskowych płytzk i (lub) możnaby zastosować obwodowe belkowe segmenty o różnych promieniowych szerokościach. Ponadto, prętowe belkowe części 138m mogłyby być także zastosowane wzdłuż promizniowo umieszczonych krawędzi bzlzk 136, zamiast zastosowania obwodowo umieszczonych końców. Wreszcie, tak jak w wypadku każdego łożyska wzdług wynalazku, konstrukcja mogłaby także ulegać zmianom przez zastosowanie innej długości lub szerokości dowolnego z elementów w podporowzj konstrukcji, aby modyfikować charakterystykę uginania konstrukcji podporowej.

Aby przedstawić wiele możliwych konstrukcji podporowych, na fig. 38D przedstawiono inną konstrukcję podporową dla każdej z łożyskowych płytek 321m-326m. Zwłaszcza na fig. 38P przedstawiono widok od spodu z modyfikacjami, którz zostały tam pokazane. Należy rozumieć, że tz różne konstrukcje podporowe są pokazane w jednym łożysku dla celów objaśniania wynalazku. W normalnym zastosowaniu, każda z łożyskowych płytzk 321-326m miałaby podobną, aczkolwiek niekoniecznie identyczną, konstrukcję podporową, aby zapewnić jednolite działanie robocze.

Podpora dla łożyskowej płytki 322m różni eię od podpory dla łożyskowych płytek 132m w taki sposób, że występ o kształcie owalnym odchodzi od tyłu powizrzchni płytki łożyskowej, aby tworzyć sztywną podporę dla zewnętrznej krawędzi obwodowej płytki łożyskowej 321m. Dzięki tej konstrukcji, płytka łożyskowa 321m byłaby krańcowo sztywna na jej zewnętrznem obwodowym końcu. Podpora dla płytki łożyskowej 322m jest podobna do podpory dla płytki łożyskowej 321m, z wyjątkiem tego, że raczej zamiast pojedynczego dużego występu, stosuje eię dwa mnizjszz występy 122m odchodzące od spodu łożyska zbliżonego do zewnętrznego obwodowego brzegu płytki łożyskowej. Podobnie, jak występ 120m, tz dwa występy 122m tworzą sztywność zewnętrznego obwodowego brzegu płytki łożyskowzj 322m. Konstrukcja ta jzdnak umożliwia łożysku uginanie w nieodpartym regionie między występami.

Łożyskowa płytka 323m jzst podparta zmodyfikowaną podporową konstrukcją, która zawiera ciągłą obwodową belkę 134ma w głównzj podporowej części. Podobnie, łożyskowa płytka 324m zawiera ciągłą wewnątrzobwodową belkę 134mb. Zastosowanie takich ciągłych belek zwiększa sztywność podporowzj konstrukcji łożyska.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej płytki 325 jest modyfikowana przez zastosowanie dużych otworów 142m w wewnętrznej belce 134mb i mniejszych otworów 144 w zewnętrznej

168 030 belce 134ma. Zastosowanie tych otworów zwiększa elastyczność belek. Naturalnie, większe otwory zwiększają elastyczność belek w większym stopniu niż małe otwory 144. Odmiany tej konstrukcji podporowej zawierają zastosowanie otworów o różnych rozmiarach lub różnej liczby tych otworów aby wstępnie przystosować łożyskową płytkę 325m do działania w uprzednio określonym kierunku.

Łożyskowa płytka 326m jest podparta zmodyfikowaną konstrukcją, w której główna podporowa część zawiera membranę 134m, zamiast zastosowania jednej pary belek. W przytoczonym przykładzie, jedna z membran ma otwór 146, aby wstępnie przystosować łożyskową płytkę 326m do działania w uprzednio określonym kierunku. Oczywiście, zastosowanie otworu 146m nie jest konieczne i jeśli potrzebne, to można zastosować pewną liczbę otworów.

Na podstawie tych rysunków widać, że formowalne łożyska nie zawierają żadnych ukrytych wnęk, które stwarzałyby konieczność zastosowania złożonej formy i (lub) formy, która zawierałaby przesuwną krzywkę. Szczególnie, ponieważ każda powierzchnia łożyskowej konstrukcji jest bezpośrednio widoczna albo w widoku od góry na fig. 38A, albo w widoku od dołu na fig. 38B, łożysko może być prosto tworzone w formie przy zastosowaniu formy dwuczęściowej. Konkretnie, pierwszy element formy określa te powierzchnie, które są bezpośrednio widoczne tylko w widoku od góry na fig. 38A. Drugi element formy określa te powierzchnie, które są tylko widoczne w widoku od spodu na fig. 38B. Powierzchnie, mające brzegi widoczne na obydwu fig. 38A i fig. 38B mogą być formowane przy zastosowaniu każdej z dwóch form, albo przy zastosowaniu obydwu tych dwóch form. W przedstawionym łożysku, łatwa formowalność jest osiągana ponieważ drugorzędowa i trzeciorzędowa część podporowa są obwodowo umieszczone w odstępie między płytkami łożyskowymi. Modyfikacje przedstawione na fig. 38D nie zmieniają łatwej formowalności tego łożyska.

Są możliwe bardziej złożone odmiany wzdłużnego formowalnego łożyska, przedstawionego na fig. 38A-38D. W szczególności, każde z poprzednio omawianych modyfikacji konstrukcji łożyskowej, mające możliwość przystosowania do łatwego formowania, może być zastosowane. Na przykład, główna podporowa belka może być ciągła. Wobec tego zastosowanie łatwo formowalnego łożyska nie koniecznie musi wymagać prostej konstrukcji łożyskowej. Przykład bardziej złożonej konstrukcji łożyskowej jest podany na fig. 39A-39C.

Jak przedstawiono na fig. 39A-C, łożysko zawiera wiele obwodowo rozmieszczonych płytek łożyskowych 232m, podpartych za pomocą podporowej konstrukcji płytki łożyskowej. Drugorzędowe i trzeciorzędowe części konstrukcji podporowej są podobne do odpowiednich części podporowej konstrukcji łożyskowej na fig. 38. Łożysko na fig. 39 różni się jednak od łożyska na fig. 38, przy czym polega to na tym, że łożysko na fig. 39 obejmuje główną podporową część, która zawiera wiele złożonych belek 234. Konkretnie, każda łożyskowa płytka jest podpierana za pomocą promieniowo zewnętrznej ciągłej złożonej obwodowej belki 234ma. Płytki są dodatkowo podparte wieloma obwodowo rozmieszczonymi złożonymi belkami 234mb. Złożone kształty ciągłej belki 234ma oraz segmentów belkowych 234mb można najlepiej ocenić w nawiązaniu do fig. 39C, na której przedstawiono nieco szkicowo zarys złożonych belek 234. Podczas działania roboczego, belki 234ma oraz 234mb działają jako siatka belkowa. Wobec tego widać, że wiele złożonych konstrukcji łożyska wzdłużnego można wykonać, przy czym zachowuje się zdolność do formowania łożyska za pomocą prostej formy dwuczęściowej, to jest zapewnia się łatwą formowalność. Naturalnie, każda konstrukcja tworzy unikatową charakterystykę ugięcia, która musi być uwzględniona przy projektowaniu łożyska w celu optymalnego formowania klinu.

Na fig. 38E przedstawiono łożysko typu, który pokazano na fig. 38A-D w uszczelnionym zespole łożyskowym. Jak pokazano, łożysko jest umocowane do nieruchomej części 2 obudowy. Łożyskowe płytki 232m są przystosowane do podparcia obrotowej powierzchni obrotowej części 3 obudowy. Łożysko jest otoczone hydrodynamicznym płynem 4 oraz uszczelki 7 uszczelniają nieruchomą część 2 oraz ruchomą część 3 obudowy, jedną względem drugiej. Jak wyżej opisano, nieruchoma część 2 obudowy jest umocowana i działa, jako część nieruchomej obudowy wału, natomiast obrotowa część 3 obudowy jest umocowana do wału 5 i działa, jako przedłużenie wału 5. Wobec tego, kiedy wał 5 obraca się;, część 3 obudowy obraca się względem części 2 obudowy

168 030 i połączonego do niej łożyska. Tym sposobem obciążenia wzdłużne na wale są podpierane za pomocą łożyska poprzez obrotową część 3 obudowy.

W pewnych łożyskach smarowanych gazem lub powietrzem z płytkami ugięciowymi są wypadki, kiedy obciążenia lub prędkości przekraczają zdolność roboczą warstwy powietrznej. W tych wypadkach jest konieczne wprowadzanie ciekłego środka smarującego do zbieżnego klinu bez zastosowania zbiornika lub kąpieli płynowej. Na fig. 40,40A, 41 oraz 41A przedstawiono konstrukcje łożyskowe w celu osiągania tego działania. Szczególnie, te figury przedstawiają nowe łożysko samosmarujące się z płytką ugięciową według innego ważnego aspektu zgodnie z wynalazkiem. Łożysko to jest zasadniczo łożyskiem z płytką ugięciową typu, który tutaj opisuje się, lecz zmodyfikowanego, aby zastosować materiał smarujący plastyczny w różnych otworach tego łożyska.

Zastosowany materiał z tworzywa sztucznego w tym łożysku jest konwencjonalnym odlewalnym materiałem porowatym, który może pochłaniać smarujący płyn, gdy jest zanurzony w takim płynie. Jednym takim materiałem jest materiał o znaku towarowym POREX. Ogólnie, porowaty materiał z tworzywa sztucznego można formować z różnych materiałów tworzywa sztucznego za pomocą wtryskiwania powietrza do takiego materiału, aby tworzyć pory. Szczególnie, płyn jest pochłaniany w materiale porowatym w sposób zbliżony do tego jaki jest wykorzystywany knotem i zostaje unieruchomiony w tym materiale z tworzywa sztucznego.

Samosmarujące łożysko z płytką ugięciową wykonuje się przy zastosowaniu konwencjonatango łożyska poprzecznego, wzdłużnego lub kombinowanego poprzeczno-wzdłużnego z płytką ugięciową typu, który wyżej opisano oraz za pomocą odlewania lub wtryskiwania konwencjonalnego porowatego materiału z tworzywa sztucznego wokół i do odstępów między członami ugięciowymi. Jako skutek tej konstrukcji podczas działania roboczego, ruch wału oraz ściskanie ugięciowych elementów powoduje, że płyn smarujący usuwa się z materiału porowatego i zostaje pobrany do poprzedniego brzegu klina zbieżnego. Tworzenie klinu napełnionego płynem znacznie zwiększa nośność i prędkość łożyska. Po przepłynięciu płynu na powierzchni płytki, jest on ponownie pochłaniany przez porowaty materiał z tworzywa sztucznego, potem jak znajduje się za tylną krawędzią.

Istotnym aspektem według wynalazku jest kompozytowa konstrukcja, łącząca standardowy materiał łożyskowy z porowatym materiałem z tworzywa sztucznego. Przy zastosowaniu tego materiału kompozytowego, można wykorzystać unikatowe cechy obydwu materiałów. Bardziej konkretnie, konwencjonalne porowate materiały z tworzywa sztucznego stanowią raczej niekorzystne materiały na łożyska z płytką ugięciową, ponieważ pory w materiale z tworzywa sztucznego są aktualnie objętościami pustymi, które są szkodliwe przy tworzeniu bardzo cienkiej warstwy płynu. Z drugiej strony, konwencjonalne materiały łożyskowej metalowe lub z tworzywa sztucznego, nie mające tych porów, nie są zdolne do pochłaniania środka smarującego w jakimś znacznym stopniu. Za pomocą zastosowania jednak obydwu materiałów opisanym sposobem, można otrzymać skuteczne samosmarujące łożysko hydrodynamiczne. Ponadto, występują wyniki synergiczne przy połączonym zastosowaniu standardowego materiału łożyskowego i porowatego materiału z tworzywa sztucznego, pochłaniającego środek smarujący. Na przykład, ugięcia powierzchni łożyskowej pomagają przy tłoczeniu ciekłego środka smarującego do krawędzi przedniej. Ponadto, tworzenie się kanałów lub odkształcanie powierzchni łożyska zatrzymujące środek smarujący pomagają przy utrzymywaniu tego płynu.

Na fig. 40 i 41 pokazano dwa przykłady samosmarującego łożyska z płytką ugięci^ą według wynalazku. Szczególnie, rysunki te przedstawiają łożyska podobne do łożysk, które poprzednio opisano, a które zostały zmodyfikowane, aby zawierać porowaty materiał z tworzywa sztucznego pochłaniający płyn, umieszczany w przestrzeniach między członami ugięciowymi. W pewnym stopniu, łożysko działa jako część szkieletowa, a cześć z porowatego materiału tworzywa sztucznego działa, jako gąbka utrzymująca i uwalniająca środek smarujący.

Szczególnie, na fig. 40 i 40A przedstawiono samosmarujące łożysko, mające podtrzymującą konstrukcję łożyskową, która zasadniczo jest identyczna do łożyska, przedstawionego na fig. 32 i 32A. Łożyskowa konstrukcja na fig. 40 jest jednak modyfikowana, przy czym porowaty materiał z tworzywa sztucznego umieszcza się w otworach między łożyskami a otworami wewnątrz podporowej konstrukcji, która jest ciągła z odstępami między łożyskowymi płytkami

168 030

732. Naturalnie, odstępy pod łożyskowymi płytkami mogą być wypełniane również porowatym materiałem z tworzywa sztucznego. Jeśli jednak nie ma komunikacji między porowatym materiałem z tworzywa sztucznego a powierzchnią płytki łożyskowej, zastosowanie takich miejsc z porowatym materiałem z tworzywa sztucznego jest nieużyteczne.

Podobnie, na fig. 41 i 41A przedstawiono łożysko, które ma konstrukcję zasadniczo identyczną jak konstrukcja kombinowanego łożyska poprzeczno-wzdłużnego na fig. 36 i 37. Porowaty materiał z tworzywa sztucznego jest jednak ponownie wtryskiwany do szczelin lub odstępów wewnątrz podporowej konstrukcji między płytkami i końcem. Wtryskiwanie porowatego materiału z tworzywa sztucznego, tak jak przedstawiono, ponownie przyczynia się do uzyskania łożyska, mającego ciągłą wewnętrzną średnicę. Podobnie, jak łożysko na fig. 40, cechy materiałowe znacznie zmieniają się jednak na średnicy wewnętrznej.

Konkretnie, podobnie jak łożysko na fig. 40, wewnętrzna średnica łożyska na fig. 41 zawiera płytkowe powierzchnie łożyskowe podpierania klina oraz obwodowo rozmieszczone części do uwalniania, pochłaniania i zachowywania środka smarującego. Podczas działania roboczego, ruch wału i ściskanie członów ugięciowych powoduje, że smarująca ciecz zostaje usunięta z porowatego materiału z tworzywa sztucznego i zostaje pobrana do przedniego brzegu klinu zbieżnego. Tworzenie się klinu wypełnionego płynem znacznie zwiększa nośność i prędkość łożysk.

Wytwarzanie samosmarującego łożyska z płytką ugięciową obejmuje trzy ogólne czynności. Po pierwsze, podstawowa łożyskowa lub szkieletowa część tworzy się ze standardowego materiału łożyskowego. Po drugie, porowaty materiał z tworzywa sztucznego wtryskuje się do potrzebnych miejsc w konstrukcji łożyskowej. Dla wygody produkcyjnej, materiał z tworzywa sztucznego jest wtryskiwany do łożyska bez środka smarującego. Wreszcie, łożysko z porowatym materiałem z tworzywa sztucznego wtryśniętym do potrzebnych miejsc, zostaje nasycony ciekłym środkiem smarującym. Aby właściwie doprowadzić ciekły środek smarujący do materiału z tworzywa sztucznego, trzeba ten środek smarujący doprowadzić z jednej strony, tak jak za pomocą knotu. Zanurzenie w płynie powoduje w wyniku wystąpienie niewypełnionej wewnętrznej części. Przyczyną tego jest to, że pory nie mogą być przewietrzane z jednej strony. Na fig. 40, podstawowa konstrukcja łożyskowa jest kombinowaną konstrukcją poprzecznowzdłużną, podobną do tej, jaka jest przedstawiona na fig. 36. Porowaty materiał z tworzywa sztucznego wypełnia jednak szczeliny wewnątrz podporowej konstrukcji. Zastosowanie porowatego materiału z tworzywa sztucznego daje utworzenie łożyska kompozytowego, które ma ciągłą wewnętrzną powierzchnię średnicową. Charakterystyka ugięciową na powierzchni ulega jednak dużym zmianom. Konkretnie, ugięciowe płytki, tworzone ze standardowych materiałów łożyskowych, takich jak metal lub nieporowate tworzywo sztuczne, są odpowiednie do ugięcia i tworzenia klinu płynowego. Z drugiej strony, części z porowatego materiału z tworzywa sztucznego są odpowiednie do ściskania, tak aby uwalniać środek smarujący na przednim brzegu płytek łożyskowych i pochłaniać środek smarujący na tylnym brzegu płytek łożyskowych.

Jak zaznaczono odnośnie do każdego z przykładów wyżej opisanych, łożyska według wynalazku można formować tak, aby wykonać klinowy stosunek od 1:2 do 1:5, mieć odkształcalną powierzchnię łożyskową, której kształt może być modyfikowany, umożliwiać sześć stopni swobody płytki oraz zapewniać działanie tłumiące typu tłumika tłokowego. Zwykle łożyska mają konstrukcję jednolitą.

Dzięki klinowi, tworzonemu ugięciem płytki łożyskowej oraz zdolności płytki do przesuwania przy sześciu stopniach swobody, łożysko według wynalazku wykazuje wyjątkowe cechy działania roboczego. Konkretnie, wymiary łożyska i zmienne ugięcie zawierają liczbę, rozmiar, kształt, miejsce oraz cechy materiałowe elementów, określone w łożysku jednolitym i mogą one być przystosowane do dowolnego konkretnego zastosowania, aby podpierać szeroki zakres obciążeń. Wśród tych zmiennych, szczególnie istotny jest kształt członów podporowych. Działanie kształtu członów podporowych na charakterystykę ugięcia konstrukcji podporowej może być oceniony, kiedy wzór zmiennych dla momentu bezwładności bh³/12 (jednostki angielskie) (główny składnik wskaźnika przekroju dla przekroju prostokątnego, z = I/c = bh“/6) stosuje się w jakimś przykładzie. Ponadto, zdolność płytki do przesuwania przy sześciu stopniach swobody umożliwia łożysku kompensowanie i korygowanie nieprcstolinicwcści wału. Odnośnie do tego

168 030 zaznacza się, że łożyska według wynalazku mają cechę samonastawną, pochodzącą od tendencji łożyska do powrotu do swojego stanu bez ugięcia ze względu na sztywność łożyska. Oczywiście, sztywność łożyska jest przede wszystkim funkcją kształtu konstrukcji podporowej, a w mniejszym stopniu funkcją innych zmiennych ugięcia, w tym liczby, rozmiaru, miejsca oraz cech materiałowych elementów określonych rowkami, nacięciami lub szczelinami, tworzonymi w jednolitym elemencie. Sztywniejsze łożyska mają większą tendencję samonastawną, lecz są mniej zdolne do regulowania się ze względu na nieprostoliniowość wału.

Próby wykazały, że łożyska zawierające cechy według wynalazku wykazują dramatyczną poprawę działania roboczego nawet w porównaniu do konstrukcji, która została opisana w opisie patentowym US nr 4 496 251. W najnowszym badaniu, łożyska poprzeczne według wynalazku były wykorzystywane w łożysku promieniowym o promieniowej osłonie odpowiednio 2,31 mm. Ugięcia ku wnętrzu płytki łożyskowej wynosiły 0,0076 mm, co tworzy wyjątkową stabilność i zapewnia wyjątkowe działanie robocze łożyska. Porównywalne przesunięcie, wykorzystujące układ pokazany w opisie patentowym US nr 4 496 251 wymagałoby promieniowego odstępu wynoszącego 7,6 mm.

W konwencjonalnych hydrodynamicznych łożyskach poprzecznych, zwykle jest konieczne utworzenie odstępu warstwy płynowej między powierzchnią płytki łożyskowej a częścią wału, która ma być podpierana. Wymaga to niezwykle dokładnych tolerancji produkcyjnych, co może stanowić pewną przeszkodę przy produkcji wielkoseryjnej.

Łożyska według wynalazku można projektować przy usunięciu potrzeby takich bardzo dokładnych tolerancji produkcyjnych. Konkretnie, za pomocą odpowiednich otworów, rowków, nacięć lub szczelin można określić łożysko, mające zasadniczo dowolną potrzebną charakterystykę działania roboczego. Jedną taką cechąjest sztywność lub cecha sprężysta płytki łożyskowej w kierunku obciążenia, tj. w promieniowym kierunku (sztywność promieniowa) względem łożysk poprzecznych i w osiowym kierunku (sztywność osiowa) odnośnie do łożysk wzdłużnych. Wiadomo w dziedzinie łożysk, że warstwa płynu między wałem a łożyskiem może być modelowana, jak sprężyna, ponieważ ma ona obliczalną sztywność promieniową lub osiową warstwy płynu lub cechę sprężyny. Obowiązuje to dla płynu ściśliwego i nieściśliwego, lecz szczególnie jest to użyteczne odnośnie do smarujących środków płynu gazowego. Sztywność warstwy płynowej oraz sztywność łożyska działają przeciwnie jedno przeciw drugiemu, przy czym jeśli sztywność warstwy płynu lub cecha sprężyny przekraczają sztywność łożyska lub cechy sprężyny, łożysko ugina się w kierunku sztywności warstwy płynu (to jest, promieniowy kierunek dla łożysk poprzecznych oraz osiowy kierunek dla łożysk wzdłużnych) dopóty, dopóki sztywność płynu i łożyska nie osiągną stanu równowagi. Wobec tego, stwierdzono,· że jeśli łożysko poprzeczne jest tak projektowane, że promieniowa sztywność łożyska jest mniejsza niż promieniowa sztywność warstwy płynu, to konieczne jest utworzenie dokładnego odstępu między wałem a łożyskiem, ponieważ promieniowa sztywność warstwy płynu, przy obrocie wału, samoczynnie i natychmiastowo powoduje odpowiednie promieniowe ugięcie łożyska poprzecznego. To zasadniczo natychmiastowe tworzenie klinu zapewnia zasadniczo natychmiastowe tworzenie ochronnej warstwy płynu, przez co zapobiega się uszkodzeniu powierzchni tworzącej klin, co zwykle występuje przy małych prędkościach podczas tworzenia warstwy p^ły^nu.

Oczywiście promieniowa sztywność łożyska jest przede wszystkim funkcją przekroju lub modułu ugięcia konstrukcji podporowej, co zależy od kształtu konstrukcji podporowej. Promieniowa sztywność płytki także zależy od długości szczelin lub nacięć, tworzonych w łożysku. To samo obowiązuje dla łożysk wzdłużnych, lecz naturalnie z tym wyjątkiem, że osiowa sztywność łożyska jest krytyczna. Zgodnie z tym według wynalazku można osiągnąć dobre działanie robocze bez zastosowania precyzyjnych tolerancji produkcyjnych, które zwykle są wymagane dla łożysk hydrodynamicznych.

Na przykład, łożyska według wynalazku mogą być projektowane z pasowaniem wciskowym, gdy są zakładane na wał, przy czym gdy łożysko jest zakładane na wał pod działaniem siły, płytki uginają się, lecz tylko lekko, tak by tworzyć kształt zbieżnego klinu, podczas gdy znajdują się w nieruchomym położeniu zainstalowanym. Zetknięcie między płytką łożyskową a wałem występuje na tylnym brzegu. Przy chwilowym uruchomieniu, warstwa płynowa

168 030 przesuwa się do klinu i wytwarza ciśnienie płynu, które powoduje oddzielenie wału i płytki. Tym sposobem zgodnie z inną ważną cechą według wynalazku, łożyska według wynalazku można projektować i nadawać im wymiary w taki sposób, że tylny brzeg łożyska ma zetknięcie z częścią wału, która jest podpierana, kiedy wał jest w spoczynku.

Łożyska wzdłużne według wynalazku mogą być także projektowane w ten sposób, aby tworzyć statycznie obciążany klin. Aby zastosować statycznie obciążany klin, podporowa konstrukcja dla łożysk jest projektowana w taki sposób, aby płytki łożyskowe nachylały się ku wałowi od promieniowo wewnętrznego obwodowego brzegu płytki łożyskowej do promieniowo zewnętrznego obwodowego brzegu płytki łożyskowej. Ponadto, podporowa konstrukcja jest projektowana w taki sposób, aby płytka łożyskowa nachylała się ku wałowi od promieniowo umieszczonego przedniego brzegu do tylnego brzegu. Tym sposobem, statycznie obciążany klin zbliża się i tworzy się, jako klin optymalny. Ponadto, płytka nachyla się ku wałowi na zewnętrznym obwodowym brzegu, tak aby tworzyć potrzebną cechę utrzymywania płynu. Sztywność podporowej konstrukcji może być także projektowana w taki sposób, aby utworzyć odpowiednią przestrzeń między płytkami a wałem natychmiast przy obrocie wału.

Alternatywnie, łożysko można projektować w taki sposób, aby cała płytka łożyskowa zetknęła część wału, która ma być podparta, kiedy wał jest w stanie spoczynku. Ten aspekt według wynalazku jest szczególnie użyteczny przy produkcji wielkoseryjnej łożysk oraz odnośnie do łożysk, które wykorzystują gazowe płyny smarujące, ponieważ umożliwia to dużą zmianę tolerancji obróbki skrawaniem. W jednym przykładzie, można projektować zmianę wynoszącą 0,003, aby mieć nieznaczny nacisk na klin, natomiast konwencjonalne obrabianie skrawaniem znanych łożysk gazowych wymaga tolerancji 0,00000x, która może być jedynie osiągnięta przy zastosowaniu bardzo wyrafinowanych i kosztownych technologii obróbki skrawaniem, takich jak obrabianie za pośrednictwem wytrawiania.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, hydrodynamiczne łożyska poprzeczne, wytwarzane według wytycznych poprzednio omówionych łożysk hydrodynamicznych, można tak wytwarzać, aby były przystosowane do umocowania do obrotowego wału w celu ruchu razem z wałem lub względem nieruchomej powierzchni podporowej w obudowie. Ogólna konfiguracja łożysk, które są przystosowane do zakładania na obrotowy wał, jest podobna do tej, która dotyczy ogólnie wyżej omówionych łożysk, lecz o promieniowo odwróconej konstrukcji. Z powodu odwróconego ukierunkowania podpory, występują naturalnie różnice w konstrukcji. Na przykład prowadnicowe części płytki w łożyskach, które obracają się razem z wałem, są podparte na promieniowo skierowanej do wewnątrz konstrukcji podporowej. Konstrukcja podporowa podpiera płytki łożyskowe, aby uginały się promieniowo do wewnątrz i na zewnątrz i tworzyły klin hydrodynamiczny odnośnie do gładkiej części obudowy. Gdy łożysko obraca się razem z wałem, siła odśrodkowa działa na płytki łożyskowe i tworzy tendencję przesuwania płytek łożyskowych na zewnątrz do gładkiej powierzchni obudowy.

Przykład jednej takiej konstrukcji łożyskowej przedstawiono na fig. 44. Łożysko to jest zasadniczo promieniowo odwróconą wersją łożyska na fig. 4-6. Łożysko 130 zawiera zewnętrzną średnicę, która jest zasadniczo średnicą walcową, lecz dzieloną na wiele obwodowych płytek łożyskowych 131. Płytki łożyskowe, jak pokazano, są stosunkowo grube z dwóch przyczyn. Po pierwsze, grubość powstrzymuje odkształcanie płytki łożyskowej 131. Po drugie, grubość zwiększa masę płytek łożyskowych 131, przy czym gdy wał obraca się, odśrodkowa siła ciągnąca płytki łożyskowe 131 na zewnątrz zwiększa się. Ze względu na tendencję płytek 131 do uginania na zewnątrz, łożyska można tak wymiarować, aby zachowały odstęp względem obudowy. Oczywiście, jeśli to pożądane, płytki 131 mogą być cieńsze, tak aby umożliwiać odkształcanie płytki i (lub) ograniczać działanie siły odśrodkowej.

Wyżej omówione względy dotyczą każdego łożyska według wynalazku, przeznaczonego do zakładania na wale. Różnica między różnymi łożyskami tego typu polega na podporowych konstrukcjach, zastosowanych do podparcia płytek łożyskowych. Ogólnie każda z poprzednio opisanych podporowych konstrukcji łożyska poprzecznego może być przystosowana do użycia, jako konstrukcja podporowa dla płytek łożyskowych 131. Są jednak różnice ze względu na odwrotne ukierunkowanie podpór. W konstrukcji łożyskowej na fig. 44, płytki 131 podpiera się na głównej podporowej części 132, która ma wiele pierwszych prętowych lub promieniowych

168 030 belek 132a, obwodowych bzlzk 132b oraz drugich prętowych lub promieniowych belek 132c. Główna podporowa część 132 oraz łożyskowe płytki 131 podpiera się na ciągłej membranie 133, która działa, jako drugorzędowa podporowa część. Jak pokazano, membrana 133 jest bardzo cienka w promizniowym kizrunku (i tym sposobem jzet ona elastyczna w tym kizrunku) i rozciąga się między podporowymi belkami lub nogami 134, które działają, jako trzeciorzędowa podporowa część. Tak, jak w wypadku łożyska na fig. 3-6, mzmbrana 133 może być dzielona na wiele osiowo umieszczonych belek za pomocą promieniowych nacięć poprzez membranę. W przykładzie wykonania na fig. 43A i 43B, podporowe belki lub nogi 134 są ciągłymi walcowymi członami i eą stosunkowo sztywne, tak aby cienka membrana 133 była podpierana jak trampolina. Tak, jak w wypadku poprzednio opisanych innych łożysk, podporowz nogi mogą mieć inną konstrukcję.

Konstrukcja łożyska na fig. 43 jzet przeznaczona do podpierania jednokierunkowego. Konkretnie, układ konstrukcji podporowej, przedstawiony na fig. 44, podpiera płytki, aby uzyskać właściwe ugięcie tylko wtedy, jzśli łożysko obraca eię we wskazanym kierunku. Przy takim obrocie, przednia krawędź (krawędź najdalej położona względem konstrukcji podporowej) ugina się do wzwnątrz i odsuwa od obudowy, natomiast tylny brzeg ugina się na zewnątrz i przesuwa się ku obudowie, tak aby tworzyć klin hydrodynamiczny między płytkami łożyskowymi a obudową.

Inne łożysko, którz jest przystosowane do zakładania, aby obracało się razem z wałem, przedstawiono na fig. 45. Łożysko to jest promizniowo odwróconą wersją łożyska, które przedstawiono na fig. 32. Łożysko to jest podobnz do tego, którz opisano w nawiązaniu do fig. 44. Różnica między tymi dwiema konstrukcjami polzga głównie na tym, żz odnosi eię do konstrukcji podporowej. Na przykład, konstrukcja na fig. 45 zawiera osiowo umieszczone belki lub części nożne 134, zamiast ciągłych obwodowych nóg, jak dla łożyska na fig. 44. Ponadto, główna podpora zawiera układ symetryczny skośnych belek 132d i 132z. Zz względu na symetryczną konstrukcję tzgo łożyska, jzst ono łożyskiem dwukierunkowym. Łożysko to także daje eię łatwo formować, ponieważ nie zawiera żadnych ukrytych otworów.

Przy obracaniu łożyska względem obudowy, konstrukcja podporowa ugina eię, tak aby był tworzony klin hydrodynamiczny między płytką a obudową.

Podobnie, każde z łożysk, o ogólnych konstrukcjach, wyżej opisanych, może być przystosowane do użycia, jako łożysko zakładane na wał i obracające eię względem stałej powierzchni. Ogólniz wystarcza, aby konstrukcja była odwrócona odpowiednio do wytycznych, które wyżej omówiono.

Ogólnie, każde z wyżej opisanych łożysk lub dowolna kombinacja takich łożysk może być umieszczona i osłonięta w uszczelnionej obudowie typu, który jest tutaj opisywany. Normalnie, przy projektowaniu uszczelnionego zestawu łożyskowego, każde łożysko ma swoją obudowę lub podstawową część umocowaną do nieruchomych części obudowy, natomiast płytki umieszcza się tak, aby podpierały powierzchnię, która jest obrotowo umocowana do wału. Naturalnie, inne typy łożysk hydrodynamicznych mogą być umieszczane wewnątrz uszczelnionej obudowy. Na przykład, uważa się, że łożyskowe płytki opisane w opisie patentowym US nr 4 676 668 są szczególnie dobrze dostosowane, aby je używać w uszczelnionej osłonie łożyskowzj.

Na fig. 42 przedstawiono konstrukcję, w której nieruchoma część 2 obudowy działa, jako zespół podtrzymujący dla indywidualnych płytek 420. Powierzchnie płytek 420 eą przystosowane do tego, aby podpierać płaską powierzchnię obrotowzj części 3 obudowy. Ponownie, obrotowa część 3 obudowy obraca się z wałem, względem nieruchomej części 2 obudowy. Tym sposobem, płytki 420 podpierają obciążenia wzdłużnz, działające na wał poprzez obrotową część obudowy.

W wypadku małych ilości, łożyska tutaj opisywane korzystnie wykonuje eię przy zastosowaniu obróbki wyładowaniami elektrycznemi lub metodami cięcia laserowego. Podwójne liniz, przedstawione na figurech, eą aktualnymi przebiegami drutu lub bzlki, zwykle mającej średnicę od 0,50-1,52 mm. Środek smarujący, który płynie drogami obróbki wyładowaniami elektrycznymi, działa, jako środek płynowego zwilżania, który zmniejsza drgania lub niestabilność przy częstotliwościach rezonansowych. W wyżej opisanych sytuacjach, gdy tworzy się ciągła walcowa membrana, tłumienie wykorzystuje postać tłumika tłokowego, przy czym taka

168 030 postać tłumienia ma cechy bardzo skutecznego tłumienia. Istotnym aspektem w tej budowie jest to, że długość konstrukcji podporowej oraz nastawiany kierunek tworzą ugięcie do wewnątrz, jak przedstawiono na fig. 3. Ponadto małe ugięcie płytek w kierunku działania obciążenia, jak przedstawiono na fig. 9, wytwarzają mimośrodowe zmiany, które dodatkowo poprawiają działanie robocze łożyska. Zaznacza się, że w Faires, Design of Machine Elements (oprofilowania, konstrukcje elementów maszynowych), odległość między środkiem łożyska a środkiem wału jest nazywana mimośrodem łożyska. Ta terminologia jest dobrze znana specjalistom projektowania łożysk. Za pomocą nowego podejścia do regulowania lub modyfikowania sztywności konfiguracji łożyskowej lub konstrukcji łożyskowej, a szczególnie belki, aby dostosować do szczególnego zadania łożyskowania, łatwo otrzymuje się optymalne działanie robocze. Najnowsza analiza komputerowa zademonstrowała, że zasadniczo można osiągnąć dowolną sztywność lub ugięcie.

Jak wyżej zaznaczono, kiedy wytwarza się małe serie lub prototypy łożysk według wynalazku, korzystnie łożyska wytwarza się metodami obróbki wyładowaniami elektrycznymi lub cięciem laserowym. Takie małe ilości lub prototypy są zwykle wykonywane z metalu. Gdy jednak zamierza się wykonać produkcję wielSoseryjną konkretnego łożyska, bardziej ekonomicznymi są inne metody produkcji, takie jak formowanie wtryskowe, odlewanie, matrycowe odlewanie metali proszkowych oraz wytłaczanie. Odnośnie takich metod produkcyjnych, może być bardziej ekonomiczne zastosowanie tworzyw sztucznych, materiałów ceramicznych, metali proszkowych lub materiałów kompozytowych, aby formować łożyska według wynalazku. Uważa się, że takie metody, jak formowanie wtryskowe, odlewanie, matrycowe odlewanie metali proszkowych ze spiekaniem i wytłaczaniem są dostatecznie dobrze znane i wobec tego te procesy nie muszą być tutaj szczegółowo opisywane. Ponadto uważa się, że po skonstruowaniu prototypowego łożyska, metoda wytwarzania formy lub podobnego urządzenia do produkcji masowej łożyska jest dobrze znana specjalistom w dziedzinie odlewania i formowania. Ponadto rozumie się, że tylko niektóre typy łożysk według wynalazku są przystosowane, aby były wytwarzane w dużych ilościach za pomocą wytłaczania. Ogólnie, są to łożyska, które tworzy się tylko za pomocą zastosowania obwodowych rowków oraz promieniowych i obwodowych nacięć lub szczelin, które rozmieszcza się osiowo na całym łożysku. Innymi słowami, łożyska te mają stały przekrój poprzeczny lub przekrój poprzeczny, który inaczej może być wytłaczany.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, stwierdzono, że szczególnie użyteczna przy produkcji średnich ilości jest metoda odlewania traconego wosku, na przykład przy ilościach mniejszych niż 5000 łożysk. Zgodnie z tą metodą wytwarzania, pierwszym krokiem procedury odlewania metodą traconego wosku jest wytworzenie łożyska prototypowego. Jak wyżej omawiano i niżej szczegółowo opisuje się, prototyp można wytwarzać wieloma sposobami, lecz jest korzystne wytwarzanie obróbką skrawaniem odcinka rury o grubych ścianach lub podobnego czopu walcowego. W wypadku większych łożysk, walcowy czop zwykle jest obrabiany przy zastosowaniu tokarki do wykonywania powierzchniowych i obwodowych rowków oraz frezarka do formowania osiowych i promieniowych otworów. Przy obróbce skrawaniem mniejszych walcowych czopów, ogólnie bardziej odpowiednie są takie technologie, jak cięcie strumieniem wodnym, laserowe oraz wyładowania elektryczne przy zastosowaniu drutu. W każdym z tych dwóch zastosowań czopy są jednak zwykle toczone i frezowane, aby wytwarzać większe rowki.

Po wykonaniu prototypowego łożyska, może być potrzebne badanie prototypu, aby potwierdzić, że łożysko działa w przewidywany sposób. W wyniku takiego badania może być konieczne modyfikowanie i poprawienie prototypu, aby otrzymać pożądane wyniki.

Po otrzymaniu zadowalającego prototypu, gumowa forma prototypu jest wykonywana. Zwykle, ta czynność obejmuje obudowanie prototypu stopioną gumą i pozostawienie tej gumy, aby utwardziła się i utworzyła formę gumową tego prototypu. Gumowe obudowanie prototypu jest następnie dzielone, a prototyp wyjmuje się, aby otrzymać otwartą gumową formę.

Po wykonaniu gumowej formy, jest ona zastosowana do wykonywania odlewu woskowego. Ta czynność zwykle obejmuje nalewanie stopionego wosku do formy gumowej i umożliwienie stwardnienia tego wosku, aby tworzyć odlew woskowy łożyska.

168 030

Po wykonaniu odlewu woskowego, jest on zastosowany do wykonania formy gipsowej. Czynność ta zwykle obejmuje obudowanie odlewu woskowego i nałożenie gipsu, przy czym umożliwia się stwardnienie gipsu wokół odlewu woskowego, tak aby tworzyć formę gipsową.

Następnie forma gipsowa może być zastosowana, aby wykonywać łożysko. Konkretnie, stopiony materiał łożyskowy, taki jak brąz, jest wlewany do gipsowej formy, tak aby topić i usuwać odlew woskowy z tej formy. Tym sposobem gipsowa forma zostaje napełniona stopionym materiałem łożyskowym oraz stopiony wosk jest usuwany z formy gipsowej.

Potem jak stopiony materiał łożyskowy twardnieje, gipsowa forma jest usuwana naokoło łożyska oraz łożysko zostaje tym sposobem uzyskane.

Ponieważ ta metoda produkcyjna pociąga za sobą utratę odlewu woskowego, jest ona znana pod nazwą odlewania metodą traconego wosku lub odlewaniem ofiarnym.

Mimo faktu, że metoda traconego wosku pociąga za sobą ponoszenie ofiary z odlewu woskowego oraz wytwarzanie zarówno formy gumowej, jak i formy gipsowej jest dosyć pracochłonne, metoda ta okazała się ekonomiczna przy średniej wielkości produkcji, na przykład przy produkcji mniejszej niż 5000jednostek określonego łożyska. Ekonomiczność tej procedury dla wymagań przy produkcji łożysk o mniejszej ilości wynika z faktu, że zastosowane w tej metodzie formy mogą być wytwarzane dużo taniej, niż złożona forma, potrzebna do formowania wtryskowego lub odlewania metalu proszkowego.

Jak wyżej zaznaczono, pierwsza czynność metody odlewania traconego wosku, a praktycznie w każdej metodzie, przy wytwarzaniu łożysk według wynalazku, stanowi wytworzenie prototypowego łożyska. Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, stosunkowo złożone łożyska poprzeczne i wzdłużne według wynalazku można formować przy zastosowaniu prostych technologii produkcyjnych. Stosuje się podobne technologie zarówno do łożysk wzdłużnych, jak i do łożysk poprzecznych.

Uwzględniając powyższe, uważa się, że wystarcza opisać sposób wytwarzania pojedynczego łożyska poprzecznego za pomocą obróbki i wytwarzania wyładowaniami elektrycznymi. Uważa się, że opis takiej produkcji pokazuje łatwość, zjaką stosunkowo złożone kształty łożyska według wynalazku mogą być uzyskiwane.

Każde łożysko początkowo ma postać walcowego półwyrobu, mającego walcowy otwór, jak przedstawiono na fig. 11A i 11B. Ten półwyrób następnie obrabia się, aby wykonać promieniowy rowek płynu smarującego, jak na fig. 12A oraz 120. Dla pewnych zastosowań, można dodatkowo obrabiać półwyrób, aby otrzymać powierzchniowe rowki, które korzystnie są rozmieszczone symetrycznie na promieniowych powierzchniach łożysk, jak przedstawiono na fig. 13 i 13B. Wykonanie takich powierzchniowych rowków przyczynia się ostatecznie do otrzymania łożyska, które daje się łatwo uginać skrętnie. Podczas gdy rowek na fig. 13A oraz 130 jest walcowy, można wykonywać zbieżne rowki, jak na fig. 14A oraz 14B. Jak niżej opisano, pozwala to otrzymać łożysko, które wykazuje lepsze cechy ugięcia ze względu na ukośne ustawienie liniowe belek podporowych. W tym kontekście, zaznacza się, że jest korzystne, aby podporowe belki, jak widać na fig. 14A, były zbieżne wzdłuż linii, które zbiegają się w punkcie bliskim środkowej linii wału. Zapewnia się tym sposobem, że elastyczność występuje wokół osi wału za pomocą utworzenia środka działania dla całego układu i takim sposobem, że płytki mogą regulować się odpowiednio do nieprostoliniowości wału. W istocie rzeczy, zbieżność podporowych belek powoduje, że łożysko działa sposobem podobnym do łożyska kulkowego za pomocą skupienia podporowych sił na jednym punkcie, wokół którego wał może obracać się we wszystkich kierunkach, aby korygować dowolną nieprostoliniowość. Strzałki na fig. 14A przedstawiają linie działania ugięcia.

Łożyska, które mają przekroje poprzeczne typu przedstawionego na fig. 12A i 14A, są szczególnie skuteczne co do utrzymywania płynu hydrodynamicznego. Jest tak dlatego, że płytka łożyskowa jest podparta blisko osiowych końców płytki łożyskowej i nie jest bezpośrednio podpierana środkowa część płytki łożyskowej. Za pomocą tej konstrukcji, płytka łożyskowa jest podpierana tak, aby odkształcać się pod działaniem obciążenia i tworzyć wklęsłą kieszeń zachowującą płyn, to znaczy środkowa część płytki łożyskowej ugina się promieniowo na zewnątrz. To znacznie zmniejsza przeciek płynu. Naturalnie, stopień tworzenia kieszeni zależy od względnych wymiarów płytki łożyskowej i konstrukcji podporowej. Można otrzymywać

168 030 większą kieszeń zachowującą płyn gdy wykonuje się powierzchnię cieńszej płytki łożyskowej oraz za pomocą podparcia powierzchni płytki na krańcowych osiowych końcach płytki łożyskowej.

Po właściwej obróbce walcowego półwyrobu, jak przedstawiono na fig. 12A oraz 120, fig. 13A oraz 13B, lub fig. 14A i 14B, tworzy się promieniowe i (lub) obwodowe szczeliny lub rowki wzdłuż promieniowej powierzchni obrabianego półwyrobu, aby określić płytki łożyskowe, podpory belkowe oraz obudowę. Na fig. 14C oraz 14D przedstawiono takie rowki, utworzone w obrobionym półwyrobie na fig. 14A oraz 14B. Przy wytwarzaniu małych ilości łożysk lub prototypów łożysk, aby stosować w konstrukcji formy, nacięcia lub szczeliny są korzystnie formowane za pomocą produkcji wyładowań elektrycznych lub przy pomocy lasera. Obrabianie walcowych półwyrobów, aby osiągnąć konfiguracje, jak przedstawiono na fig. 12A i 12B, fig. 13A i 13B, fig. 14A i 14B, albo podobny kształt można osiągnąć za pomocą konwencjonalnych obrabiarek, takich jak tokarka lub podobna.

Aczkolwiek powyższe omówienie jest konkretnie skierowane na łożyska poprzeczne, zasady te mają zastosowanie również do łożysk wzdłużnych. Na przykład, łożysko wzdłużne na fig. 15-18 może być wykonywane za pomocą obrabiania odcinka rury o grubych ścianach, aby wykonać promieniowo wewnętrzne i zewnętrzne rowki, powierzchniowe rowki, osiowe otwory skrośne, promieniowe nacięcia i skosy, przy czym określa się płytki łożyskowe i konstrukcję podporową.

Cechy działania roboczego łożysk według wynalazku pochodzą od względnego kształtu, rozmiaru, umieszczenia oraz cech materiałowych płytek łożyskowych i belkowych podpór, określonych skrośnymi otworami i nacięciami lub szczelinami, uformowanymi w obrabianym półwyrobie. Parametry te są w dużym stopniu wyznaczone wymiarami i umieszczeniem promieniowych obwodowych otworów skrośnych, nacięć lub szczelin, wykonanych w łożysku w połączeniu z kształtem obrabianego półwyrobu, w którym są wykonywane otwory lub szczeliny, aby otrzymać łożysko.

Jak wyżej zaznaczono, podczas gdy konstrukcja łożysk według wynalazku daje się bardzo łatwo rozumieć przez odniesienie do procesu obróbki, większe ilości korzystnie wytwarza się za pomocą metody odlewania traconego wosku według wynalazku oraz nawet jeszcze większe ilości produkcyjne łożysk uwzględniane według wynalazku mogą być bardziej ekonomicznie wytwarzane za pomocą formowania wtryskowego, odlewania, metalu proszkowego, odlewania kokilowego, wytłaczania lub podobnego sposobu wytwarzania.

Przy wytłaczaniu dużej ilości łożysk z walcowego półwyrobu podobnego do rury, można wykonywać promieniowe rowi płynu smarującego, jak przedstawiono na fig. 12A oraz 120 na długości rurowego walcowego półwyrobu przed wytłaczaniem. Jeśli jednak są pożądane powierzchniowe rowki w łożysku, mogą one być indywidualnie określane po przecięciu indywidualnych łożysk i oddzieleniu od wytłaczanego i obrabianego półwyrobu. Z tego powodu, wytłaczanie może nie być korzystną metodą wytwarzania łożysk, które wymagają powierzchniowych rowków, aby zwiększać elastyczność skrętną.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Łożysko hydrodynamiczne mające płytki łożyskowe umocowane na belce i uszczelnione do podpierania obrotowego wału, zawierające jednolity walcowy człon mający nacięcia i rowki, które tworzą liczne rozmieszczone obwodowo płytki łożyskowe oraz konstrukcję podporową, podpierającą każdą z tych płytek łożyskowych na wspólnej podstawie, przy czym każda płytka jest przystosowana pod wpływem oddziaływania tarcia i nacisku na powierzchnię płytki łożyskowej do wahań względem członu podporowego, przez co krawędzie spływu i krawędzie prowadzące płytki uginają się, tworząc klin zbieżny, znamienne tym, że jednolity człon walcowy łożyska jest umieszczony wewnątrz szczelinowej obudowy, która ma statyczną część obudowy (2) zamocowaną do wspólnej podstawy (10), obrotową część obudowy (3) umieszczoną pomiędzy wałem a płytkami łożyskowymi (12,32,40,132,632, 732,832) i przymocowaną do wału dla wspólnego z nim obrotu oraz wiele uszczelek (7), zapewniających płynoszczelność pomiędzy statyczną częścią obudowy (2) a obrotową częścią obudowy (3) dla uszczelnienia wnętrza obudowy.
2. 2. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że podporowa konstrukcja (14, 16,42,44, 46, 34, 36, 740, 837, 862) zawiera główną podporową część, drugorzędową podporową część oraz trzeciorzędową podporową część, a każda z tych podporowych części jest przystosowana do uginania się jedna względem drugiej, tak aby podpierać płytki łożyskowe (12, 32, 40, 132, 632, 732, 832) dla ruchu z sześcioma stopniami swobody.
3. 3. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że podporowa konstrukcja (14,16,42,44, 46,34,36,740, 837, 862) jest jednolita, zaś płytki łożyskowe (12,32,40,132, 632,732, 832) są scalone z tą konstrukcją podporową.
4. 4. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że płytki łożyskowe (12,32, 40,132,632, 732, 832) tworzą zbieżny klin mlędzy powierzchnią hfytkową a obudową, kiedy łożysko znajduja się w stanie spoczynku.
5. 5. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że ma główną oś, która jest zasadniczo równoległa do osi wału, zaś podporowa konstrukcja (14,16, 42,44,46,34,36,740,837,862) jest symetryczna wokół środka płytek łożyskowych, tak że łożysko pracuje^dwukierunkowo.
6. 6. Łożysko według zastrz. 2, znamienne tym, że główna podporowa część ma wiele belek, z których każda podpiera co najmniej jedną z płytek łożyskowych.
7. 7. Łożysko według zastrz. 2, znamienne tym, że drugorzędową podporowa część jest podzielona na wiele członów podobnych do belki.
8. 8. Łożysko według zastrz. 7, znamienne tym, że każdy z podobnych do belki członów drugorzędowej podporowej części podpiera co najmniej jeden z podobnych do belki członów głównej podporowej części.
9. 9. Łożysko według zastrz. 2, znamienne tym, że trzeciorzędowa podporowa część zawiera wiele obwodowych występów, umieszczonych promieniowo względem drugorzędowej podporowej części.
10. 10. Łożysko według zastrz. 9, znamienne tym, że co najmniej jeden z obwodowych występów jest podzielony na wiele członów podporowych podobnych do belki, umieszczonych promieniowo względem drugorzędowej podporowej części.
11. 11. Łożysko według zastrz. 2, znamienne tym, że główna podporowa część ma wiele belek podpierających każdą płytkę łożyskową.
12. 12. Łożysko według zastrz. 11, znamienne tym, że liczne belki podpierające każdą płytkę łożyskową w głównej podporowej części stanowią co najmniej dwie belki, które są umieszczone pod kątem względem siebie.

    168 030
13. 13. Łożysko według zastrz. 12, znamienne tym, że co najmniej dwie belki be głównej podporowej konstrukcji, dtórz eą umizeeceonz pod dątzm względem eizbiz, zbiegają eię du punktowi, umizeeceonzmu promizniowo na ezwnątre powizrechni płytki łoneedowzj.