RU2425261C1

RU2425261C1 - Hydro-static bearing

Info

Publication number: RU2425261C1
Application number: RU2010116533/11A
Authority: RU
Inventors: Максим Валерьевич Брунгардт (RU); Максим Валерьевич Брунгардт; Яков Юрьевич Пикалов (RU); Яков Юрьевич Пикалов; Станислав Николаевич Шатохин (RU); Станислав Николаевич Шатохин; Юрий Анатольевич Пикалов (RU); Юрий Анатольевич Пикалов
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-07-27

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: hydro-static bearing consists of case with channel for lubricant pumping, of shaft, of movable bush with radial throttling channels, also, bush is located in cavity between case and shaft. Internal cylinder surface of the bush conjugated with the shaft forms a slit throttling gap. A cavity of constant pressure is formed between external cylinder surface of the movable bush and internal cylinder surface of the case. On end surfaces of the bush there are made circular lugs forming stepped slit throttling gaps with end surfaces of the case. ^ EFFECT: reduced losses of power for hydraulic friction. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков при использовании в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in radial bearings of the spindle assemblies of metal-cutting machines when both liquids and gases are used as a lubricating medium.

Известен гидростатический подшипник, содержащий корпус с кольцевым и радиальным каналами для нагнетания смазки, вал и подвижную втулку с радиальными каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор. На внешней цилиндрической поверхности втулки по обоим концам выполнены кольцевые выступы, образующие между корпусом и втулкой ступенчатый щелевой дросселирующий зазор. Радиальный канал в корпусе выполнен в виде расположенных по окружности дросселирующих отверстий или щелевого дросселирующего зазора и соединяет кольцевой канал, выполненный на наружной цилиндрической поверхности корпуса, со ступенчатым щелевым дросселирующим зазором. Радиальные каналы втулки выполнены дросселирующими (патент РФ №2298117, кл. F16C 32/06, 17/10, опубл. 2007 г.).A hydrostatic bearing is known, comprising a housing with annular and radial channels for injecting lubricant, a shaft and a movable sleeve with radial channels located in the cavity between the housing and the shaft and forming a slotted throttling clearance with the surface of the shaft. On the outer cylindrical surface of the sleeve, annular protrusions are made at both ends, forming a step gap slit throttling gap between the body and the sleeve. The radial channel in the housing is made in the form of throttling holes or a slotted throttling gap located around the circumference and connects an annular channel made on the outer cylindrical surface of the housing with a stepped slotted throttling gap. The radial channels of the sleeve are throttling (RF patent No. 2298117, CL F16C 32/06, 17/10, publ. 2007).

Наиболее близким аналогом изобретения является подшипник, содержащий корпус с радиальным каналом, сообщенным с источником нагнетания смазки, вал и подвижную втулку, находящуюся в полости между корпусом и валом и образующую с поверхностью вала щелевой дросселирующий зазор. В средней плоскости подшипника с внешней стороны втулки выполнен кольцевой канал, сообщенный с источником нагнетания смазки. Внешняя цилиндрическая поверхность втулки имеет по обоим концам кольцевые выступы и образует с корпусом ступенчатый дросселирующий зазор. Между корпусом и валом и между торцевыми поверхностями втулки и корпусом образованы щелевые дросселирующие зазоры. В средней части подвижной втулки между кольцевым каналом и щелевым дросселирующим зазором, разделяющим вал и подвижную втулку, выполнен щелевой зазор, являющийся демпфирующим дросселем. Щелевые дросселирующие зазоры между поверхностями подвижной втулки и корпуса, сопряженные с поверхностью вала, образуют дросселирующую щель ступенчатой формы (патент РФ №2262622, кл. F16C 17/18, 32/06, опубл. 2005 г.).The closest analogue of the invention is a bearing containing a housing with a radial channel in communication with a lubricant injection source, a shaft and a movable sleeve located in the cavity between the housing and the shaft and forming a slotted throttle clearance with the shaft surface. In the middle plane of the bearing, an annular channel is made on the outside of the sleeve, in communication with the lubricant injection source. The outer cylindrical surface of the sleeve has annular protrusions at both ends and forms a stepped throttling gap with the housing. Between the housing and the shaft and between the end surfaces of the sleeve and the housing, slotted throttling gaps are formed. In the middle part of the movable sleeve between the annular channel and the slotted throttling gap separating the shaft and the movable sleeve, a slotted gap is formed, which is a damping choke. Slotted throttling gaps between the surfaces of the movable sleeve and the housing, paired with the shaft surface, form a throttling gap of a stepped form (RF patent No. 2262622, class F16C 17/18, 32/06, publ. 2005).

Недостатками подшипников являются увеличенные фрикционные потери мощности на гидравлическое трение в щелевом дросселирующем зазоре и низкая технологичность изготовления, обусловленная высокой точностью обработки цилиндрических поверхностей.The disadvantages of the bearings are increased frictional power losses due to hydraulic friction in the slotted throttling clearance and low manufacturability due to the high precision machining of cylindrical surfaces.

Техническим результатом изобретения является снижение потерь мощности на гидравлическое трение.The technical result of the invention is to reduce power losses due to hydraulic friction.

Задача для решения технического результата достигается тем, что в гидростатическом подшипнике, содержащем корпус с каналом для нагнетания смазки, вал, подвижную втулку с радиальными дросселирующими каналами, находящуюся в полости между корпусом и валом, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки, сопряженная с валом, образует щелевой дросселирующий зазор, согласно изобретению между наружной цилиндрической поверхностью подвижной втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса образована полость постоянного давления, на торцевых поверхностях втулки выполнены кольцевые выступы, образующие с торцевыми поверхностями корпуса ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры.The problem for solving the technical result is achieved in that in a hydrostatic bearing comprising a housing with a channel for injecting lubricant, a shaft, a movable sleeve with radial throttling channels located in the cavity between the housing and the shaft, the inner cylindrical surface of the sleeve mating with the shaft forms a gap throttling gap according to the invention between the outer cylindrical surface of the movable sleeve and the inner cylindrical surface of the housing is formed by a cavity of constant pressure On the end surfaces of the sleeve, annular protrusions are made, forming step slotted throttling gaps with the end surfaces of the housing.

На чертеже показан продольный разрез гидростатического подшипника.The drawing shows a longitudinal section of a hydrostatic bearing.

Гидростатический подшипник состоит из корпуса 1, вала 2 и подвижной втулки 3. В корпусе 1 для подвода смазки имеется канал 4, который сообщается с источником нагнетания смазки (на чертеже не показан). Между сопряженными поверхностями подвижной втулки 3 и вала 2 образован щелевой дросселирующий зазор 5. Наружная цилиндрическая поверхность подвижной втулки 3 и внутренняя цилиндрической поверхностью корпуса 1 образуют полость 6 постоянного давления. Во втулке 3 выполнены радиальные дросселирующие каналы 7, соединяющие полость 6 постоянного давления с щелевым дросселирующим зазором 5. Для обеспечения осевой стабилизации подвижной втулки 3 на ее торцевых поверхностях выполнены кольцевые выступы 8, образующие с торцевыми поверхностями корпуса 1 ступенчатые щелевые дросселирующие зазоры 9. Цилиндрические поверхности вала 2 и корпуса 1 формируют щелевой дросселирующий зазор 10.The hydrostatic bearing consists of a housing 1, a shaft 2 and a movable sleeve 3. In the housing 1 for supplying lubricant there is a channel 4, which communicates with the source of injection of lubricant (not shown). A slotted throttling gap 5 is formed between the mating surfaces of the movable sleeve 3 and the shaft 2. The outer cylindrical surface of the movable sleeve 3 and the inner cylindrical surface of the housing 1 form a cavity 6 of constant pressure. Radial throttling channels 7 are made in the sleeve 3, connecting the constant pressure cavity 6 with a slotted throttling gap 5. To ensure axial stabilization of the movable sleeve 3, annular protrusions 8 are formed on its end surfaces, forming stepwise slotted throttling gaps 9 with the end surfaces of the housing 9. Cylindrical surfaces the shaft 2 and the housing 1 form a slotted throttling gap 10.

Подшипник работает следующим образом.The bearing operates as follows.

Нагрузки, действующие на вал 2, увеличивают (уменьшают) давление смазки в нагруженной (разгруженной) области несущего слоя, образованного щелевым дросселирующим зазором 10, изменение давлений передается в щелевой дросселирующий зазор 5, который является управляющим сопротивлением. При этом подвижная втулка 3 смещается в направлении действия нагрузки, уменьшая (увеличивая) управляющее сопротивление и увеличивая (уменьшая) поступление смазки в нагруженную (разгруженную) область несущего слоя. В результате появившейся дополнительной разности давлений в нагруженной и разгруженной областях несущего слоя вал 2 смещается в направлении, противоположном действию нагрузки, чем обеспечивается отрицательная податливость подшипника. Полость постоянного давления 6, в сравнении с щелевой дросселирующей щелью в аналоге (патент РФ №2262622), характеризуется меньшими потерями мощности на гидравлическое трение, а отсутствие необходимости обработки с высокой точностью цилиндрических поверхностей подвижной втулки 3 и корпуса 1, образующих полость 6 постоянного давления, повышает технологичность изготовления подшипника.The loads acting on the shaft 2 increase (decrease) the lubricant pressure in the loaded (unloaded) region of the bearing layer formed by the slotted throttling gap 10, the pressure change is transmitted to the slotted throttling gap 5, which is the control resistance. In this case, the movable sleeve 3 is displaced in the direction of the load, decreasing (increasing) the control resistance and increasing (decreasing) the flow of lubricant into the loaded (unloaded) region of the carrier layer. As a result of the additional pressure difference in the loaded and unloaded areas of the bearing layer, the shaft 2 is displaced in the opposite direction to the load, which ensures negative bearing compliance. The constant pressure cavity 6, in comparison with the slotted throttling slot in the analogue (RF patent No. 2262622), is characterized by lower hydraulic friction power losses, and the absence of the need for high precision machining of the cylindrical surfaces of the movable sleeve 3 and the housing 1, forming a constant pressure cavity 6, improves the manufacturability of the bearing.

Claims

A hydrostatic bearing comprising a housing with a channel for injecting lubricant, a shaft, a movable sleeve with radial throttling channels located in the cavity between the housing and the shaft, while the inner cylindrical surface of the sleeve mating with the shaft forms a slotted throttling gap, characterized in that between the outer a constant pressure cavity is formed by the cylindrical surface of the movable sleeve and the inner cylindrical surface of the housing, annular protrusions are made on the end surfaces of the sleeve, about step slotted throttle clearances that strike the end surfaces of the housing.