Гідростатичний підшипник з автоматичним накачуванням

Номер патенту: 108375

Опубліковано: 27.04.2015

Автори: Войтковскі Томас К., мол., Осгуд Пітер Н.

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система для використання у гідростатичному підшипнику прокатного стану для усунення ламінарного потоку масла, який проходить по дотичній між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету, при цьому згадана система містить:

обмежувальні поверхні, які виконані з можливістю об'єднання із згаданою манжетою і згаданим вкладишем для формування кільцевої порожнини, передбаченої для приймання згаданого ламінарного потоку масла;

лопатки, які входять у згадану порожнину і виконані з можливістю обертання із згаданою манжетою із швидкістю останньої для, таким чином, подачі згаданого масла навколо згаданої порожнини; і

випускний канал, який по дотичній сполучений із згаданою порожниною для видалення масла, яке подається навколо згаданої порожнини шляхом обертання згаданих лопаток, при цьому розмір згаданого випускного каналу по відношенню до об'єму масла, прийнятого у згаданій порожнині, є таким, що згадана порожнина залишається заповненою маслом під час обертання згаданих лопаток.

2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що згадана манжета встановлена на шийці валика і при цьому згадані обмежувальні поверхні частково сформовані пружним насадковим ущільненням, також встановленим на шийці валика для обертання з ним.

3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що згаданий вкладиш закріплений в корпусі підшипника і згадані обмежувальні поверхні частково сформовані ущільнювальним торцевим кільцем, яке оточене згаданим насадковим ущільненням і прикріплене до згаданого корпуса підшипника.

4. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково сформовані кільцем, яке прикріплене до згаданого ущільнювальною торцевого кільця і встановлене в корпусі підшипника.

5. Система за п. 4, яка відрізняється тим, що згаданий випускний канал сформований у згаданому кільці.

6. Система за п. 4 або п. 5, яка відрізняється тим, що згадані лопатки розташовані на згаданому насадковому ущільненні для обертання з ним.

7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково сформовані ущільнювальним кільцем, прикріпленим до згаданої манжети для обертання з нею.

8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково обмежені кільцем, прикріпленим до згаданого вкладиша, при цьому згадане кільце розташоване на радіальній відстані від згаданого ущільнювального кільця для формування між собою зазору.

9. Система за п. 8, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково сформовані гнучким манжетним ущільненням, яке розташоване у згаданому зазорі і прикріплене до згаданого кільця.

10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що згаданий випускний канал сформований у згаданому кільці.

11. Система за будь-яким з пп. 7-10, яка відрізняється тим, що згадані лопатки розташовані на згаданій манжеті для обертання з нею.

12. Система для використання у гідростатичному підшипнику прокатного стану за п. 1, у якому масло вводять між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету, і у якому таким чином введене масло виходить по дотичній з внутрішнього і зовнішнього кінців згаданого підшипника у формі ламінарних потоків, при цьому згадана система містить:

обмежувальні поверхні, які виконані з можливістю об'єднання із згаданою манжетою і згаданим вкладишем для формування кільцевої внутрішньої і зовнішньої порожнин, передбачених, відповідно, для приймання тангенціальних вихідних ламінарних потоків масла з внутрішнього і зовнішнього кінця згаданого підшипника;

лопатки, які входять у згадані порожнини і виконані з можливістю обертання із згаданою манжетою із швидкістю останньої для, таким чином, подачі масла, прийнятого у згаданих порожнинах, навколо згаданих порожнин;

і випускні канали, які по дотичній сполучені із згаданими порожнинами для видалення масла, яке подається навколо згаданих порожнин шляхом обертання згаданих лопаток, при цьому розмір згаданого випускного каналу по відношенню до об'єму масла, прийнятого у згаданій камері, є таким, що згадана порожнина залишається заповненою маслом під час обертання згаданих лопаток.

13. Спосіб усунення у гідростатичному підшипнику прокатного стану ламінарного потоку масла, який проходить по дотичній між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету, у якому:

приймають ламінарний потік масла в кільцевій порожнині;

обертально подають масло навколо згаданої порожнини зі швидкістю згаданої обертової манжети; і

одночасно видаляють масло по дотичній із згаданої порожнини з такою інтенсивністю, що згадана порожнина залишається заповненою маслом.

Текст

Реферат: Описується система для застосування у гідростатичному підшипнику (10) прокатного стану для усунення ламінарного потоку масла, яке протікає по дотичній між обертовою манжетою (12) і нерухомим вкладишем (18), який оточує манжету (12). Система містить обмежувальні поверхні, які об'єднуються з манжетою (12) і вкладишем (18) для формування кільцевої порожнини (40а), передбаченої для приймання вихідного ламінарного потоку масла. Лопатки (42) входять в порожнину (40а) і здатні обертатися з манжетою (12) з швидкістю останньої для, таким чином, подачі масла навколо кільцевої порожнини (40а). Випускний канал (44) сполучається по дотичній з кільцевою порожниною (40а) для видалення масла, яке подається навколо порожнини (40а) шляхом обертання лопаток (42). Відношення розміру випускного каналу (44) до об'єму масла, прийнятого в кільцевій порожнині (40а), є таким, що порожнина (40а) залишається заповненою маслом під час сталої роботи підшипника (10). UA 108375 C2 (12) UA 108375 C2 UA 108375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область винаходу. Цей винахід відноситься до системи для застосування у гідростатичному підшипнику прокатного стану для усунення ламінарного потоку масла, яке подається по дотичній між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету. Опис попереднього рівня техніки. В типовому гідростатичному підшипнику прокатного стану, манжета оточує шийку прокатного валика і здатна обертатися з нею. Манжета прикріплена до шийки прокатного валика для обертання у нерухомому вкладиші, який встановлений в корпусі підшипника. Манжета і вкладиш мають такі розміри, що формують між собою зазор. Під час роботи, масло безперервно вводиться в зазор, де воно шляхом обертання перетворюється на гідродинамічно збережувану плівку між манжетою і вкладишем на ділянці навантаження підшипника. Ламінарні потоки масла виходять по дотичній з кожного кінця підшипника і потрапляють в маслозбірники, з яких масло видаляють завдяки силі тяжіння для фільтрування і охолодження перед повторною подачею його назад в підшипники. Недолік цієї системи полягає в тому, що вимагаються дренувальні канали великого діаметра для приймання безнапірного потоку масла, який виходить з підшипників. Ці дренувальні канали займають надмірно великий зовнішній простір і, таким чином, шкідливо впливають на загальний розмір підшипника. Також необхідно приділити увагу належному розташуванню дренувальних каналів з кроками, передбаченими для перешкоджання поверненню масла назад в маслозбірники і переповненню їх. Короткий опис винаходу Загалом кажучи, задачею представленого винаходу є використання кінетичної енергії обертових компонентів підшипника для викачування масла з нього. Оскільки масло видаляється примусово, то можуть використовуватися менші дренувальні канали для керуванням вихідним потоком масла без потреби у збереженні кроків розташування дренувальних каналів, необхідних для приймання безнапірного потоку. Ці та інші ознаки і переваги представленого винаходу будуть далі описуватися в деталях з посиланням на супровідні креслення. Короткий опис креслень: Фігура 1 зображає вид поздовжнього перерізу системи, яка втілює гідростатичний підшипник прокатного стану у відповідності з представленим винаходом; Фігура 2 зображає збільшений вид обведеної колом ділянки "А" з Фігури 1; Фігура 3 зображає вид в перспективі насадкового ущільнення, зображеного на Фігурах 1 і 2; Фігура 4 зображає вид поперечного перерізу системи, яка втілює гідростатичний підшипник згідно з представленим винаходом; Фігура 5 зображає збільшений вид обведеної колом ділянки "В" з Фігури 1; Фігура 6 зображає вид поперечного перерізу, який схематично показує обертову манжету, оточену нерухомим вкладишем; Фігура 6А зображає збільшений вид обведеної колом ділянки, зображеної на Фігурі 6, яка схематично показує профіль швидкості ламінарного потоку масла, який проходить між манжетою і вкладишем; і Фігура 7 зображає вид перерізу, виконаного вздовж лінії 7-7 з Фігури 2, який схематично показує профіль швидкості потоку масла, яке викачується з підшипника обертовими лопатками представленого винаходу. Детальний опис винаходу. Посилаючись спочатку на Фігуру 1, бачимо, що гідростатичний підшипник прокатного стану головним чином позначений позицією 10. Підшипник містить манжету 12, прикріплену до конічної шийки 14 валика 16. Манжета закріплена на шийці валика для обертання у нерухомому вкладиші 18, який міститься в корпусі 20 підшипника. Манжета і вкладиш мають такі розміри, щоб формувати між собою зазор "G". Під час роботи, масло безперервно вводять в зазор, де воно обертальним чином перетворюється манжетою в гідродинамічно збережувану плівку між нею і вкладишем на ділянці навантаження підшипника. Ламінарні потоки масла виходять по дотичній з протилежних кінців підшипника. Ущільнювальні елементи 22а, 22b відповідно розташовані на внутрішньому і зовнішньому кінцях підшипника. Додатково посилаючись на Фігуру 2, можна побачити, що внутрішній ущільнювальний елемент 22а містить гнучке і пружне насадкове ущільнення 24, встановлене на конічній частині 14 валика для обертання з нею і манжетою 12. Насадкове ущільнення оточує ущільнювальне торцеве кільце 26, прикріплене до корпуса 20 підшипника. В традиційних підшипниках, ламінарний потік масла, який проходить по дотичній між манжетою і вкладишем, потрапляє в маслозбірник 28а, з якого він випускається під дією сили 1 UA 108375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 тяжіння. Як можна побачити з Фігур 6 і 6А, масло, яке виходить із зазору G, має швидкість Vs манжети на поверхні манжети і нульову швидкість Vo на поверхні вкладиша. Цей профіль швидкості має середню швидкість Vs/2. Однак, у представленому винаході кільце 30 з'єднане з ущільнювальним торцевим кільцем 26 і встановлене в корпусі 20 підшипника. Фланці 32 на насадковому ущільненні герметично контактують з ділянками 34 ущільнювального торцевого кільця, а маслобійне кільце 36 на насадковому ущільненні герметично контактує з кільцевим виступом 38 на кільці 30. Обмежувальні поверхні, сформовані маслобійним кільцем 36, кільце 30 і корпус 20 підшипника об'єднуються з манжетою 12 і вкладишем 18 для формування кільцевої внутрішньої порожнини 40а, ізольованої від маслозбірника 28а і передбаченої для приймання ламінарного потоку масла, який виходить по дотичній із зазору G між манжетою і вкладишем. Лопатки 42 входять в порожнину 40а. Як можна найкраще побачити, додатково посилаючись на Фігуру 3, лопатки 42 розташовані через певні проміжки по коловому периметру насадкового ущільнення 24. Як зображено на Фігурі 4, кільце 30 містить випускний канал 44, який по дотичній сполучається з кільцевою порожниною 40а. Шланг 46 з'єднаний з випускним каналом 44 і веде до зовнішньої частини підшипника для з'єднання з традиційною системою змащування прокатного стану (не зображена). Випускний канал 44 має такі розміри по відношенню до об'єму масла, яке приймається в кільцевій порожнині 40а, що, під час сталого режиму роботи, така порожнина залишається заповненою маслом. Як відмічено попередньо, як насадкове ущільнення 24 так і манжета 12 встановлені і обертаються з шийкою 14 валика. Таким чином, лопатки 42, розташовані на насадковому ущільненні 24, обертаються з манжетою зі швидкістю останньої. Як схематично зображено на Фігурі 7, на ділянці поперечного перерізу кільцевої порожнини 40а, у яку входять лопатки 42, швидкість таким чином подаваного масла утримується рівною швидкості Vs манжети. Порівняно з відносно помірним рівнем енергії, одержуваної з профілю швидкості традиційної конструкції, зображеної на Фігурі 6А, покращений профіль швидкості представленого винаходу надає значно вищий рівень енергії, який служить для ефективного прокачування масла навколо порожнини 40а і з неї за допомогою випускного каналу 44. Посилаючись на Фігуру 5, буде видно, що подібна конструкція надається ущільнювальним елементом 22b на зовнішньому кінці підшипника. Тут кільцева зовнішня порожнина 40b формується обмежувальними поверхнями на кільці 48, яке розташоване між вкладишем 18 і корпусом 20 підшипника, кільцем 50, прикріпленим до манжети 12, і манжетним ущільненням 52, розташованим на кільці 48. Лопатки 42 прикріплені і радіально виступають з манжети 12 в порожнину 40b. Хоча це не зображено, слід розуміти, що кільце 48 має зовнішній випускний канал, подібний до внутрішнього випускного каналу, позначеного позицією 44 на Фігурі 4. Зовнішній випускний канал сполучається по дотичній із зовнішньою порожниною 40b і з'єднаний з другим шлангом 58 (зображений на Фігурі 1). Таким чином, буде видно, що лопатки 42 служать для використання кінетичної енергії обертання вибраних компонентів підшипника (наприклад, насадкового ущільнення 24 на внутрішньому кінці і манжети 18 на зовнішньому кінці) для виконання прокачування, яке примусово видаляє масло з кільцевих порожнин 40а, 40b. Як відмічено вище, скоріше примусово видаляючи масло, ніж покладаючись на безнапірний потік, можуть використовуватися і стратегічно розташовуватися без збереження кроків розташування дренувальні канали меншого діаметра. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Система для використання у гідростатичному підшипнику прокатного стану для усунення ламінарного потоку масла, який проходить по дотичній між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету, при цьому згадана система містить: обмежувальні поверхні, які виконані з можливістю об'єднання із згаданою манжетою і згаданим вкладишем для формування кільцевої порожнини, передбаченої для приймання згаданого ламінарного потоку масла; лопатки, які входять у згадану порожнину і виконані з можливістю обертання із згаданою манжетою із швидкістю останньої для, таким чином, подачі згаданого масла навколо згаданої порожнини; і випускний канал, який по дотичній сполучений із згаданою порожниною для видалення масла, яке подається навколо згаданої порожнини шляхом обертання згаданих лопаток, при цьому розмір згаданого випускного каналу по відношенню до об'єму масла, прийнятого у згаданій 2 UA 108375 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 порожнині, є таким, що згадана порожнина залишається заповненою маслом під час обертання згаданих лопаток. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що згадана манжета встановлена на шийці валика і при цьому згадані обмежувальні поверхні частково сформовані пружним насадковим ущільненням, також встановленим на шийці валика для обертання з ним. 3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що згаданий вкладиш закріплений в корпусі підшипника і згадані обмежувальні поверхні частково сформовані ущільнювальним торцевим кільцем, яке оточене згаданим насадковим ущільненням і прикріплене до згаданого корпуса підшипника. 4. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково сформовані кільцем, яке прикріплене до згаданого ущільнювальною торцевого кільця і встановлене в корпусі підшипника. 5. Система за п. 4, яка відрізняється тим, що згаданий випускний канал сформований у згаданому кільці. 6. Система за п. 4 або п. 5, яка відрізняється тим, що згадані лопатки розташовані на згаданому насадковому ущільненні для обертання з ним. 7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково сформовані ущільнювальним кільцем, прикріпленим до згаданої манжети для обертання з нею. 8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково обмежені кільцем, прикріпленим до згаданого вкладиша, при цьому згадане кільце розташоване на радіальній відстані від згаданого ущільнювального кільця для формування між собою зазору. 9. Система за п. 8, яка відрізняється тим, що згадані обмежувальні поверхні частково сформовані гнучким манжетним ущільненням, яке розташоване у згаданому зазорі і прикріплене до згаданого кільця. 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що згаданий випускний канал сформований у згаданому кільці. 11. Система за будь-яким з пп. 7-10, яка відрізняється тим, що згадані лопатки розташовані на згаданій манжеті для обертання з нею. 12. Система для використання у гідростатичному підшипнику прокатного стану за п. 1, у якому масло вводять між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету, і у якому таким чином введене масло виходить по дотичній з внутрішнього і зовнішнього кінців згаданого підшипника у формі ламінарних потоків, при цьому згадана система містить: обмежувальні поверхні, які виконані з можливістю об'єднання із згаданою манжетою і згаданим вкладишем для формування кільцевої внутрішньої і зовнішньої порожнин, передбачених, відповідно, для приймання тангенціальних вихідних ламінарних потоків масла з внутрішнього і зовнішнього кінця згаданого підшипника; лопатки, які входять у згадані порожнини і виконані з можливістю обертання із згаданою манжетою із швидкістю останньої для, таким чином, подачі масла, прийнятого у згаданих порожнинах, навколо згаданих порожнин; і випускні канали, які по дотичній сполучені із згаданими порожнинами для видалення масла, яке подається навколо згаданих порожнин шляхом обертання згаданих лопаток, при цьому розмір згаданого випускного каналу по відношенню до об'єму масла, прийнятого у згаданій камері, є таким, що згадана порожнина залишається заповненою маслом під час обертання згаданих лопаток. 13. Спосіб усунення у гідростатичному підшипнику прокатного стану ламінарного потоку масла, який проходить по дотичній між обертовою манжетою і нерухомим вкладишем, який оточує манжету, у якому: приймають ламінарний потік масла в кільцевій порожнині; обертально подають масло навколо згаданої порожнини зі швидкістю згаданої обертової манжети; і одночасно видаляють масло по дотичній із згаданої порожнини з такою інтенсивністю, що згадана порожнина залишається заповненою маслом. 3 UA 108375 C2 4 UA 108375 C2 5 UA 108375 C2 6 UA 108375 C2 7 UA 108375 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Self pumping oil film bearing

Автори англійською

Wojtkowski, Thomas, C., Jr., Osgood, Peter, N.

Автори російською

Войтковски Томас К., мл., Осгуд Питер Н.

МПК / Мітки

МПК: F16C 33/10, B21B 31/07, F16C 13/02

Мітки: накачуванням, підшипник, автоматичним, гідростатичний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-108375-gidrostatichnijj-pidshipnik-z-avtomatichnim-nakachuvannyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Гідростатичний підшипник з автоматичним накачуванням</a>

Подібні патенти