Гідростатичний підшипник

Корисна модель належить до галузі машинобудування і може ефективно застосовуватися у шпиндельних опорах і направляючих металорізальних верстатів. Відомий гідростатичний підшипник з щілинним дроселем, який вбудований в шпиндельну опору й утворений зазором між корпусом і проточкою у втулці [див. Бушуев В.В. Гидростатическая смазка в станках. - 2-е издание, перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1989. - с.58]. Недоліком цього гідростатичного підшипника є те, що необхідно витримувати точні розміри зазорів і забезпечувати в процесі роботи тонке фільтрування робочої рідини для запобігання засміченню дроселюючих зазорів. Відомий також гідростатичний підшипник з внутрішнім взаємозворотним дроселюванням, в якому дроселювання робочої рідини відбувається в зазорах між додатковими приймаючими й несучими кишенями. Суттєвими недоліками цього гідростатичного підшипника є технологічна складність виготовлення, а також збільшення загальної площі зазорів, в яких відбувається додаткова втрата потужності на тертя. Крім того, на роботу такого підшипника суттєво впливає не співвісність й перекіс в опорі [див. Авторское свидетельство № СССР 112034. - 1968. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є гідростатичній підшипник з внутрішнім щілинним дроселем, який містіть корпус підшипника і запресовані в корпус щілинні втулки; при цьому дроселюючі щілини утворюються між поверхнею дроселя, який розташовується в кишені гідростатичного підшипника, і рухомою поверхнею шипа [див. Гордеев А.Ф., П узаков Ю.В. Гидростатические подшипники с внутренним дросселированием //Станки и инструмент. - №10. - 1983. - с.15-16]. Суттєвим недоліком цього гідростатичного підшипника є те, що при зміщенні під впливом зовнішньої сили шипа в напрямку кишені гідростатичного підшипника відбувається одночасне збільшення гідравлічного опору дроселя, що обумовлює малу статичн у жорсткість підшипника. Крім цього, для забезпечення стійкої роботи таких підшипників необхідно створювати високу точність взаємного положення поверхонь тертя. В основу корисної моделі поставлене завдання у відомому гідростатичному підшипнику шляхом зміни його конструкції отримати новий технічний результат, який полягає у зниженні вимог до необхідної точності взаємного положення поверхонь тертя і підвищенні статичної жорсткості гідростатичного підшипника. У відомому гідростатичному підшипнику, що містить шип, корпус підшипника, встановлені в корпус підшипника щілинні втулки, які утворюють з шипом дроселюючі щілини, згідно з запропонованою корисною моделлю щілинні втулки виконані з можливістю осьового руху, а в корпусі підшипника між щілинними втулками і регулювальними гвинтами встановлені тарілчасті пружини. На наведеному кресленні схематично показаний гідростатичний підшипник. На фіг. 1 схематично зображено повздовжній розріз гідростатичного підшипника. На фіг. 2 зображено розріз А-А по щілинній втулці. Дві частини 1 і 2 корпусу гідростатичного підшипника з кишенями 3 і 4 розташовані в корпусі 5. В отворах частин 1 і 2 корпусу гідростатичного підшипника встановлені з можливістю осьового руху щілинні втулки 6, які через тарілчасті пружини 7 підтискаються регулювальними гвинтами 8. Зовнішні кільцеві проточки 9 щілинних втулок 6 через отвори 10 з'єднані з напірною магістраллю насосної станції 11. Шип 12 в центральному положенні встановлюється власними поверхнями з зазорами Н відносно поверхонь частин 1 і 2 корпусу гідростатичного підшипника. При цьому зазори між торцевими поверхнями щілинних втулок 6 і поверхнями шипа 12 мають величину Нd У щілинних втулках 6 виконані центральні отвори 13 діаметром d0, які через радіальні отвори 14, зовнішні кільцеві проточки 9 і отвори 10 з'єднуються з напірною магістраллю насосної станції 11. В корпусі 5 виконані отвори 15 для доступу до регулювальних гвинтів 8. Гідростатичній підшипник працює таким чином. При навантаженні шипа 12 зовнішньою силою F він зміщується з положення О в положення О1. При цьому змінюються й зазори: Н - між поверхнями частин 1 і 2 корпусу гідростатичного підшипника і суміжними з ними поверхнями шипа 12; Hd - між торцями щілинних втулок 6 і поверхнями шипа 12, які для кишень 3 і 4 набувають відповідно значення h1, h2 і hd1, hd2. За рахунок зменшення зазору h1 на перемичках кишені 3 зростає гідравлічний опір витіканню з нього мастила і внаслідок цьому зростає тиск р 2. Це приводить до зміщення щілинної втулки 6 в кишені 3 в бік стиснення тарілчастої пружини 7 до положення рівноваги сил з боку стисненої тарілчастої пружини 7 і сили гідростатичного тиску мастила на торцеві поверхні щілинної втулки 6. Внаслідок збільшення зазору hd1 зменшується гідравлічний опір щілини hd1 на торці щілинної втулки 6, що веде до додаткового збільшення гідростатичного тиску р 1 і збільшення сили, яка діє на шип 12 з боку кишені 3 назустріч зовнішній силі F. Аналогічно в кишені 4 зміщення шипа 12 в положення О і веде до зменшення гідростатичного тиску р 2 і сили, яка діє на шип 12 з боку кишені 4 в бік дії зовнішньої сили F. Розглянутий механізм перерозподілу гідростатичних тисків р1 і р2 приводить, в залежності від величини жорсткості тарілчастих пружин 7, до повної або часткової компенсації зовнішньої сили F. Запропонована корисна модель дозволяє досягти нового технічного результату, що полягає у забезпеченні високої статичної жорсткості гідростатичного підшипника.