Гідродинамічний підшипник ковзання

Корисна модель відноситься до галузі машинобудування та може використовуватися в якості опорних вузлів для високошвидкісних турбомашин та електродвигунів. Відомі конструкції гідродинамічних підшипників ковзання, в яких передбачені різноманітні заходи щодо створення оптимальних умов їх ковзання та демпфірування. Це досягається вибором раціональних геометричних співвідношень деталей підшипників, застосуванням спеціальних пружнодемпфірувальних елементів, забезпеченням оптимальних температурних режимів їх роботи [див. Радиальный подшипник для высокооборотных машин. Патент США №4385787. Опубл.31.05.83, т.1030, №5. МКИ F16С32/06; Охлаждаемый подшипник скольжения. Заявка №OS 3217892, ФРГ (DE). Опубл.в Б.И., 17.11.83, №46. МКИ F16С37/00 та ін.]. Прототипом корисної моделі є конструкція гідродинамічного підшипника ковзання [див. Гидродинамический подшипник скольжения. Заявка 3531720, ФРГ. Заявл.05.09.85, №Р3531720.5, опубл. в Б.И., 12.03.87. МКИ F16С33/10]. Конструкція складається з корпусної втулки, в яку із зазором входить шийка вала. В зазорі розміщені пружнодемпфірувальні елементи у вигляді рівномірно розташованих в коловому напряму гладких стрічок і хвилястих пружин. Стрічки і пружини закріплені у корпусній втулці за допомогою клинів, що мають форму ластівчиного хвоста і входять у поздовжні пази відповідного перерізу, виконаних у корпусній втулці. В коловому напряму стрічки перекривають хвилясті пружини. Недоліком наведеної конструкції є: 1. Складність виготовлення стрічок і пружин з певними пружними властивостями та їх установлення в корпусній втулці. 2. Обмежені демпфірувальні можливості пружнодемпфірувальних елементів. 3. Несприятливі умови для охолодження підшипника внаслідок наявності нерухомих трикутникових зон, утворених хвилястими пружинами. 4. Відсутність конструктивних заходів щодо осьового ущільнення підшипника. Задача корисної моделі полягає в спрощенні конструкції гідродинамічного підшипника ковзання, створенні сприятливих умов ковзання та демпфірування вала та забезпеченні оптимального температурного режиму роботи елементів підшипника. Для вирішення даної задачі в гідродинамічному підшипнику ковзання, який містить втулку, рівномірно розташовані в коловому напряму пружнодемпфувальні елементи та осьові ущільнення, кожен із пружнодемпфірувальних елементів складається з основи, на одну із поверхонь якої нанесено пружний дротовий ворс, та гладкої пружної стрічки, причому основа ворсу жорстко з'єднана з внутрішньою поверхнею втулки, а пружна стрічка вільно охоплює торцеву поверхню дротового ворсу і своєю язичковою частиною вставляється і жорстко кріпиться у відповідному похилому пазу, виконаному в тілі втулки; окрім того, втулка містить похилі канали підведення мастила в робочий зазор підшипника і в порожнини, що утворені основами пружнодемпфірувальних елементів і гладкими пружними стрічками, а також в осьових ущільненнях передбачені еластичні диски. Наявність в конструкції гідродинамічного підшипника ковзання пружнодемпфірувальних елементів запропонованої схеми, раціонально організоване змащування й охолодження дозволяє здійснити оптимальні умови для ковзання та демпфірування підшипника і підвищити його працездатність. На Фіг.1 зображено поперечний переріз гідродинамічного підшипника ковзання запропонованої конструкції; на Фіг.2 - розріз А-А на Фіг.1. Гідродинамічний підшипник ковзання складається з втулки 1, розміщеної в корпусі 2 підшипника, і в яку з певним зазором входить шийка вала 3, а також пружнодемпфірувальних елементів, вузлів кріплення та ущільнення. Пружнодемпфувальні елементи (в даному випадку їх передбачено три) рівномірно рознесені в коловому напряму, і кожен з них складається з основи 4, на якій закріплений пружний дротовий ворс 5, та гладкої пружної стрічки 6. Основа 4 пружнодемпфірувального елемента жорстко з'єднана з внутрішньою поверхнею втулки 1. В тілі втулки 1 виконано похилі пази (на Фіг.1 і 2 їх не позначено), в кожен з яких вставлено і жорстко закріплено своєю язичковою частиною 7 пружну стрічку 6. Решта частина стрічки вільно охоплює торцеву поверхню дротового ворсу 5. В конструкції підшипника передбачені осьові ущільнення. Кожне ущільнення складається з контактного кільця 8, еластичного диска 9 та притискного диска 10 і кріпиться за допомогою гвинтів 11 до втулки 2 підшипника. В корпусі 2 підшипника виконано канал 12, від якого за допомогою похилих каналів 13 і 14 мастило подається відповідно в робочий зазор 15 підшипника та в порожнини, що утворені основами 4 пружнодемпфірувальних елементів та пружними стрічками 6. Відпрацьоване мастило збирається в порожнинах 16, розташованих в торцевих частинах підшипника. В процесі роботи високошвидкісного механізму (наприклад, турбомашини або електродвигуна) шийка 3 вала підтримується у завислому стані за рахунок мастильного клина, що утворюється у робочому зазорі 15 гідродинамічного підшипника ковзання. Мастило під тиском подається від спеціальної системи в канал 12 корпусу 1 підшипника, а надалі в похилі канали 13 і 14, що виконані в тілі втулки 1. За допомогою каналів 13 забезпечується рівномірний розподіл мастила в робочий зазор 15, а каналів 14-у порожнини, що утворені основами 4 пружнодемпфірувальних елементів та пружними стрічками 6. Це забезпечує оптимальні умови для змащування робочих поверхонь підшипника та їх ефективне охолодження. Зусилля, що виникають в результаті циліндричних та конічних синхронних та асинхронних коливань осі вала, які генеруються при роботі високошвидкісних механізмів, сприймаються пружними стрічками 6 пружнодемпфірувальних елементів підшипника і передаються на пружний дротовий ворс 5. За наявності його демпфірувальної здатності енергія коливального руху розподіляється у просторі та переходить у теплову. Мастило, що знаходиться в порожнинах, заповнених дротовим ворсом, сповільняє деформацію пружнодемпфірувальних елементів і, відповідно, переміщення шийки 3 вала, в результаті чого зменшується амплітуда коливань. Можливі переміщення осі вала, також відслідковуються еластичними дисками осьових ущільнень.