NO132702B - - Google Patents

Abstract

Fluidumsmurt lager.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fluidumsmurt

lager for anvendelse for spindelen i verktøymaskiner og lig-

nende .

Sammenlignet med et glidelager har et hydrostatisk

lager som utnytter det hydrostatiske trykk i en væske under trykk, fordelene av at der ikke finnes noen metall-til-metall kontakt mellom akselen og lagermetallet, og at akselen kan rotere stabilt og med høy hastighet på grunn av at den flyter og bæres på en væskefilm i et større mellomrom.

Ved en på fig. 1-3 vist, typisk tidligere ut-

førelse av et hydrostatisk lager er et antall væskelommer eller hulrom 3a - 3d jevnt fordelt i omkretsretningén og foru-

met i lagermetallets 1 lagerflate 2, idet væske under trykk Slippes inn.i disse lommer gjennom ventiler 4a - 4d. Trykk-

væsken i lommene 3a - 3d flyter ut fra lommene gjennom mellomrom eller klaringer mellom lagerflaten og akselen 5 og inn i utløpsspor; 7a - 7d anordnet mellom ved siden av hinnannen lig-

gende lommer, hvoretter væsken tømmes ut i et ikke vist reservoar gjennom omkretsspor 8a og 8b som står i forbindelse med utløpssporenes motsatte ender.

Når det f.eks. gjelder lommen 3a er denne omgitt

av spor 7a, 7d og 8a, 8b og et rektangulært opphøyet område 2a finnes mellom lommen og sporene, ved hvilket klaringen mel-

lom akselen og lagerflaten 2 er liten, se fig. 3. Områdets 2a indre flate er bueformet og omgir akselens ytre periferi med liten klaring eller mellomrom og trykkvæske flyter ut av lom-

men 3a i alle retninger, som vist med piler på fig. 3, og inn i omgivende spor 7d, 7b og 8a, 8b, således at fordelingen av det statiske trykk er ensartet i lommen, men avtar til atmosfære-trykk i retning mot de omgivende spor. Ytterligere lommer 3b,

3c og 3d er anordnet med lignende områder hhv. 2b, 2c og 2d.

Lagerflaten er således utformet med et antall adskilte væskelommer uten hulrom som omgis a,v ved et antall utløpsspor adskilte områder. Hvis akselen 5. forskyves radialt, virker områdene 2a - 2d til å skape motstand mot utstrømning av trykkvæske for å øke det hydrostatiske trykk i lommene på den side hvor klaringen mellom akselen og lagermetallet 1 øker, for å, tilveiebringe en trykkforskjell mellom de lommer, i hvilke klaringen har øket, og de lommer i hvilke klaringen har minket,

og derved korrigere akselens avvikelse.

Nåværende typer av hydrostatiske lagre med den oven-

for beskrevne konstruksjon må med hensyn til utformingen gran-skes på følgende punkter. Det er vanlig å utforme områdene således at 1^ = 12 (aksial bredde) og 13 = 14 (omkretsbredde)

som vist på fig. 3. Når en radiell belastning F^^ påføres ak-

selen ved den på fig. 2 viste venstre side, vil sentralaksen ved denne utforming helle, således at klaringen ved akselens overside øker fra h til h1 på belastningssiden, mens den minker fra h til h2 på den ubelastede side. Da forskyvningen fra h til t*2 imidlertid er meget liten, er den variasjon i utstrømmende væskemengde, som forårsakes av variasjonen i klaringen under belastning, størst ved det områdes belastningssidedeler som har en bredde på 1^ eller men da 1^ = I2» er den strømmengde som passerey forbi områdedelene med tykkelsen 11 eller 12

under ubelastet tilstand, forholdsvis liten under hensyntagen til den samlede mengde. Følgelig er den av akselens avvikelse forårsakede variasjon i lagertrykket forholdsvis liten. Det er således nødvendig å forstørre lagerflatens areal for å øke det hydrostatiske lagers stabilitet.

Formålet med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe

et hydrostatisk lager, ved hvilket lagertrykkets variasjon kan økes for å forbedre lagerets stabilitet når akselen avviker eller heller.

Oppfinnelsen angår således et fluidumsmurt lager for lagring av en roterende aksel M-5") som er utsatt for radial belastning ved lager ei;a ene "ende, omfattende et antall i lagerflaten i lagerets omkretsretning fordelte fluidumlommer som hver er i forbindelse med en innløpsport for tilførsel av fluidum under trykk gjennom en strupeinnretning, og et antall opphøyede lagerflatepartier som omgir fluidumlommene, og hvor der er liten klaring mellom akselflaten og lagerflaten på de opphøyede lagerflatepartier. Det særegne ved oppfinnelsen er at ytter-

ligere opphøyede lagérflatepartier er anordnet jevnt fordelt i omkretsretningen i de nevnte lommer på den side av lommene som ligger nærmest lagerets belastede ende, at hvert av de opphøyede lagerflatepartier er utført med i det minste én utløpsport for utløp av fluidet under trykk, og at den aksiale bredde av de opphøyede lagerflatepartier som omgir lommene, er utført smalere på lagerets belastede side enn den aksiale bredde av de forhøyede lagerflatepartier på den ikke belastede side.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

under henvisning til tegningene, hvis flg. 1 viser i lengdesnitt et ikke belastet konvensjonelt hydrostatisk lager, fig. 2

viser lageret i fig. 1 i belastet tilstand og fig. 3 viser skjematisk bæreflaten i det hydrostatiske lager på fig. 1 og

2f fig. 4 viser i lengdesnitt en utførelse ifølge oppfinnelsen,

fig. 5 viser et snitt etter linjen V-V på fig. 4, og fig. 6 viser

et perspektivriss av bæreflaten på lageret ifølge oppfinnelsen.

Som vist på fig. 4-6 består det hydrostatiske lager

av et hylster 10 og sylindriske lagermetalldeler 11 og 12 som er innsatt i hylsteret fra motsatte sider og forsynt med tynne endeflenser som er festet til hylsterets motsatte endeflater,

idet lagermetalldelenes indre ender er innpasset mot hverandre. LagermetalIdelene 11 og 12 er formet med lagerflater eller

hull lia og 12a for opptagelse av en aksel 15 som med små kla-

ringer forløper gjennom hullene lia og 12a og på sine endedeler på utsiden av hylsteret 10, f.eks. som vist ved strek-prikkede

linjer på fig. 4, er påmontert en slipeskive 35 og en remskive 36. Mellom lagermetalldelenes 11 og 12 indre ender er der

med lite mellomrom anordnet en sirkulær skulder eller flens 15a

som er formet i ett stykke med akselen ved dens sentrale del.

Videre er ringformige lommer 38 og 39 anordnet i lagermetall-

delenes 11 og 12 indre endeflater, hvilke lommer ved aksiale kanaler 40 og 41 og ventiler 42 og 43 er i forbindelse med ringformede spor 21 og 22 som er anordnet i lagermetalldelenes 11

hhv. 12 ytre omkrets og står i forbindelse med tilførsels-

åpninger 23 hhv. 24 for trykkvæske ved hylsterets 10 øvre del. Disse ventiler 23 og 24 mates fra en pumpe og over en avlast-ningsventil med ikke sammentrykkbar væske under trykk, f.eks. smøreolje.

Ifølge fig. 4 og 6 er bæreflatene lia og 12a forsynt med et antall væskelommer 13 og 14 som er jevnt fordelt i omkretsretningen og forbundet med ringformede spor 21 og 22 over respektive strupeventiler 16 og 17.

Videre er lagerflatene forsynt med ringformede spor 18 og 19 som står i forbindelse med lagermetalldelenes 11 og 12 yttersider over radiale utløpskanaler 25 og 26. Som vist på fig. 5 og 6 er et antall adskilte, opphøyede områder 20 og 27 anordnet i ett stykke med lagermetalldelene 11 og 12 ved lommenes 13 og 14 ytre ender eller belastningsender. Disse områder er anordnet med sentralt beliggende, radiale utløpsåpninger 28 og 29, som over ringformede spor 30 og 33 i lagermetalldelenes 11 og 12 ytre omkrets står i forbindelse med ytre åpninger 34a og 34b ved hylsterets 10 bunn. De belastede sideområders 44, 45 aksiale bredde 1^ på de sider som er motsatte i forhold til lagerflatene s lia og 12a ikke belastede sideområder 31 og 32 , er utformet således at de er mindre enn halvparten av de ikke belastede sideområders 31 og 32 bredde 12, fig. 6.

På lagermetalldelenes ytre ender er der festet kap-per 46 og 47 med ringformede fordypninger 46a og 47a, og lagermetalldelene 11 og 12 er forsynt med avløpskanaler 48 og 49

som står i forbindelse med de ringformede uttagninger 46a hhv. 47a og de ringformede spor 30 hhv. 33.

Ved denne konstruksjon vil den trykkvæske som inn-føres i hylsteret, bli tilført væskelommene 13 og 14 gjennom respektive ringformede kanaler 21, 22 og strupeventilene 16, 17. Bare en liten del av den til lommen 13 førte væske kan passere klaringene ved områdene 32 og 45. Den væske som har passert gjennom disse områder, tømmes ut gjennom sporet 19 og utløps-åpningen 26 og gjennom det ringformede spor 47a og avløpsåpnin-gen 49 til et reservoar 50. Hoveddelen av væsken i lommen 14 passerer gjennom klaringen ved det opphøyede område 27 og tømmes deretter ut i oljereservoaret 50 gjennom utløpsåpningen 29. På samme måte kan bare en liten del av den trykkvæske som tilføres lommen 13, passere gjennom.klaringene ved områdene 31 og 44, og væsken som har passert gjennom disse klaringer, tømmes ut i reservoaret 50 ^gjennom sporet 18 og utløpsåpningen 25 og gjennom den ringformede uttagning 46a og avløpsordningen 48. Den gjenværende del av væsken i lommen 13 tømmes ut i reservoaret 50 gjennom klaringen ved det belastede sideområde 20 og utløps-åpningen 28.

Det vil forstås at hydrostatiske trykk av den styrke som bestemmes av strømningsmotstanden i ventilene 16 og 17 og av klaringene mellom akselen og lagerflåtene lia og 12a, opp-rettholdes i lommene 13 og 14 for å holde akselen 15 flytende og holde den i lagermetalldelenes 11 og 12 sentrum uten å røre ved lagerflåtene lia og 12a. Da de belastede eller ytre sideområder 44 og 45 har mindre bredde enn de ikke belastede sideområder 31 og 32, vil den trykkvæske som tilføres lommene 13 og 14 under ubelastet tilstand, flyte utad hovedsakelig gjennom belastningssideområdene 44 og 45. Antas det nå at be-lastningen F2 påføres akselen 15 ved slipeskiven 35, som vist på fig. 4, vil akselen 15 helles som ovenfor beskrevet og endre klaringene ved områdene 44 og 45 ved belastningssiden i større ut-strekning enn ved de ubelastede områder 31 og 32. Da områdenes 44 og 45 aksiale bredde på den.belastede side er mindre enn områdenes 31 og 32 på den ubelastede side, resulterer denne klaringsvariasjon i en stor forandring i strømningsmengden for den væske som flyter ut fra lommene 13 og 14. Følgelig varierer trykkforskjellene før og etter ventilene 16 og 17 kraftig. Videre er strømmengden av den væske ssom flyter fra lommene 13 og 14 over de belastede sideområdene under ubelastet tilstand gjort stor ved anordningen av utløpsåpninger 28 og 29 gjennom ' utløpsområdene 20 og 27, hvorved trykkene i lommene 13 og 14 undergår større variasjon når akselen 15 er skråttstilt som ovenfor beskrevet.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er altså

det belastede sideområdes aksiale bredde gjort mindre enn det ikke belastede sideområdes bredde for at hoveddelen av trykk-væsken i lagerlommene skal flyte ut over den belastede, sideområde, således at variasjonen i lagertrykket ved akselens forskyvning eller helling økes, og væskelagerets stabilitet forbedres i vesentlig grad.

Da ifølge oppfinnelsen de områder som er forsynt med avløpsåpninger bare er anordnet ved lagerlommenes belastede side, øker strømningsmengden av den. trykkvæske som flyter ut av lommene på deres belastede side, således at lagerets stabilitet mot helling av akselen kan økes. Hvis på den annen side områdets aksiale bredde minsker såvel på belastningssiden som på den ikke belastede side, øker forbruket av trykkvæske, hvilket natur-ligvis er uøkonomisk.

Claims (1)

1. Fluidumsmurt lager (11, 12) for lagring av en roterende aksel (15) som er utsatt for radial belastning ved lagerets ene ende, omfattende et antall i lagerflaten (lia, 12a) i lagerets omkretsretning fordelte fluidumlommer (13, 14) som hver er i forbindelse med en innløpsport for tilførsel av fluidum under trykk gjennom en strupeinnretning (16, 17), og et antall opphøyede lagerflatepartier (31, 44; 32, 45) som omgir fluidumlommene (13, 14), og hvor der er liten klaring mellom akselflaten og lagerflaten på de opphøyede lagerflatepartier, karakterisert ved at ytterligere opphøyede lagerflatepartier (20 hhv. 27) er anordnet jevnt fordelt i omkretsretningen i de nevnte lommer (13, 14) på den side av lommene som ligger nærmest lagerets (11, 12) belastede ende, at hvert av de opphøyede lagerflatepartier (20, 27) er utført med i den minste én utløpsport (28, 29)

   for utløp av fluidet under trykk, og at den aksiale bredde (*•/ ) av de opphøyede lagerflatepartier (44> 45) som omgir lommene, er utført smalere på lagerets belastede side enn den aksiale bredde ( l^) av de forhøyede lagerflatepartier (31, 32) på den ikke belastede side.