Гидродинамические и гидростатические подшипники скольжения

Гидродинамические подшипники

Данная продукция востребована, в первую очередь, в качестве опоры для валов, вращающихся с почти неизменными высокими скоростями, работающих под действием, фактически постоянных по значению и направлению приложения, нагрузок.

Подшипник устанавливается на валу с заданным зазором. При вращении на вал постоянно воздействует рабочая нагрузка. Это является причиной его перемещения в пространстве из положения соосности, в котором изначально находятся вал и подшипник, в эксцентрическое. Итогом данного смещения является возникновение с двух сторон от места максимального сближения трущихся поверхностей, клиновидных зазоров.

Вращающийся вал увлекает за собой смазку. Это происходит послойно. Слой, смачивающий вал (назовём его первым) начинает перемещаться в данном направлении, так как поверхность вала (металл) впитывает масло. Так как смазочные материалы имеют определённую внутреннюю вязкость, в движение также приходят остальные слои. Вал, в рассматриваемом случае, фактически играет роль нагнетающего насоса, подающего масло в образовавшуюся, между втулкой подшипника и поверхностью вала, щель клиновидной формы.

Этот зазор сужается в сторону вращения вала. Под действием давления масло фактически несжимаемо. В результате оно начинает стремиться к перемещению в двух различных направлениях (аксиальном, осевом) к торцевым поверхностям подшипника.

Но подобному движению противодействует имеющаяся внутренняя вязкость смазочного материала. В результате создаётся давление непосредственно в сформировавшемся слое масла. Оно растёт по прогрессивной шкале в направлении расположения точки с минимальной величиной зазора межу трущимися поверхностями (вал/вкладыш), в которой вытекание невозможно в принципе.

Часть масла уходит через торцы установленного подшипника скольжения. Движение совершается в направлении, которое противоположно вращению установленного вала. Оставшееся масло неминуемо должно пройти сквозь минимальное сечение. Создаваемое при этом избыточное давление приподнимает вал и смещает по линии вращения. После того, как в точке минимума проходное сечение увеличивается до величины, обеспечивающей проход всего объёма оставшегося масла, система переходит в состояние оптимального равновесия.  

Гидростатические подшипники

Конструкция изделий данного типа способствует созданию жидкостного трения посредством подачи в исходный зазор между трущимися поверхностями вала и подшипника смазки под заданным давлением. Для чего используются специальный насос и внешний источник масла.

Гидростатические подшипники отлично зарекомендовали себя, как опоры, устанавливаемые на медленно вращающихся и высокоскоростных валах, воспринимающих существенные нагрузки.

Подшипники рассматриваемого типа принято подразделять по назначению и видам воспринимаемых нагрузок (упорные, радиальные).

Принцип работы последних выглядит следующим образом. Вал, на который действует внешняя нагрузка, переходит в эксцентриковое положение (со смещением оси вала относительно втулки). Это создаёт разность зазоров, сквозь которые вытекает смазка, поступающая из разных карманов. В результате на их входах меняется гидросопротивление. Каждый вход имеет собственный дроссель, что приводит к изменению давления во всех карманах. Результирующая нагрузка по ним, способна воспринять нагрузку извне. Это позволяет переместить вал в первоначальное (исходное) положение, восстанавливая соосность подшипник/вал.

В процессе работы такого изделия, слой смазки между трущимися поверхностями имеет гарантированную толщину при любых режимах работы (включая остановку и пуск).

Гидростатические подшипники упорного типа имеют иную конструкцию, которая также позволяет обеспечить жидкостное смазывание с необходимой эффективностью.