Гидродинамические опоры

Гидродинамический подшипник – это подшипник, в котором несущий масляный слой образуется при вращении вала в результате прилипания масла к поверхностям цапфы и вкладыша и затягивания его, вследствие взаимодействия между частицами масла, в клиновой зазор между рабочими поверхностями цапфы и вкладыша.

Рис. Схемы гидродинамического подшипника (а) и распределение давления в клинообразном зазоре (б)

Гидродинамические подшипники применяют в станках с высокими или мало изменяющимися скоростями вращения шпинделей при незначительных нагрузках (станки шлифовальной группы).

Вследствие того, что в предложенной схеме имеется только один сужающийся зазор, образующий один масляный слой, этот подшипник называется одноклиновым.

Недостатки одноклинового подшипника:

- не обеспечивают стабильного положения вала при больших скоростях скольжения и малых нагрузках;

- недостаточная жесткость.

Преимущества: простота конструкции.

В станкостроении используют многоклиновые гидродинамические подшипники, в которых создается несколько клиновых зазоров

В многоклиновом подшипнике масляные слои взаимно нагружают друг друга (это взаимное нагружение обычно во много раз превосходит внешнюю нагрузку, что позволяет иметь

1) высокую жесткость несущих масляных слоев;

2) стабильность положения оси шпинделя при работе вхолостую и под нагрузкой.

Клиновые зазоры создаются обычно с помощью башмаков, самоустанавливающихся в зависимости от нагрузки и положения шпинделя.

Самоустановка башмаков осуществляется, например, их поворотом на сферических опорах (подшипник ЛОН – 34 конструкции ЭНИМС)

В периоды разгона и торможения из-за недостаточной скорости кратковременно имеет место полужидкостная смазка, поэтому рабочие поверхности сегментов должны обладать высокой износостойкостью. Обычно сегменты делают биметаллическими: на стальную основу центробежным методом наносят антифрикционный слой бронзы или баббита толщиной 1…2 мм (баббит – антифрикционный сплав на основе олова, свинца, цинка или алюминия с добавкой сурьмы, меди, кадмия, мышьяка и др. металлов)

Существенным недостатком гидродинамических опор является изменение положения оси шпинделя при изменении частоты его вращения.