SE502173C2 - Hydrostatiskt axiallagersystem - Google Patents

Description

15 20 25 30 502 173 .2 88/03611, i vilken också inledningsvis närmare redogöres för de krav som generellt ställs på hydrostatiska lagrinssystem och för andra tidigare kända hydrostatiska axiallagringssystem.

Axiallagrinssystemet enligt nämnda publikation innefattar ett hydrostatiskt axiallager på vardera sidan av en flänsliknande tryckplatta, som är fast förbunden med axeln eller tillverkad i ett stycke med denna. en fläns. Det har emellertid visat sig, att båda dessa lösningar har stora begränsningar i praktiken.

I det tidigare fallet ligger problemet i flänsens deformation pga den pálagda axialbelastningen. Det förhåller sig nämligen sä, att hydraulvätskefilmen i denna typ av lager håller en tjocklek av endast 30-60ym, samtidigt som utböjningen av flänsen vid höga belastningar, 50-100 ton, utan vidare kan överstiga detta. Sålunda kan hydrostatlagrets inre tätspalt gå in i kontakt med flänsen samtidigt som den yttre spalten står vidöppen så, att inget hydraulvätsketryck kan byggas upp. Det inses härvid att de båda tätspalternas tjocklek måste hållas relativt lika oavsett belastning på axeln. Ett sätt att åstadkomma detta är, att göra hydrostatlagret assymetriskt, dvs att hydraulvätskans tryckresultant inte ligger i. linje med tryckresultanten från den bakom hydrostatlagret befintliga tryckkammaren. Sålunda kan lagret anpassas till att ha samma utböjning som flänsen vid en given belastning.

Problemet kvarstår dock i fallet enligt WO 88/03611 där de 10 15 20 25 30 ..fl2 1.73 3 båda lagren har gemensam fläns, vilket innebär att flänsens 'utböjning för det ena lagret alltid blir i motsatt riktning då axeln belastas. Följdaktligen måste det inses, att de båda lagren måste ansättas mot vardera en individuell fläns för att respektive lager och fläns skall hålla samma utböjning oavsett belastning på axeln så, att hydraulvåts- kefilmens tjocklek håller sig lika i inre och yttre tätspalt, Vad gäller SE, B, 464 370 så uppvisas ett system där de hydrostatiska lagren verkar mot var sin fläns enligt ovan fastslagen princip. Den uppenbara nackdelen är dock, att minst en av flänsarna. måste vara demonterba1~ från axeln, vilket gör att det blir ytterligt svårt att hålla de snäva kasttoleranser som krävs för det hydrostatiska lagrets anliggning. Ändamålet med föreliggande uppfinning är, att åstadkomma ett axiallagringssystem av inledningsvis nämnt slag, där båda hydrostatiska lager har samma hydraulvätske-filmtjock- lek vid 'yttre och inre tätspalt oavsett belastningens storlek och riktning samtidigt som dess flänsar har ett minimalt axialkast. Detta uppnås enligt uppfinningen genom att axiallagren är hydrauliskt assymetriska och ansatta mot varandra med mot vardera lager svarande, med axeln (1) fast förbundna, individuella flänsar (5, 6) mellan sig.

Uppfinnningen skall i det följande förklaras ytterligare med hänvisning till bifogade ritning på vilken: fig la visar hur en fläns utböjs pga axialbelastningen P, fig lb visar hur hydrostatlagret kan fås att anta samma utböjning som flänsen genom assymmetri mellan tryckresul- tanterna, fig lc visar hur hydraulvätskefilmen mellan lager och fläns 10 15 20 25 30 502 173 4 skulle variera med assymetriska lager pà vardera sida om en tryckplatta, fig ld visar hur hydrostatlagren anpassas med vardera en fläns mellan sig, fig 2 uppvisar ett hydrostatiskt axiallagersystem enligt uppfinningen.

I figur 2 betecknar siffran 1 en radiellt lagrad axel i ett lagerhus 2, uppdelat i tvà hälfter. Axiallagringsanord- ningen innefattar två hydrostatiska, relativt lagerhuset 2 axiellt rörliga axiallager 3, 4. Varje sådant axiallager innefattar en styvt med axeln 1 förbunden fläns 5 resp 6 och ett ringkammarlager 7 resp 8. Ringkammarlagren 7, 8 är avtätade mot lagerhuset 2 medelst tätningsringar 9. Axeln 1 och respektive fläns är företrädesvis tillverkade i ett stycke, men andra metoder för förbindningen kan tänkas.

I varje axiallager 3,4 definierar flänsen 5 resp (5 en tryckyta Sa resp 6a, vilken bildar väsentligen rät vinkel med axeln 1. Vad som uppnås härmed kommer att förklaras senare. Enligt uppfinningen är ytorna Sa, 6a vända frán varandra.

Ringkammarlagren 7, 8 uppvisar en mot resp tryckyta 5a, 6a vettande yta 7a resp 8a. I var och en av dessa ytor finns ett ringspár 7b resp Bb, vilket med motstáende tryckyta 5a resp 6a bildar en ringkammare; dessa kamrar har för enkelhets skull samma hänvisningsbeteckningar som ringspàren 7b, 8b. Ringkammaren 7b kommunicerar via kanaler 7c, 2a i ringkammarlagret 7 resp i lagerhuset och via en ledning 10 med en på ritningen ej visad hydraulvätskekälla företrädesvis en konstantflödespunp. Pá motsvarande sätt 10 15 20 25 30 t...2 173 5 kommunicerar ringkammaren 8b via kanaler 8c, 2b och en ledning 11 med en ej visad hydraulvätskekälla likaså företrädesvis en konstantflödespump. Flödena i ledningarna 10, 11 betecknas på ritningen C resp D.

På ömse sidor om ringkamrarna 7b resp 8b utbildas inre och yttre tätspalter via vilka den tillförda hydraulvätskan evakueras under avsevärt tryckfall, vilket i sin tur åstadkommer det erforderliga hydraultrycket i ringkamrarna 7b, 8b för att bära en på akeln 1 verkande axiell belastning. Från de inre tätspalterna strömmar hydraulväts- keflöden E och G via en cylinderformig spalt 12 mellan axeln 1 lagerhuset 2. På motsvarande sätt strömmar hydraulvätskeflöden F och H från de yttre tätspalterna via en cylinderformig spalt 13 mellan lagerhuset 2 och flänsarna 5 resp 6 samt via kanaler 2c resp 2c i lagerhuset 2.

Genom en stegformig diameterökning på resp ringkammarlager 7, 8 och två motsvarande stegformiga diameterminskningar på lagerhuset 2 har man åstadkommit tvenne hydraulkammare 14 resp 15. Via kanaler 2e resp 2f i lagerhuset och ledningar 16 resp 17 kommunicerar dessa kamrar 14, 15 med var sin utgång av en styrventil 18, medelst vilken genom hydraul- vätskeflöden A resp B upprätthålles ett visst hydraulväts- ketryck i resp kammare. Genom detta tryck ansättes resp ringkammarlager 7, 8 mot tillhörande tryckyta Sa, 6a.

Kamrarna 14, 15 är avtätade medelst tätningsringarna 9.

Styrventilen 18 matas via en ledning 19 med hydraulvätska från en av en motor 20 driven hydraulpump 21. Medelst en till ledningen 19 ansluten tryckbegränsningsventil 22 10 15 20 25 502 173 6 upprätthàlles ett konstant matningstryck till styrventilen 18.

Styrventilen 18 är inrättad att styras av ett axelns 1 axialläge avkännande organ 23, vars utsignal via en förstärkare 24 får påverka styrventilens 18 slid. Dä en axialförskjutning uppträder till följd av ändrad axialbe- lastning, påverkas styrventilens 18 slid av utsignalen från det avkännande organet 23 sá, att sliden bringas ur sitt normala jämviktsläge och omfördelar därigenom tryck och fluidummängd till resp hydraulkammare 14, 15 sà, att jämvikt åter inträder.

Om man å andra sidan önskar en permanent axiell förskjut- ning av axeln 1, dvs ett nytt jämviktsläge för denna, åstadkommas detta exempelvis genom att mekaniskt förändra det lägesavkännande organets 23 referens exempelvis medelst en stegmotor eller genom att elektriskt påverka det lägesavkännande organets 23 utsignal exempelvis genom att axialläge.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 502 175 För en radiellt lagrad axel (1) avsett axiallagringssystem med två hydrostatiska, relativt ett omgivande lagerhus (2) axiellt rörliga axiallager (3, 4), vardera innefattande en med axeln (1) förbunden fläns (5, 6) med en tryckyta (Sa, 6a), som bildar väsentligen rät vinkel med axeln (1), ett ringkammarlager (7, 8), vilket har en mot tryckytan (5a, 6a) vettande yta (7a, 8a) och i denna ett ringspàr (7b, 8b), varvid nämnda yta (7a, Ba) med tryckytan (5a, 6a) bildar inre och yttre tätspalter på ömse sidor om ringspàret och detta med tryckytan (5a, 6a) bildar en ringkammare (7b, 8b) till vilken matas hydraulvätska under tryck fràn en hydraulvätskekälla och vilket ringkammarlager (7, 8) med lagerhuset (2) bildar en under hydraultryck satt kammare (14, 15), som pressar ringkammarlagret (7, 8) mot tryckytan (5a, 6a), varvid de båda ringkammarlagren (7, 8) pressas i inbördes motsatta riktningar och organ, t ex en servoventil (18), inrättad att att i samverkan med en axelns (1) läge relativt lagerhuset (2) avkännande givare (23) styra till resp kammare (14, 15) tillförd mängd hydraulvätska och resp lager (3, 4) pàverkande hydraultryck för att 'medge upptagning av till storlek. och riktning varierande belastning på axeln (1) med bibehållen axiell förskjutbarhet hos denna, k ä n n e t e c k n a d därav, att axiallagren (3, 4) är hydrauliskt assymetriska och ansatta mot varandra med mot vardera lager svarande, med axeln (1) fast förbundna, individuella flänsar (5, 6) mellan sig.