Опора вала вертикального насоса

 

Изобретение относится к гидромашиностроению и позволяет повысить надежность опоры вала путем регулирования динамических характеристик опоры при различных режимах работы насоса. Характеристики вибрации корпуса 1 контролируются датчиком 10 и в программном устройстве 15 сравниваются с допустимыми значениями. При недопустимых величинах вибраций корпуса 1 из программного устройства 15 подается сигнал в механизм управления редукционным клапаном 11, что позволяет через магистраль 12 изменять давление в полости 13 и перемещать поршень вместе с внутренним кольцом 7 подшипника 3. При этом изменяется диаметр окружности, по которой перекатывается шарик 6, и регулируются динамические характеристики опоры вала 5. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 F 04 D 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5

1Z б 2 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4618904/31-29 (22) 12.12.87 (46) 30.09.90. Бюл. № 36 (71) Калужский филиал МГТУ им. Н. Э. Баулана (72) А. А. Быковский и Ю. П. Корнюшин (53) 621.671 (088.8) (56) Жирицкий Г. С.,Стрункин В. А. Конструкция и расчет на прочность деталей паровых и газовых турбин, М.: Машиностроение, 1968, с. 505, рис. 351.

Авторское свидетельство СССР № 1173072, кл. F 04 D 29/04, 1984. (54) ОПОРА ВАЛА ВЕРТИКАЛЬНОГО НА

СОСА (57) Изобретение относится к гидромашиностроению и позволяет повысить надежность

ÄÄSUÄÄ 1596136 д 1

2 опоры вала путем регулирования динамических характеристик опоры при различных режимах работы насоса. Характеристики вибрации корпуса 1 контролируются датчиком 10 и в программном устройстве 15 сравниваются с допустимыми значениями.

При недопустимых величинах вибраций корпуса 1 из программного устройства 15 подается сигнал в механизм управления редукционным клапаном 11, что позволяет через магистраль 12 изменять давление в полости 13 и перемещать поршень вместе с внутренним кольцом 7 подшипника 3. При этом изменяется диаметр окружности, по. которой перекатывается шарик 6, и регулируются динамические характеристики опоры вала 5. 1 ил.

1596136

Формула изобретения

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к конструкциям нижних опор вертикальных валов лопаточных машин.

Цель изобретения — повышение надежности путем регулирования динамических характеристик опоры при различных режимах работы насоса.

На чертеже схематически показана опора вала вертикального насоса, продольный разрез.

Опора вала центробежного насоса содержит корпус 1, нижний неподвижный упор 2, подшипник 3 качения, наружное кольцо 4 которого установлено в корпусе 1, и расположенный между упором 2 и валом 5 упорный шарик 6, размещенный во внутреннем кольце 7 подшипника 3 качения. Опора снабжена поршнем 8, установленным ниже подшипника 3 качения и образующим с корпусом 1 и неподвижным упором 2 замкнутую полость 9, датчиком 10 вибрации, редукционным клапаном 11 с механизмом управления, подключенным к датчику 10 вибрации, и гидравлической магистралью 12, посредством которой замкнутая полость 9 сообщена с областью 13 нагнетания насосаа.

Редукционный клапан 11 установлен в гидравлической магистрали 12. Поверхность 14 внутреннего кольца 7 подшипника 3, контактирующая с шариком 6, выполнена с переменным радиусом. Наружное кольцо 4 установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено со стороны вала 5, а. с противоположной стороны прижато к поршню 8. Датчик 10 вибрации и механизм управления редукционного клапана 11 могут быть соединены через программное устройство 15.

Опора работает следующим образом.

При вращении вала 5 его торец упирается в шарик 6 и перекатывает его no неподвижному нижнему упору 2., Шарик 6 перемещается по окружности с диаметром, равным разности диаметров поверхности 14 внутреннего кольца 7 и шарика 6. За счет действия центробежной силы шарик 6 прижимается к поверхности 14 внутреннего кольца 7 и обкатывает его, вызывая вращение кольца 7. Однако в связи с тем, что ось шарика 6 смещена относительно оси вала 5, возникают динамические радиальные нагрузки, вызывающие вибрацию подшипников насоса.

Кроме того, в насосах возникают гидродинамические силы, которые могут привести к возникновению интенсивных самовозбуждающихся колебаний ротора. Веро5

50 ятность этих явлений увеличивается для многорежимных лопаточных машин.

Динамические характеристики опоры вала 5 зависят от изменения радиального смещения оси шарика 6 относительно оси вала 5, которое регулируется осевым перемещением внутреннего кольца 7 подшипника 3 с переменным радиусом поверхности 14.

При изменении режима работы лопаточной машины изменяются динамические характеристики ротора и вибрации корпуса 1, которые контролируются датчиком 10 и программным устройством 15 сравниваются с допустимыми значениями. При недопустимых величинах вибраций корпуса 1 с программного устройства 15 подается сигнал в систему управления редукционным клапаном ll, что позволяет через магистраль 12 изменять давление в полости 9 и перемещать поршень 8 вместе с внутренним кольцом 7 подшипника 3. При этом изменяется диаметр окружности, по которой перекатывается шарик 6,. и регулируются динамические характеристики оперы вала 5.

Регулированием динамических характеристик опоры вала 5 производится отстройка келебаний вала 5 от режимов автоколебаний и резонанса, что позволяет уменьшить значение динамических нагрузок на подшипниковые опоры, на которых установлен вал 5.

Опора вала вертикального насоса, содержащая корпус, нижний неподвижный упер, подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе, и расположенный между упором и валом упорный шарик, размещенный во внутреннем кольце подшипника качения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем регулирования динамических, характеристик опоры при различных режимах работы насоса, опора снабжена поршнем, установленным ниже подшипника качения и образующим с корпусом и неподвижным упором замкнутую полость, датчиком вибрации, редукционным клапаном с механизмем управления, подключенным к датчику вибрации, и гидравлической магистралью, посредством которой замкнутая полость сообщена с областью нагнетания насоса, при этом редукционный клапан установлен в гидравлической магистрали, поверхность внутреннего кольца подшипника, контактирующая с шариком, выполнена с переменным радиусом, наружное кольцо установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено со стороны вала, а с противоположной стороны прижато к поршню.