Упорный подшипник

 

Изобретение относится к турбомашиностроению, а именно к упорным подшипникам центробежных компрессоров и осевых компрессоров, а текже паровых и газовых турбин. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения равномерности распределения нагрузки между колодками. В подкладном кольце 2, установленном в корпусе 1, выполнена кольцевая герметичная камера 5. В стенке 6, обращенной к упорным колодкам 3, выполнены отверстия 7, шаг между которыми равен шагу между колодками, а количество по меньшей мере на одно меньше количества колодок. В каждом отверстии 7 размещен поршень 8. Все колодки 3, кроме одной регулирующей, установлены на торцовых поверхностях 10 поршней 8. Одна колодка установлена на подкладное кольцо 2 с превышением ее рабочей поверхности над остальными. Область образования гидродинамического давления между этой колодкой и упорным диском 4 соединена гидролинией 11 с герметичной камерой 5 подкладного кольца 2. Упорный подшипник обладает более высокой несущей способностью. 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g))g F 16 С 17/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHGIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.F

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗО}-РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4601369/25-27 (22) 09.11.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Производственное объединение

"Невский завод" им. В„И. Ленина (72) Х.И. Муратов, A.Ä. Войнович, А.Н. Васильев и Н,JO. Спирин (53) 621.822.5(088.8) (56) Патент Шнейцарии №- 631523, кл. Г 16 С 17/04, 1982, (54 ) УПОРНЬМ ПОДИПОН1ИК (57) Изобретение относится к турбомашиностроению, а именно к упорным подшипникам центробежных компрессоров и осевых компрессоров, а также паровых и газовых турбин. Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения равномерности распределения нагрузки между колодками. В подкладном кольце 2, установленном н

„„SU„„ I 606767 А I

2 к ор пус е 1, выпол не на кольцев ая г ерметичная камера 5. В стенке 6, обращенной к упорным колодкам 3, выполнены отнерстия 7, шаг между которыми равен шагу между колодками, а количество по меньшей мере на одно меньше количества колодок, В каждом отверстии 7 размещен поршень 8. Все колодки 3, кроме одной регулирующей, установлены на торцоньг» поверхностях 10 поршней 8.

Однако колодка установлена на подкладное кольцо 2 с превышением ее рабочей поверхности над остальными. Область образования гидродинамического давления между этой колодкой и упорным диском 4 соединена гидролинией 11: с герметичной камерой 5 подкладного ® кольца 2. Упорный подшипник обкладает более высокой несущей способностью 3 ил, С.

1606767

Изобретение относится к машиностроению, а именно к турбомашиностроению, и может быть использовано в центробежных и осевых компрессорах, I паровых и газовых турбинах.

Цель изобретения — повышение надежности и несущей способности упорного подшипника путем обеспечения равномерности распределения нагрузки на 1р колодки подшипника.

На фиг. 1 представлен подшипник, продольный разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.; на фиг.3 — эпюры распределения гидродинамического дав- 15 ления по рабочей поверхности колодки в сечении Б-Б на фиг. 2 °

Упорный подшипник содержит корпус

1, установленное в нем подкладное кольцо 2, прикрепленные к последнему 2р упорные колодки 3 и упорный диск 4.

В подкладном кольце 2 выполнена кольцевая герметичная камера 5, в стенке

6 которой, обращенной к упорным ко лодкам 3, выполнены отверстия 7 од- 25 ного диаметра d, шаг между которыми равен шагу t между колодками 3, количество по меньшей мере на одно меньше количества колодки, и в каждом отверстии 7 размещен поршень 8. Все колодки, кроме одной регулирующей ко-, ложки 9 (фиг. 2), установлены на тор-: цовых поверхностях 10 порыней 8, а колодка 9 установлена на подкладное калъцо 2 с превышением ее рабочей поверхности над остальными рабочими поверхностями остальных колодок 3 на величину 3, и область образования гидродинамического давления между колодкой 9 и упорным диском 4 в точ- 40 ке "0" центра давления соединена гидролинией 11 с кольцевой герметичной камерой 5 подкладного каньца 2. Резиновые кольца 12 уплотняют зазор между стенкой 6 герметичной камеры 5 и 45 поршнями .8. Между стенкой 6 подкладного кольца и регулируюцей колодкой 9 установлена дистанционная шайба 13, позволяюцая путем изменения толщины

S установить колодку 9 с превышением 0 ее рабочей поверхности над поверхностями остальных колодок на величину E обеспечивающую первоначальное относительнд других колодок образование масляного клина между колодкой 9 и упорэ5 ным диском 4. Устройство 14 отводит пузырьки воздуха из герметикой камеры 5 при ее заполнении маслом. Зпюра распределения гидродинамического давления по рабочей поверхности колодки (фиг. 3) имеет в точке 0 центра давления колодки максимальное давление, равное Р „л, и среднее давление на единицу рабочей площади колодки, равное

Pi . На площадь каждого поршня 8 со стороны кольцевой герметичной камеры

5 действует давление Р л, равное давлению в центре давления 0 регулирующей колодки 9.

Упорный подшипник работает следующим образом.

В момент. пуска турбомашины из-за врацения упорного диска 4 и появления осевой нагрузки F а также вследствие того, что рабочая поверхность регулирующей колодки 9 выступает над рабочими поверхностями других колодок 3, между колодкой 9 и упорным диском 4 образуется масляный клин, максимальное гидродинамическое давление в котором равно Р„„,. Вследствие того,что область образования гидродинамического давления между колодкой 9 и упорным диском 4 соединена гидролинией 11 с кольцевой герметичной камерой 5 подкладного; ;кольца 2, в последней также создается давление, равное гидродинамическому давлению Р в точке

0 центра давления колодки 9. При этом возникает сила, действующая на поршень 8 со стороны кольцевой герметичной камеры 5, равная Р„; =Р„„"f„, где Й вЂ” площадь поршня, на которую действует давление Р„„,. Так как площадь поршня 8 со стороны, обращенной к герметичной кольцевой камере 5, равна:

1 а осевая нагрузка, воспринимаемая колодкой 8, Ркл

Рк Рср + д к то, следовательно, Р к Ркл< п где f — рабочая площадь колодки;

d — коэффициент, равный отношен, Рхл

Р„, Таким образом, поршни 8 и установленные на них торцовые поверхности 10 колодки 3 будут выталкиваться из кольцевой герметичной камеры 5 силой

5 160676

Р „ до тех пор, пока эту силу не уравновесит направленная навстречу сила взаимодействия колодки 3 с упорным . диском 4. При этом будет выполнено условие Рд, = PK, поэтому все колодки

3 будут иметь гидродинамическое давление в точке 0 центра давления, равное: Р„„ = Р „ 1. Если в процессе раКЬ! боты вследствие влияния тепловых и силовых факторов или других причин возникает перекос рабочей поверхности упорного диска 4 относительно рабочей поверхности колодок 3, гидродинамическое давление в точке центра давле- 15 ния колодки 9 изменяется и регулирующая колодка приближается при перекосе к упорному диску 4, то гидродинамическое давление Р,> в точке центра давления регулирующей колодки уве- 20 личивается. По гидролинии 11 давление передается в кольцевую герметичную камеру 5 при этом сила P>, увеличивается и поршни 8 с колодками 3 выталкиваются из камеры 5, компенсируя 25 изменение PKhl вследствие перекоса упорного диска 4. Если при перекосе регулирующая колодка 9 удаляется от опорного диска 4, то гидродинамическое давление в точке центра давления коложки 9 уменьшается. При этом вследствие уменьшения давления Р д в кольцевой герметичной камере 5 сила P также уменьшается и под действием осевой нагрузки F со стороны упорного диска 4 поршня 8 перемещаются внутрь герметичной камеры 5 до тех пор, пока повышение гидродннамического давле-ния Р„„1в точке центра давления колодки 9 не компенсирует отклонение 40 гидродинамических давлений Р„„ в масляных клиньях колодок до равйомерного. При этом, если осевая нагрузка постоянна, т.е. турбомашина работает .на постоянном режиме, независимо от

7 б наличия перекоса упорного диска относительно колодки 3 гидродинамические

1 давления в масляном клине всех колодок будут оставаться постоянными, т.е. колодки будут одинаково нагружены.

Применение упорного подшипника обеспечивает повышение несущей способности в 2-2,5 раза или уменьшение диаметра упорного диска на 40-50Х и следовательно, уменьшение механических потерь в подшипнике более чем в

2 раза с пропорциональным уменьшением расхода масла. Существенно повыша-.. ется надежность подшипника, особенно при переменных режимах работы.

Формула изобретения

Упорный подшипник, содержащий корпус, установленное в нем подкладное кольцо, упорные колодки и упорный диск, установленный на опорных поверхностях упорных колодок, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения равномерности распределения нагрузки между колодками, подшипник снабжен поршнями, количество которых на один меньше количества колодок, подкладное кольцо выполнено с отверстиями одинакового диаметра для поршней на обращенной к упорному диску поверхности, шаг между которыми равен шагу между колодками и герметичной кольцевой камерой, соединенной с упомянутыми отверстиями, при этом одна . из колодок установлена на подкладное кольцо с превышением ее рабочей поверхности над остальными, установленными на поршнях, а область образования гидродинамического.давления этой колодки соединена с герметичной камерой подкладного кольца.

1606767

Составитель А. Долинский

Техред N.Äèäûê Корректор А.Осаулелко

Редактор А. Лежнина

Заказ 3540

Тираж 536

Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", ". Ужгород, ул. Гагарина, 101