Газодинамическая опора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

F 16 С 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР г г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780921/27 (22) 1 1. 01. 90 (46) 15,09.92. Бюл. и 34 (71) Всесоюзное научно-и роизводствен ное объединение турбохолодильной, газоперекачивающей и газотурбинной техники

"Союзтурбогаз" и Сумское машиностроительное научно-производственное объединение им. M,В.Фрунзе (72) В, К, Кривонос. В. С.Марцин ковский.

Л.В,Черепов и Н.П,Паномаренко (56) Подшипники с газовой смазкой. Под ред. Н,С.Гроссема и Дж.У.Пауэлла. Из-во

"Мир", М., 1976. с. 53.

Изобретение относится к газодинамическим опорам и может быть использовано в турбо- и компрессоростроении в конструкциях упорных узлов с высокими скоростями вращения, достигающими 100 тыс. Об/мин и выше.

Известна конструкция узла упорного подшипника сколь>кения, содержащая пяту с канавками, установленную на валу и смонтированный в корпусе подпятник с гладкой рабочей поверхностью (авт. св. гч 1089312. кл. 16 С 17/04). В такой конструкции для повышения долговечности подпятник выполнен с рабочей поверхностью из эластомерного мат" ðèàëà,,а канавки на пяте выполнены треугольного профиля по крайней мере с одной боковой поверхностью. расположенной под острым углом к рабочей поверхности.

Недостатком такой конструкции узла упорного подшипника является низкая несущая способность B работе из-за отсутст„,!ЫÄÄ 1762005 А1, 54) ГДЗОДИНДМИЧЕСКАЯ ОПОPA

;57) Использование: в машиностроении, применительно к упорным узлам высокоскоростных роторов. Сущность изобретения: опорная поверхность пяты снабжена спиральными канавками, сообщающимися с помощью тангенциальнгях канавок со стороны периферии пяты дополнительными спиральными канавками. напоавленными от центра к периферии. Длина дополнительНЫХ KdHGBOK МЕНЬШЕ ДЛИНЫ ОСНОВНЫХ. ДОполнительные KBHBBKUI повышают несущую способность за счет повышения стабильноcT I слоя газа в тор! IpBoM зазоое подп тника, 2 ил. вия стабильности величины зазора ;ежду пятой, установленной на валу и подпятником, закрепленным в корпусе. Наиболее близкой по назначению. технической сущности и достигаемому положительному технико-зкономическому эффекту к заявленнол конструкции газодинамической опоры является конструкция газодинамического под пятника со спиральныл и канавками. принятая в качестве npoTGTëïà и содер>кащая установленную на валу пяту. торцовая поверхность которой снабжена расположенными на периферии непроточными спиральными канавкаMè, выполненными против направления вращения вала и смонтированный в корпусе подпятник с гладкой рабочей поверхностью. (Пинегин С.В

Емельянов В.B., Табачников Ю.Б. Газодинамические подпятники со спиральными канавками. М,. Наука. 1977. 100, рис. 4.2).

Однако такая ко 1с рукция газодинамической опоры имеет недостаточно вь сокую

1762005 несущую способность в работе из-за низкой стабильности рабочей среды (газа), поскольку при вращении в спиральных канавках генерируются кольцевые вихри, снижающие напорность спиральных канавок и, соответственно, величину газодинамической уравновешивающей силы, поддерживающей стабильность радиального слоя, Целью предлагаемого изобретения является повышение несущей способности за счет повышения стабильности слоя газа в торцевом зазоре.

Указанная цель достигается тем, что газодинамическая опора снабжена выполненными на торцевой рабочей поверхности пяты глухими со стороны периферии пяты дополнительными спиральными канавками, направленными от центра к периферии с длиной, меньшей длины основных спиральных канавок и тангенциальными канавками. сообщающими конец со стороны центра пяты каждой основной спиральной канавки с упомянутыми дополнительными канавками.

На фиг. 1 представлена конструкция газодинамической опоры; на фиг. 2 — вид на торцовую поверхность пяты.

Газодинамическая опора содержит установленную на валу 1 пяту 2, торцевая поверхность 3 которой снабжена расположенными на периферии непроточными спиральными канавками 4, выполненными против направления вращения вала 1, и смонтированный в корпусе 5 подпятник 6 с гладкой рабочей поверхностью 7. Между канавками 4 в торцовой поверхности 3 выполнены глухие со стороны периферии пяты 2 дополнительные спиральные канавки 8. каждая из которых сообщена тангенциальными канавками 9 с впереди расположенной по ходу вращения вала 1 спиральной канавкой 4.

Газодинамическая опора работает следующим образом.

Рабочая среда (компримированный газ) при вращении вала 1 поступает в спиральные канавки 4, где при движении к центру встречает сопротивление непроточной части торцовой поверхности 3 пяты 2 и сжимается, что позволяет установить стабильную величину несущего газового слоя между пятой 2 и подпятником 6, То есть область пяты

2, профилированная спиральными канавками 4, представляет собой как бы встроенный микрокомпрессор, который

5 обеспечивает подшипнику повышенное давление в несущем (он же смазочный) слое газовой среды. Поддержанию стабильности радиального слоя рабочей среды способствует поступление части рабочей среды по

10 тангенциальному каналу 9 в глухую дополнительную канавку 8, где газ под дейсгвием сил трения, что, в свою очередь, приводит к увеличению его воздействия на пяту 2 за счет расширения газа при нагревании.

15 Другим положительным методом является синусоидальный характер воздействия температурного расширения газа в застойных зонах глухих канавок 8, При этом торцевая поверхность 3 пяты 2 приобретает

20 синусоидальную форму. что также повышает стабильность слоя рабочей среды в торцевом зазоре между пятой 2 и подпятником

6 и, соответственно, повышает несущую способность подшипника. Кроме того, при

25 этом повышается нечувствительность рассматриваемой пары (пята 2 и подпятник 6) к изменениям величины осевых усилий и давления рабочей среды.

30 Формула изобретения

Газодинамическая опора, содержащая установленный в корпусе подпятник с гладкой рабочей поверхностью и смонтированную на валу пяту с направленными от

35 наружного диаметра пяты к центру под острым углом к направлению вращения спиральными канавками, отличающаяся тем. что, с Llàëüþ повышения несущей способности за счет повышения стабильности

40 слоя газа в торцевом зазоре, она снабжена выполненными на торцевой рабочей поверхности пяты глухими со стороны периферии пяты дополнительными спиральными канавками, направленными от центра к пери45 ферии с длиной, меньшей длины основны спиральных канавок, и тангенциальным канавками, сообщающими конец сс стороны центра пяты каждой основной спиральной канавки с упомянутыми допол

50 нительными канавками.

Составитель И.Горстка

Редактор Н.Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Заказ 3245 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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