Гидродинамическая осевая опора

 

Использование: в гидрои газодинамических осевых опорах, применяемых в высокоскоростных опорно-уплотнительных узлах приборов, турбин, насосов и компрессоров . Сущность изобретенияопора содержит установленный в корпусе 1 подпятник 2 с гладкой рабочей поверхностью 3 и смонтированную на валу 4 пяту 5. Торцовая поверхность 6 пяты 5 выполнена с глухими спиральными канавками 7, открытыми к периферии пяты 5 и направленными от наружного диаметра пяты 5 к центру под острым углом по направлению вращения вала 4 Каждая канавка 7 выполнена из двух эквидистантно расположенных и суженных к центральной части 8 пяты 5 участков 9 и 10 и соединяющего их участка 11. При этом зона сопряжения изогнутого участка 11 с глухим участком 10 расположена ближе к периферии, чем зона сопряжения участка 11 с участком 9. За счет удлинения пути движения газа при выполнении канавок 7 зигзагообразными повышается напор, что позволяет снизить габариты опоры при повышении несущей ипособности. 3 ил. to С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. н Г 16 С 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4870238/27 (22) 20.08.90 (46) 15,09.92. Бюл. N 34 (71) Сумское машиностроительное научнопроизводственное объединение им.

M.В.Фрунзе и Всесоюзное научно-производственное объединение турбохолодильной, газоперекачиваюшей и газотурбинной техники (72) В,К.Кривонос, Л.В.Черепов, В.Г.Боруха и B.В,Погребняк (56) Авторское свидетельство СССР

N 1681077, кл. F 16 С 17/04. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ОСЕВАЯ

ОПОРА (57) Использование: в гидро- и газодинамических осевых опорах, применяемых в высокоскоростных опорно-уплотнительных узлах приборов, турбин, насосов и компрессоров. Сущность изобретения: опора содерИзобретение относится к гидро- и газодинамическим осевым опорам, применяемым в высокоскоростных опорноуплотнительных узлах приборов, турбин. насосов и компрессоров.

Известна гидродинамическая осевая опора в виде газодинамического подпятника со спиральными канавками, содержащая установленную на валу пяту, торцовая поверхность которой снабжена расположенными на периферии непроточными спиральными канавками, выполненными под острым углом к направлению вращения вала, и смонтированный в корпусе подпятник с гладкой рабочей поверхностью, Недостатком такого подпятника является низкая эффективность работы из-за сни.Ы „„1762006 А1 жит установленный в корпусе 1 подпятник 2 с гладкой рабочей поверхностью 3 и смонтированную на валу 4 пяту 5 . Торцовая поверхность 6 пяты 5 выполнена с глухими спиральными канавками 7, открытыми к периферии пяты 5 и направленными от наружного диаметра пяты 5 к центру под острым углом по направлению вращения вала 4.

Каждая канавка 7 выполнена из двух зквидистантно расположенных и суженных к центральной части 8 пяты 5 участков 9 и 10 и соединяющего их участка 11. При этом зона сопряжения изогнутого участка 11 с глухим участком 10 расположена ближе к периферии, чем зона сопряжения участка 11 с участком 9. За счет удлинения пути движения газа при выполнении канавок 7 зигзагообразными повышается напор, что позволяет снизить габариты опоры при повышении несущей способности. 3 ил. жения несущей способности, вследствие нарушения стабильности слоя газовой среды в спиральных канавках, поскольку неравномерность поля скоростей по сечению спиральной канавки(ускорение потока у вы- С» пуклой стороны и замедление у вогнутой) О является фактором, способствующим генерации в ней кольцевых вихрей. >

Известна также гидродинамическая осевая опора, содержащая установленный в корпусе подпятник с гладкой рабочей поверхностью и смонтированную на валу пяту, торцовая поверхность которой выполнена с глухими спиральными канавками, открытыми к периферии пяты и направленными от наружного диаметра пяты к центру под острым углом к направлению вращения вала.

1762006

35

Однако несущая способность такой опоры недостаточна из-за низкой напорности спиральных канавок, что снижает величину подьемной силы и жесткость опоры, что, в свою очередь, приводит к увеличению ее массы и габаритов.

Целью изобретения является повышение несущей способности, а также снижение массы и габаритов опоры, На фиг. 1 представлена гидродинамическая осевая опора, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— вариант, Гидродинамическая осевая опора содержит установленный в корпусе 1 подпятник 2 с гладкой рабочей поверхностью 3 и смонтированную на валу 4 пяту 5, торцовая поверхность 6 которой выполнена с глухими спиральными канавками 7, открытыми к периферии пяты 5 и направленными от наружного диаметра пяты 5 к центру под острым углом к направлению вращения вала 4.

Каждая канавка 7 выполнена из двух участков 9, 10 и плавно соединяющего их между собой изогнутого участка 11. При этом зона сопряжения изогнутого участка 11 с глухим участком 10 канавки 7, имеющим глухой торец 12, расположена ближе к периферии, чем зона сопряжения этого изогнутого участка 11 с участком 9, имеющим открытый к периферии торец 13, Гидродинамическая осевая опора работает следующим образом, При работе гидродинамической осевой опоры, например в конструкции центробежного компрессора, рабочая среда, в качестве которой может быть использован компримируемый или запирающий газ, при вращении вала 4 поступает в спиральные канавки 7, где при движении к центру встречает сопротивление центральной непроточной части 8, что позволяет установить стабильную величину несущего газового слоя между пятой 5 и подпятником 2. При этом область пять1 5, снабженная сплральными канавками 7, представляет собой как бы встроенный микрокомпрессор, который обеспечивает опоре повышенное цавление а несущем смазочном слое газовой среды и позволяет поддерживать его стабильную величину зазора между пятой 5 и подпятником

2 за счет равенства гидростатических сил, действующих на ограничивающие поверхности 3 и 6, и гидродинамической уравновешивающей силы, возникающих за счет воздействия спиральных канавок 7 на рабочую среду.

Газовая среда, попадая в открытый участок 9 спиральной канавки 7 при движении к центру, сужается, а затем по изогнутому переводному участку 11 попадает в глухой участок 11 канавки 7, где продолжается ее сжатие до более высокого давления при движении к центральной непроточной части

8 пяты 5, 3а счет удлинения пути движения аза при выполнении канавок 7 зигзагообразными повышается напор, создаваемый обоими участками 9 и 10 канавки 7, что позволяет снизить радиальные габариты опоры при повышении несущей способности, соответственно, уменьшается масса опоры.

Формула изобретения

Гидродинамическая осевая опора, содержащая установленный в корпусе подпятник с гладкой рабочей поверхностью и смонтированную на валу пяту, торцевая поверхность которой выполнена с глухими спиральными канавками, открыт .ми к периферии пяты и направленными от наружного диаметра пяты к центру под острым углом к направлению вращения вала, о т л и ч а ющ а я с я тем; что, с целью повышения несущей способности, а также снижения массы и габаритов опоры, каждая канавка выполнена из двух эквлдистантно расположенных и суженных к центральной части пяты участков и плавно соединяющего их между собой изогнутого участка, при этом зона сопряжения изогнутого участка с глухим участком канавки. имеющим глухой торец, расположена ближе к периферии, чем зона сопряжения этого изогнутого участка с участком, имеющим открытый к периферии торец.

1762006

1762006

Составитель Л.Черепов

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Редактор

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

Заказ 3245 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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