Газостатический упорный подшипниковый узел

 

Использование; в конструкциях подшипниковых узлов высокоскоростных турбомашин. Сущность изобретения: подшипниковый узел содержит упорные диски 1 с цилиндрической ступенчатой поверхностью, Диски 1 выполнены с центральными отверстиями , на поверхностях которых выполнены s-

COt03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 С 32/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

«3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837360/27 . (22) 03.05.90 (46) 23.10.,92. Бюл. М 39 (71) Научно-производственный центр при

Николаевском кораблестроительном институте им. адмирала С.О,Макарова (72) А.И.Тарабрин и А.И.Чередниченко (56) Авторское свидетельства СССР

ЬЬ 1590728, кл. F 16 С 32/06, 1988.

-1 Ы,„, 1770626 А1

2 (54) ГАЗОСТАТИЧЕСКИЙ УПОРНЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ (57) Использование; в конструкциях подшипниковых узлов высокоскоростных турбомашин. Сущность изобретения. подшипниковый узел содержит упорные диски 1 с цилиндрической ступенчатой поверхностью.

Диски 1 выполнены с центральными othepстиями, на поверхностях которых выполнены

«

1770626

40 кольцевые упорные гребни. Гребни 2 сопряжены с боковыми поверхностями кольцевых проточек 3 на цапфе 4 вала. Центральные отверстия дисков 1 выполнены диаметром большим, чем диаметр цапфы 4 вала. Каждый из дисков смещен в радиальном направлении. так, что векторы радиальных смещений дисков расположены под равными углами друг к другу. В .кдрпусе 5 смонти. рованы вдоль оси вала подпятники 6 с питателями 7, имеющие ступенчатую цилиндрическую поверхность и размещенные напротив дисков. Цилиндрическая

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в конструкциях подшипниковых узлов высокоскоростных турбомашин.

Известна конструкция упорного подшипникового узла, содержащая корпус, цапфу вала с упорным гребнем и смонтированные в корпусе подпятники с питателями, соединенные с системой подачи рабочей среды под давлением.

Известна конструкция газостатического упорного подшипникового узла, содержащего цапфу вала с кольцевыми проточками, корпус с каналами подвода сжатого газа и смонтированные в корпусе вдоль оси подпятника с питателями, сообщающимися с упомянутыми каналами подвода, а также расположенные вдоль оси вала, сопряженные с цапфой вала и размещенные с зазором между подпятниками упорные диски с центральными отверстиями. При этом на рабочей поверхности подпятников в примыкающей к цапфе вала зоне выполнены прерывистые микроканавки, сообщенные с питателями.

Недостатком конструкции является ограниченная несущая способность, так как увеличение площади поверхности воспринимающей нагрузку ведет к значительному увеличению габаритов узла, особенно в радиальном направлении, что не всегда приемлимо. Кроме того, в конструкции происходит неравномерное нагружение поверхности дисков, что не позволяет рационально использовать всю спорную поверхность дисков, Цель изобретения состоит в повышение несущей способности.

С этой целью упорные диски выполнены с наружной цилиндрической ступенчатой поверхностью и с кольцевыми упорными гребнями на поверхностях центральных отповерхность 8 каждого подпятника 6 охватывает цилиндрическую поверхность 9 упорного диска 1. Каждая охватывающая цилиндрическую поверхность 9 ступени упорного диска 1 цилиндрическая поверхность В подпятника 6 расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы 4 вала, идентичным смещению охватываемого диска. В корпусе выполнены каналы 10 и кольцевые проточки 11, соединенные C питателями 7. На поверхностях подпятников 6 размещены углеграфитовые проставки. 4 ил, верстий, центральные отверстия упорных дисков выполнены с диаметром больше диаметра цапфы вала и каждый из упорных дисков смещен в радиальном направлении относительно продольной оси цапфы вала с возможностью сопряжения его кольцевых упорных гребней с кольцевыми проточками цапфы вала, при-этом каждый подпятник выполнен со ступенчатой цилиндрической поверхностью, охватывающей, по меньшей мере, одну цилиндрическую поверхность ступени упорного диска и ось каждой охватывающей цилиндрическую поверхность ступени упорного диска цилиндрической поверхности подпятника расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы вала, идентичным смещению схватываемого диска, а векторы радиальных смещений упорных дисков расположены под равными углами друг к другу.

Использование в предлагаемой конструкции сопряжения цапфы вала с дисками со стороны центральных отверстий дисков позволяет более равномерно распределить нагрузку по поверхностям дисков, уменьшить консольность нагружения периферии дисков. Такая система сопряжения позволяет более рационально испольэовать обьем отведенный под подшипниковый узел, Равноценно несет нагрузку вся поверхность подпятников. Выполнение диаметров центральных отверстий упорных дисков больше диаметра цапфы вала позволяет обеспечить смещение упорных дисков в радиальном направлении для равномерной загрузки всех дисков. Выполнение дисков и подпятников с цилиндрической ступенчатой поверхностью позволяет обеспечить ориентацию дисков в радиальном направлении. Кроме того, за счет ступенчатости поверхности происходит подпирание газового слоя в ра1770626 бочем зазоре, что также ведет к повышению несущей способности.

На фиг. 1 показан общий вид газостатического подшипникового узла; на фиг. 2— сечение А-А на фиг..1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг.

1.

Подшипниковый узел содержит упорные диски 1, имеющие наружную цилиндрическую ступенчатую поверхность. Диски 1 выполнены с центральными отверстиями, на внутренних поверхностях которых выполнены кольцевые упорные гребни 2.

Гребни 2 сопряжены с боковыми поверхностями кольцевых проточек 3 на цапфе 4 вала. Центральные отверстия упорных дисков

1 выполнены с диаметром большим, чем диаметр цапфы.4 вала, и каждый иэ упорных дисков смещен в радиальном направлении таким образом, что векторы радиальных смещений упорных дисков 1 относительно продольной оси цапфы 4 вала расположены под равными углами друг к другу (в данном случае 120 ).. В корпусе 5 смонтированы вдоль оси вала подпятники 6 с питателями

7, имеющие ступенчатую цилиндрическую поверхность и размещенные напротив дисков таким образом, что цилиндрическая поверхность 8 каждого подпятника 6 охватывает цилиндрическую поверхность 9 упорного диска 1. Каждая охватывающая цилиндрическую поверхность 9 ступени упорного диска 1 цилиндрическая поверхность 8 подпятника 6 расположена с зксцентриситетом относительно продольной оси цапфы 4 вала, идентичным смещению охватываемого диска. В корпусе выполнены каналы 10 и кольцевые проточки 11, соединенные с питателями 7 и с системой подачи газа, На поверхностях подпятников

6 размещены углеграфитоаые проставки, необходимость которых диктуется спецификой газовых подшипников, Ширина кольцевых проточек 3 на цапфе вала и упорных гребней 2 должна выбираться так, чтобы касание было односторонним.

Конструкция работает следующим образом. . Смазывающий газ из системы подачи через кольцевые проточки 11 и каналы 10 поступает к питателям 7 и далее в рабочий зазор между поверхностями дисков 1 и подпятников 6. Диски 1, сопряженные упорными гребнями 2 с кольцевыми проточками 3

50 сопряжения его кольцевых упорных гребней с кольцевыми проточками цапфы вала, при этом каждый подпятник выполнен со ступенчатой цилиндрической поверхностью, охватывающей по меньшей мере одну цилиндрическую поверхность ступени упорного диска и ось каждой охватывающеи цилиндрическую поверхность ступени упорного диска цилиндрической поверхности подпятника расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы вала, идентичным смещению охватываемого диска, а векторы радиальных смещений упорных дисков расположены под равными углами друг к другу. на цапфе 4 вала, воспринимаются статические и динамические нагрузки от вала. При этом газовые подшипники, образованные подачей газа в зазор между дисковыми поверхностями подпятников 6 и упорных дисков 1, воспринимают осевые нагрузки от вала, а газовые подшипники, образованные подачей газа в зазор между цилиндрическими поверхностями дисков и подпятников, 10 обеспечивает радиальную ориентацию дисков. Предлагаемая конструкция позволяет повысить несущую способность гаэостатического упорного подшипникового узла на

70-80 ® при тех же радиальных габаритах, 15 что позволяет более рационально испольэовать пространство, отведенное под подшипниковый узел, Формула изобретения

Гаэостатический упорный подшипнико20 вый узел, содержащий цапфу вала с кольцевыми проточками, корпуса с каналами подвода сжатого газа и смонтированные вдоль оси вала в корпусе подпятники с питателями, сообщающимися с упомянутыми

25 каналами подвода, а также расположенные

-вдоль оси вала, сопряженные с цапфой вала и размещенные с зазором между подпятниками упорные диски с центральными отверстиями, отличающийся тем, ч1о. с

30 целью повышения несущей способности, упорные диски выполнены с наружной цилиндрической ступенчатой поверхностью и с кольцевыми упорными гребнями нэ повер; хностях центральных отверстий, иентраль35 ные отверстия упорных дисков выполнены с диаметром больше диаметра цапфы вала и каждый из упорных дисков смещен в радиальном направлении относительно продолькой оси цапфы вала с воэможностью

1770626 б 7 TO II

1770626

Т 2

%г с, Составитель А.Тарабрин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Милюкова

Редактор 0,Стенина

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

Заказ 3726 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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