Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения
Владельцы патента RU 2489615:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет - УНПК") (RU)
Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными и осевыми нагрузками, при необходимости обеспечить большую несущую способность при сохранении устойчивого положения ротора, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении и в микрогазотурбинных электроагрегатах. Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения содержит охватывающую цапфу вала втулку, с расположенными на ее внутренней поверхности пазами, в которые вставлены вкладыши с лепестками. Для обеспечения большей несущей способности при сохранении устойчивости ротора в конструкции предусмотрены цилиндрическая и коническая поверхности подшипника и вала. Технический результат: повышение надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы, устойчивости движения и подавление биения валов и роторов. 3 ил.
Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными и осевыми нагрузками, при необходимости обеспечить большую несущую способность при сохранении устойчивого положения ротора, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении и в микрогазотурбинных электроагрегатах.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является радиально-упорная газодинамическая лепестковая опора, содержащая охватывающую цапфу вала втулку с расположенными на ее внутренней поверхности пазами, в которых вставлены лепестки (Патент USA, №6505837 от 14.01.2003, МПК F01D 11/02; F16C 17/12: Compliant foil seal. Hooshang Heshmat).
Недостатком известной радиально-упорной газодинамической опоры является то, что при значительных радиальных нагрузках происходит контакт вала с втулкой, вследствие чего происходит повышенный износ поверхностей лепестков, что приводит к снижению долговечности, надежности и ресурса работы всего подшипникового узла.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы, устойчивости движения и подавлении биений валов и роторов.
Поставленная задача достигается тем, что радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения, содержащий охватывающую цапфу вала втулку с расположенными на ее внутренней поверхности пазами, в которые вставлены вкладыши с лепестками, в отличие от прототипа имеет цилиндрическую и коническую части, что позволяет обеспечить большую несущую способность при сохранении устойчивого положения ротора.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 схематически представлен комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения, продольный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус подшипника 1.
Предлагаемый комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник представляет собой опору скольжения и состоит из корпуса 1 в виде втулки с внутренней цилиндрической и конической поверхностями, в пазы которых вставлены вкладыши 2, с прикрепленными к ним лепестками 3, и вала 4. Корпус 1 охватывает вкладыши 2, которые крепятся к корпусу посредством винтов 5, и на внутренней поверхности имеет продольные пазы. Лепестки 3 крепятся к вкладышам 2 с помощью точечной сварки. Смазочный материал (газ) затягивается в рабочую область через зазоры между лепестками 3 и валом 4. Лепестки 3, вставленные в пазы, образуют многолепестковую упругую поверхность и расположены внахлест. На внешнюю поверхность лепестков 3 нанесено антифрикционное покрытие.
Предлагаемый комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник работает следующим образом.
При незначительных радиальных нагрузках основную несущую способность обеспечивает цилиндрическая часть подшипника, однако, при увеличении радиальной нагрузки возникает не устойчивость в его работе, которая снижается за счет конической части.
При незначительных осевых нагрузках несущая способность обеспечивается конической частью подшипника, при увеличении осевой нагрузки вал смещается в сторону корпуса подшипника, вследствие чего начинает работать подпятник, состоящий из расположенных внахлест лепестков.
При увеличении частоты вращения вала в смазочном слое рабочего зазора комбинированного радиально-осевого лепесткового подшипника скольжения возникает избыточное газодинамическое давление. Упругая поверхность лепестков 3 при этом прогибается, в результате чего увеличивается зазор. Толщина лепестков составляет 0,1-0,4 мм, количество лепестков лежит в пределах 3-12.
Предлагаемый комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник обеспечивает высокий уровень разделения несущих поверхностей в условиях значительных осевых нагрузках. Данную конструкцию можно в определенной мере рассматривать как комбинацию конического и цилиндрического газодинамических подшипников.
Предлагаемый комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения позволит повысить надежность и долговечность подшипникового узла, ресурс работы и устойчивость движения.
Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения, содержащий охватывающую цапфу вала втулку с расположенными на ее внутренней поверхности пазами, в которые вставлены вкладыши с лепестками, отличающийся тем, что в конструкции предусмотрены коническая и цилиндрическая части вала и подшипника, которые позволяют сохранять устойчивое положение ротора и обеспечить большую несущую способность.
