Комбинированная опора

Авторы патента:

Комаров Николай Васильевич (RU)

Савин Леонид Алексеевич (RU)

Кузин Александр Павлович (RU)

Поляков Роман Николаевич (RU)

F16C21/00 - Комбинации из подшипников скольжения с подшипниками качения (F16C 17/24,F16C 19/52 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2561429:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстроходных роторных машинах. Комбинированная опора, содержит корпус с установленными в нем подшипником скольжения, подшипником качения, внутренняя обойма которого установлена неподвижно, с концентрично расположенной в подшипнике скольжения шейкой вала, а также подвижные колодки, закрепленные с возможностью перемещения в пазах. Пазы находятся на внутренней поверхности корпуса, подшипник качения установлен концентрично на валу, при этом внутренняя обойма подшипника качения установлена на валу неподвижно, подвижные колодки установлены с возможностью перемещения под действием поперечных деформаций пьезоэлементов пьезоэлектрического привода, установленного в пазах корпуса и подключенного к источнику напряжения. Технический результат: повышение надежности системы ротор-опора, улучшение динамических характеристик опоры на режимах пуск - останов, обеспечение вращения ротора на пусковых режимах с использованием подшипника качения с выведением его из работы с помощью изменения приложенного к пьезоэлементам напряжения на заданных частотах вращения. 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся роторных машинах.

В качестве прототипа данного технического решения выбрана комбинированная опора, содержащая корпус с установленным в нем подшипником скольжения, а также концентрично расположенный в подшипнике скольжения подшипник качения и шейку вала, которая снабжена подвижными колодками, корпус выполнен с концентрично размещенным относительно подшипника скольжения шипом, а шейка вала выполнена в виде цилиндрической втулки с пазами на ее внутренней поверхности, установленной внутри подшипника скольжения и смонтированной на наружной поверхности подшипника качения посредством упругоустановленных в упомянутых пазах с возможностью перемещения под действием центробежных сил подвижных колодок, при этом внутренняя обойма подшипника установлена неподвижно на шипе корпуса (см. патент РФ №2073801, МПК F16C 21/00, опубликовано 1997 г.).

Недостатком данной опоры является невозможность управления включением и выключением подшипника качения из работы без конструкционных изменений опоры.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, - управляемое включение и выключение подшипника качения из работы за счет изменения напряжения, подаваемого на пьезоэлементы от источника напряжения.

Поставленная задача достигается тем, что комбинированная опора, содержащая корпус с установленными в нем подшипником скольжения, подшипником качения, внутренняя обойма которого установлена неподвижно, с концентрично расположенной в подшипнике скольжения шейкой вала, а также подвижные колодки, закрепленные с возможностью перемещения в пазах, согласно изобретению, пазы находятся на внутренней поверхности корпуса, подшипник качения установлен концентрично на валу, при этом внутренняя обойма подшипника качения установлена на валу неподвижно, подвижные колодки установлены с возможностью перемещения под действием поперечных деформаций пьезоэлементов пьезоэлектрического привода, установленного в пазах корпуса и подключенного к источнику напряжения.

Технический результат применения данного устройства заключается в повышении надежности системы ротор-опора, улучшении динамических характеристик опоры на режимах пуск - останов, обеспечении вращения ротора на пусковых режимах с использованием подшипника качения с выведением его из работы с помощью изменения приложенного к пьезоэлементам напряжения на заданных частотах вращения.

На фиг.1 изображена комбинированная опора, продольный разрез при включении в работу подшипника качения, на фиг.2 изображена комбинированная опора, поперечный разрез при включении в работу подшипника качения, на фиг.3 изображена комбинированная опора, продольный разрез при выключенном из работы подшипнике качения, на фиг.4 изображена комбинированная опора, поперечный разрез при выключенном из работы подшипнике качения, на фиг.5 изображен пьезоэлектрический привод с подвижными колодками при выключенном из работы подшипнике качения, на фиг.6 изображен пьезоэлектрический привод с подвижными колодками при включенном в работу подшипнике качения.

Комбинированная опора содержит корпус 1 с установленным в нем подшипником скольжения 2, в котором концентрично расположена шейка вала 3. На валу 3 концентрично установлен подшипник качения 4, внутренняя обойма которого неподвижно закреплена на валу 3. Корпус 1 имеет пазы 5, в которых находятся подвижные колодки 6, фиксирующие внешнюю обойму подшипника качения 4, и пьезоэлектрический привод 7, состоящий из твердого тела 8, пьезоэлементов 9 и подключенный к источнику напряжения 10.

Устройство работает следующим образом.

При запуске (остановке) машины вращение вала 3 и передача нагрузки на корпус 1 осуществляется через подшипник качения 4, фрикционные колодки 6, твердое тело 8 и пьезоэлементы 9. Фрикционные колодки 6 с твердым элементом 8 прижимаются пьезоэлементами 9 пьезоэлектрического привода 7 к наружной обойме подшипника качения 4. Пьезоэлементы 9 подключены к источнику напряжения 10. Чтобы предотвратить дополнительный износ фрикционных колодок 6, момент сил прижатия должен быть больше момента трения в подшипнике качения 4. Твердое тело 8 выполнено из жаропрочной стали, которая имеет низкие тепловые деформации.

С увеличением скорости вращения вала 3 фрикционные колодки 6 под действием поперечных деформаций пьезоэлементов 9, возникающих за счет падения напряжения, подаваемого источником напряжения 10, смещаются по пазам 5 в радиальном направлении, освобождая наружную обойму подшипника качения 4, которая с этого момента вращается в свободном режиме.

При отсутствии контакта между подшипниками качения 4 и фрикционными подвижными колодками 6 подшипник качения 4 выключен из работы. Передача нагрузки и фиксирование вала 3 на высоких частотах вращения происходит посредством смазочного слоя подшипника скольжения 2, несущая способность которого может создаваться в это время как в результате действия гидродинамического клина, так и за счет гидродинамического эффекта при наличии давления питания.

Комбинированная опора, содержащая корпус с установленными в нем подшипником скольжения, подшипником качения, внутренняя обойма которого установлена неподвижно, с концентрично расположенной в подшипнике скольжения шейкой вала, а также подвижные колодки, закрепленные с возможностью перемещения в пазах, отличающаяся тем, что пазы находятся на внутренней поверхности корпуса, подшипник качения установлен концентрично на валу, при этом внутренняя обойма подшипника качения установлена на валу неподвижно, подвижные колодки установлены с возможностью перемещения под действием поперечных деформаций пьезоэлементов пьезоэлектрического привода, установленного в пазах корпуса и подключенного к источнику напряжения.

Похожие патенты:

Комбинировання опора // 2561199

Комбинированная опора // 2558161

Комбинированная опора // 2525497

Комбинированная опора // 2522746

Комбинированная опора // 2509928

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстроходных роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов).

Комбайн проходческий // 2498063

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано в конструкциях горных машин. Технический результат направлен на уменьшение габаритов и увеличение ресурса работы комбайна проходческого.

Реверсивная комбинированная опора // 2490523

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности, возможности многократных пусков (остановов) и возможности реверсивности движения.

Ось машины // 2428593

Изобретение относится к области машиностроения. .

Подшипниковый узел // 2423627

Изобретение относится к машиностроению, а именно к комбинированным подшипниковым узлам, предназначенным для использования, например, в авиационных агрегатах. .

Комбинированный по виду трения радиальный шарнирно-сферический модуль пинуса (варианты) // 2416042

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к подшипникам, используемым в опорах различных устройств и механизмов. .

Комбинированная опора // 2581792

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов) машины. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем подшипник качения и подшипник скольжения, выполненный в виде втулки с металлическими пластинами. В качестве одной из опорных поверхностей подшипника скольжения на основных режимах работы и установочных элементов в периоды пусков-остановов закреплены упругие металлические пластины, образующие клиновые зазоры с валом, а в корпусе по окружности закреплены электромагнитные катушки, подключенные к источнику питания, к которому присоединены пьезоактуаторы, прижимаемые пружинами. Технический результат: повышение ресурса и надежности системы "ротор - опоры" за счет разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения и активного управления их характеристиками на различных режимах работы роторной машины. 3 ил.

Комбинированная опора с упругими элементами // 2588281

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения. С увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения. На внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении. Технический результат: повышение надежности, долговечности, улучшение динамических характеристик системы ротор - опора и уменьшение амплитуды колебаний ротора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы. 2 ил.

Комбинированная опора // 2602515

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем подшипник скольжения и подшипник качения, расположенные параллельно относительно поверхности вала. Подшипник качения установлен на коническом участке вала через втулку с внутренней конической поверхностью с возможностью перемещения относительно вала в осевом направлении под действием линейных пьезоприводов, установленных в корпусе и подключенных к источникам питания. Технический результат: улучшение динамических характеристик, повышение надежности и ресурса системы "ротор - опоры" за счет включения, выключения подшипника качения из работы под действием линейных пьезоприводов. 2 ил.

Комбинированная опора // 2605228

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов) машины. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем подшипники качения и скольжения. Подшипник скольжения выполнен в виде втулки с металлическими пластинами, закрепленной на валу. В качестве установочных элементов в периоды пусков-остановов закреплены упругие металлические пластины, образующие клиновые зазоры. Упругие металлические пластины закреплены на втулке, установленной на валу, и образуют клиновые зазоры с наружной втулкой, установленной в подшипниках качения. В корпусе по окружности установлены электромагнитные катушки, подключенные к источнику питания, к которому подсоединены пьезоактуаторы, прижимаемые пружинами. Технический результат: повышение ресурса и надежности системы "ротор - опоры" за счет разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения и активного управления их характеристиками на различных режимах работы роторной машины. 3 ил.

Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения // 2605658

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор роторов высокоскоростных машин и агрегатов для обеспечения большей несущей способности при сохранении устойчивого положения ротора, нагруженного радиальными и осевыми нагрузками, при максимально высоких оборотах, а также в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, систем турбонадува в современном автомобилестроении и в микрогазотурбинных электроагрегатах. Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения содержит корпус (1), выполненный в виде втулки с внутренней цилиндрической поверхностью, в котором установлены вкладыши (2) с прикрепленными к ним лепестками (3). В конструкции предусмотрены коническая и цилиндрическая части вала (5) и подшипника (4) скольжения. Поверхность вала (5) между подшипником (6) качения и подшипником (4) скольжения образована шевронными канавками (7). Внутренняя поверхность корпуса (1) выполнена в виде трех участков с разными диаметрами. На наружной поверхности корпуса (1) выполнены отверстия (8) для подвода газа. Технический результат: повышение ресурса и надежности системы «ротор - опоры» путем разделения и дублирования функций подшипников качения и подшипников скольжения. 3 ил.

Комбинированная опора // 2605703

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторно-опорных узлах мало- и средненагруженных турбомашин, в высокочастотных бесконтактных электродвигателях, в турбогенераторах энергетических установок, в криогенных турбодетандерах установок разделения газовых смесей, в холодильных установках, а также в качестве опор, состоящих из комбинации подшипника скольжения и подшипника качения. Комбинированная опора содержит корпус (1) и вал (2), на котором закреплены подшипник (3) качения и газодинамический лепестковый подшипник скольжения с конической опорной поверхностью и подвижной конической втулкой (8). Газодинамический лепестковый подшипник скольжения содержит демпфирующие элементы (11), закрепленные точечной сваркой к креплениям лепестков (13), а также элементы переключения с центробежными грузами (7) и упругими пластинами (6), закрепленными винтами с подвижной конической втулкой (8) с возможностью обеспечения фрикционного контакта. Технический результат: повышение надежности и долговечности, упрощение конструкции, повышение быстроходности и существенное увеличение ресурса работы опоры. 2 ил.

Комбинированная радиальная опора // 2626783

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными нагрузками. Комбинированная радиальная опора содержит корпус (1) подшипника, в пазах которого установлены лепестки (2), охватывающие втулку (3), установленную на цапфе ротора (4). На внутренней поверхности цапфы ротора (4) выполнен кольцевой выступ (5), в торцевую поверхность которого упирается кольцо (6), установленное внутри цапфы ротора (4) и сопряженное с ее внутренней поверхностью. На кольце (6) шарнирно установлены рычаги (7), равномерно расположенные по окружности относительно оси вращения цапфы ротора (4), которые шарнирно связаны с ответными рычагами (8), шарнирно установленными на ответном кольце (9), расположенном внутри цапфы ротора (4) и сопряженном с ее внутренней поверхностью. В торцевую поверхность (10) ответного кольца (9) упирается подвижная втулка (11), поджатая с обратной стороны (12) осевой пружиной (13), ограниченной в осевом направлении гайкой (14), зафиксированной на наружной поверхности цапфы ротора (4). Внутренняя поверхность подвижной втулки (11) выполнена конической и контактирует с ответной конической поверхностью обоймы шарикоподшипника (15), внутреннее кольцо которого установлено на внутреннем корпусе (16), механически связанном крышкой (17) с корпусом (1) подшипника. Шарикоподшипник (15) закрыт уплотнениями (18), содержащими консистентную смазку. Технический результат: повышение ресурса опоры, снижение тепловыделения и обеспечение транспортировки турбомашины без повреждения лепесткового газодинамического подшипника. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.