Многолепестковый газодинамический подшипник с активным управлением
Владельцы патента RU 2581101:
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 нагрузками, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении. Многолепестковый газодинамический подшипник с активным управлением содержит корпус, в пазы которого внахлест друг другу вставлены лепестки, расположенные равномерно по окружности корпуса. В корпус вставлены пьезоактуаторы, на которые опираются крепления лепестков, а также позволяющие снимать данные о положении вала и деформациях опорной поверхности и варьировать жесткостью опорной поверхности. Технический результат: повышение надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы, устойчивости движения и подавление биений валов и роторов за счет пьезоактуаторов, с помощью которых можно контролировать и управлять жесткостью опорной поверхности. 4 ил.
Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными нагрузками, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении.
Известен многолепестковый газодинамический подшипник, который является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержащий корпус, в пазы которого внахлест друг другу вставлены лепестки (см. патент US №4178046, МПК F16C 17/12, опубл. 11.12.1979 г.).
Недостатком является пониженная надежность и долговечность подшипникового узла.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в улучшении динамики системы «ротор-опора», в повышении надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы, устойчивости движения и подавлении биений валов и роторов.
Техническая задача достигается тем, что в многолепестковом газодинамическом подшипнике с активным управлением содержится корпус, в пазы которого внахлест друг другу вставлены лепестки, расположенные равномерно по окружности корпуса, согласно изобретению в корпус вставлены пьезоактуаторы, на которые опираются крепления лепестков, а также позволяющие снимать данные о положении вала и деформациях опорной поверхности и варьировать жесткостью опорной поверхности.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы, устойчивости движения и подавлении биений валов и роторов за счет пьезоактуаторов, с помощью которых можно контролировать и управлять жесткостью опорной поверхности.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен многолепестковый газодинамический подшипник с активным управлением, поперечный разрез, на фиг. 2 - то же, продольный разрез. На фиг. 3 изображен увеличенный вид пьезоактуатора при отсутствии электрического напряжения, на фиг. 4 - увеличенный вид пьезоактуатора при наличии электрического напряжения.
Предлагаемый многолепестковый газодинамический подшипник с активным управлением представляет собой опору скольжения, состоящую из корпуса 1 (фиг. 1), выполненного в виде втулки с радиальными отверстиями 2, в которые вкручены пьезоактуаторы 3, состоящие из гайки 4 с отверстиями 5 для проводов, в которую вставлены пьезоэлементы 6 и штифты 7. Корпус имеет продольные пазы (фиг. 2) 8, в которые вставлены подвижные элементы 9, являющиеся в то же время опорами тонких лепестков 10, охватывающих вал 11.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии электрического напряжения на проводах пьезоактуаторов 3 и в сети, пьезоэлементы 6 не увеличиваются в размерах, подвижные элементы 9 занимают крайнее нижнее положение (фиг. 3) и не участвуют в работе подшипника, который функционирует как многолепестковый газодинамический подшипник. Во время работы подвижные элементы 9 воспринимают нагрузки, действующие на лепестки 10 со стороны вала 11, и передают их через штифты 7 на пьезоэлементы 6, которые под действием нагрузки выдают ток в сеть (фиг. 4). Прогибы каждого отдельного лепестка 10 прямо пропорциональны изменению величины силы тока в цепи, что позволяет регистрировать прогибы, а путем увеличения подводимого тока воздействовать на жесткость лепестков 10 и всего подшипника в целом.
Многолепестковый газодинамический подшипник с активным управлением, содержащий корпус, в пазы которого внахлест друг другу вставлены лепестки, расположенные равномерно по окружности корпуса, отличающийся тем, что в корпус вставлены пьезоактуаторы, на которые опираются крепления лепестков.
