Подшипниковый узел ротора винтового компрессора

Изобретение относится к подшипниковым узлам ротора винтового компрессора. Подшипниковый содержит последовательно установленные опорный роликовый подшипник (1) и радиально-упорные подшипники (2) качения с осевым предварительным натягом, а также два самоустанавливающихся элемента (3, 4), установленных с обеих сторон от радиально-упорных подшипников (2) качения. Элементы (3, 4) выполнены в виде двух втулок, сопряженных друг с другом по сферической поверхности, центр которой расположен на оси ротора. Одна из втулок выполнена с форсункой для подвода масла в подшипники (2), связанной с диаметральной канавкой, выполненной на ее сферической поверхности. Изобретение направлено на повышение надежности работы подшипникового узла ротора винтового компрессора за счет обеспечения компенсации перекосов упорных поверхностей, возникающих от прогиба вала ротора при работе компрессора. 4 ил.

 

Изобретение относится к области компрессоростроения, преимущественно к винтовым компрессорам, в частности к подшипниковым узлам ротора винтового компрессора.

В конструкции винтовых компрессоров в качестве опор роторов, в зависимости от их нагрузок, используются подшипники качения и подшипники скольжения. При прочих равных условиях подшипники качения обладают собственными основными преимуществами. Так у данного типа подшипников коэффициент трения качения на порядок меньше коэффициента трения скольжения, поэтому и расход масла значительно меньше, чем на подшипники скольжения. Как следствие, это уменьшает габариты элементов системы смазки, повышает удобство обслуживания и ремонта. Также подшипники скольжения имеют относительно невысокую стоимость.

В зависимости от воспринимаемой в компрессоре нагрузки подшипники качения подразделяются на радиальные (опорные) и осевые (упорные) подшипники. Опорные и упорные подшипники собираются в пакет (подшипниковый узел) образующий достаточно жесткую конструкцию.

Надежность подшипников качения, при прочих равных условиях, в значительной мере зависит от точности изготовления посадочных поверхностей под их установку. При изготовлении корпусов компрессоров, а также подшипниковых шеек, роторов винтовых компрессоров и других машин, всегда имеются погрешности от их идеальной геометрической формы и взаимного расположения посадочных мест подшипников на валах и корпусах.

Накопление погрешностей значительно снижает реальную площадь контакта упорных поверхностей подшипника, что является причиной вибрации, щелевой фреттинг-коррозии и, как следствие, преждевременного выхода из строя подшипников.

Известен подшипниковый узел ротора винтового компрессора, содержащий установленные в линию опорный роликовый подшипник, воспринимающий радиальные нагрузки, и упорные шариковые подшипники, воспринимающие осевые нагрузки, между которыми устанавливается форсунка подачи масла. Данные элементы образуют единый пакет. [И.Г. Хисамеев, В.А. Максимов. Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры: теория, расчет и проектирование. Казань: изд-во «Фэн», 2000 - 638 с. - JSBN5-7544-0153-1, с. 19-20].

В данной конструкции радиально-упорные шарикоподшипники внутренней обоймой устанавливаются на вал по переходной посадке, их наружные обоймы являются свободными. Опорный роликовый подшипник внутренней обоймой устанавливается по посадке с натягом, а наружной обоймой по переходной посадке для возможности монтажа/демонтажа и повторного использования подшипников. Таким образом радиально-упорные шарикоподшипники находятся под действием осевого предварительного натяга.

Недостатком данного подшипникового узла является зависимость рабочего ресурса подшипников от точности изготовления установочных поверхностей.

Поскольку требования к точности обработки поверхностей под установку подшипников достаточно жесткие, они не всегда могут быть выдержаны на предприятии-изготовителе, особенно когда обработка расточек корпуса компрессора под подшипники ведутся консольно на достаточно большой длине.

Основной погрешностью, влияющей на работоспособность подшипников, является несоосность мест под установку подшипников на валу и корпусе. Эта погрешность приводит к перекосу ротора.

Для винтовых компрессоров следует различать два вида перекоса ротора:

1. Перекос ротора в результате изготовления компрессора;

2. Перекос ротора при работе компрессора, за счет прогиба ротора под действием на нем циклической нагрузки от радиальной газовой силы.

Способность радиально-упорного подшипника компенсировать угловой перекос наружного кольца по отношению к внутреннему, как следствие ошибок в соосности расточек и прогиба ротора при работе компрессора, ограничена тремя угловыми минутами (в соответствии с рекомендациями производителя подшипников).

Изначальный перекос, полученный на упорной поверхности расточки корпуса компрессора, приводит к перекашиванию наружной обоймы упорного роликового подшипника и упорных шариковых подшипников относительно внутренней обоймы. Образовавшийся угловой перекос может компенсироваться только усилием, возникающим между шариками и дорожками качения, в результате чего возрастают нагрузки на шарики и сепаратор. В результате перекосов возрастают потери на трение подшипников, увеличивается расход масла на подшипники, возникает повышенный износ дорожек шарикоподшипников, вибрация, шум, что приводит к сокращению срока службы подшипников. Дополнительным фактором, снижающим ресурс подшипников является щелевая фреттинг-коррозия между валом и внутренней обоймой упорного подшипника, возникающая в результате вибрационного движения с микроскопической амплитудой и прогиба консоли ротора при работе компрессора вследствие недостаточной жесткости.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности работы подшипникового узла ротора винтового компрессора и увеличение его рабочего ресурса, за счет обеспечения компенсации перекосов упорных поверхностей, возникающих при их изготовлении, а также в результате прогиба вала ротора при работе компрессора.

Технический результат достигается тем, что подшипниковый узел винтового компрессора, содержащий последовательно установленные опорный роликовый подшипник и радиально-упорные подшипники качения с предварительным натягом содержит два самоустанавливающихся элемента, установленных с обеих сторон от радиально-упорных подшипников качения и выполненных в виде двух втулок, сопряженных друг с другом по сферической поверхности, центр которой находится на оси ротора, причем одна из втулок выполнена с форсункой для подвода масла в подшипники качения и сообщенной с ней диаметральной канавкой, выполненной на сферической поверхности втулки.

Установка с двух сторон от радиально-упорных подшипников качения самоустанавливающихся элементов, выполненных в виде двух втулок, сопряженных друг с другом по сферической поверхности, и выполнение одной из втулок самоустанавливающегося элементы с форсункой для подвода масла в подшипники качения и связанной с этой форсункой диаметральной канавкой, выполненной на сферической поверхности втулки, центр которой находится на оси ротора, обеспечивает подвижность самоустанавливающихся элементов относительно друг друга, что позволяет при возникновении прогибов ротора во время работы компрессора, компенсировать перекосы упорных поверхностей, обеспечивая при этом плотное прилегание и жесткую связь всей цепочки подшипников в линейном направлении.

Сущность изобретения поясняется графически на фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого подшипникового узла винтового компрессора; на фиг. 2 - вид А фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б фиг. 3; на фиг. 4 представлена общая схема ротора винтового компрессора на опорах.

Подшипниковый узел винтового компрессора содержит опорный роликовый подшипник 1, ряд радиально-упорных подшипников качения 2, и два самоустанавливающихся элемента 3 и 4 (фиг. 1). Самоустанавливающийся элемент 3 размещается на роторе между наружными обоймами опорного роликового подшипника 1 и соседнего с ним радиально-упорного подшипника качения 2, а самоустанавливающийся элемент 4 установлен по другую сторону от радиально упорных подшипников 2 между наружной обоймой крайнего из подшипников 2 и тарельчатой пружиной 5.

Самоустанавливающийся элемент 3 (Фиг. 2) состоит из двух частей: втулок 6 и 7 сопряженных по сферической поверхности радиусом Rсф, центр которой находится на оси ротора (фиг. 4). Втулка 6 выполнена с форсункой 8 и имеет плоскую упорную поверхность с одной стороны и выпуклую сферическую поверхность с другой стороны. Втулка 7 имеет ответную втулке 6 вогнутую сферическую поверхность с одной стороны и плоскую упорную поверхность с другой стороны. На сферической поверхности втулки 6 выполнена диаметральная канавка 9, сообщенная с форсункой 8. Конструкция самоустанавливающегося элемента 4 аналогична конструкции самоустанавливающегося элемента 3. Самоустанавливающийся элемент 4 (Фиг. 3) состоит из втулки 10 с форсункой 11 и с сообщенной с ней диаметральной канавкой 12 и втулки 13.

При работе винтового компрессора на роторы действуют осевые и радиальные нагрузки. Под воздействием радиальных сил на консольной части ротора под действием циклической нагрузки от радиальных газовых сил возникают прогибы 16 (фиг. 4).

Смещение внешней обоймы опорного роликового подшипника 1, в следствии отклонения от допуска перпендикулярности опорной поверхности расточки корпуса 14 подшипника, будет скомпенсировано за счет прилегания втулки 6 к подшипнику 1, а требуемая перпендикулярность упорной поверхности под установку радиально - упорного шарикоподшипника 2 будет обеспечена плотным прилеганием втулки 6 к втулке 7 по сферической поверхности. Подвижность втулок 6 и 7 относительно друг друга обеспечивается за счет смазывания их зоны контакта рабочим маслом из диаметральной канавки 9, связанной с форсункой 8, которая, в свою очередь, связана с системой 15 подачи масла в подшипниковый узел.

Плотное прилегание тарельчатой пружины 5 и жесткость подшипникового узла осуществляется установкой сопряженных по сферической поверхности втулок 10 и 13.

Таким образом, самоустанавливающиеся элементы 3 и 4 за счет подвижности в них втулок 6,7,10,13 позволяют устранить погрешности изготовления, обеспечить требуемую перпендикулярность упорных поверхностей подшипников, плотное прилегание элементов подшипникового узла и сохранение жесткой связи при перекосах поверхностей. Данная конструкция позволяет обеспечить допустимые значения по смещению наружного кольца шарикоподшипника относительно внутреннего, что способствует равномерному распределению нагрузки на шарики и улучшению вибросостояния компрессора в целом. Снижение микровибраций внутреннего кольца подшипников исключает образование фреттинг-коррозии на шейках вала компрессора и внутренней обоймы подшипника, что способствует увеличению долговечности элементов компрессора и надежности компрессора в целом.

Подшипниковый узел ротора винтового компрессора, содержащий последовательно установленные опорный роликовый подшипник и радиально-упорные подшипники качения с осевым предварительным натягом, отличающийся тем, что он снабжен двумя самоустанавливающимися элементами, установленными с обеих сторон от радиально-упорных подшипников качения и выполненными в виде двух втулок, сопряженных друг с другом по сферической поверхности, центр которой расположен на оси ротора, причем одна из втулок выполнена с форсункой для подвода масла в подшипники качения и связанной с этой форсункой диаметральной канавкой, выполненной на сферической поверхности втулки.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к насосам и способам перекачивания с помощью этих насосов. Насос 10 содержит по меньшей мере два устройства 40, 60 для перемещения текучей среды.

Изобретение относится к горизонтальному спиральному компрессору для использования в составе холодильных установок и систем кондиционирования воздуха на установках подвижного типа.

Изобретение относится к спиральным компрессорам системы охлаждения. Компрессор содержит нагнетательный парубок, корпус 1 с полостями 2 и 3 высокого и низкого давления, размещенные в корпусе 1 электродвигатель 4, связанную с его ротором подвижную спираль 5, связанную с корпусом 1 неподвижную спираль 6 и масляную систему.

Группа изобретений относится к компрессорному элементу винтового компрессора. Компрессорный элемент (2) содержит корпус (4) с входным и выходным отверстиями на входной и выходной сторонах (9, 11) соответственно и двумя роторными камерами (5), в которых установлены ведущий ротор (6) с приводом и ведомый ротор (7), приводимый в действие ротором (6) посредством синхронизирующих зубчатых колес (24 и 25).

Группа изобретений относится к компрессору или вакуумному насосу. Компрессор или вакуумный насос содержат корпус (2), имеющий впуск (3) и выпуск (4) охлаждающего газа, вентилятор, установленный на впуске (3), камеру сжатия, в случае компрессора, или вакуумную камеру, в случае вакуумного насоса (1), приводной модуль и глушитель.

Изобретение относится к винтовой компрессорной установке, предназначенной для компримирования углеводородных газов. Система маслообеспечения установки содержит линию возврата масла 22 в маслоотделитель 8 с установленным на ней регулирующим клапаном 23.

Группа изобретений относится к системам перекачивания текучей среды и к способам управления таким перекачиванием. Система содержит насос с регулируемой частотой вращения и/или регулируемым крутящим моментом для перекачивания текучей среды, по меньшей мере один узел пропорционального регулирующего клапана, исполнительный механизм, приводимый в действие текучей средой для управления нагрузкой, и устройство управления, устанавливающее частоту вращения и/или крутящий момент насоса, и положение по меньшей мере одного узла пропорционального регулирующего клапана.

Группа изобретений относится к системе маслозаполненного винтового компрессора и к способу для ее модификации. Система включает в себя первую систему подачи смазочного масла к винтовым частям и вторую систему подачи на подшипник.

Настоящее изобретение относится к винтовому компрессору. Компрессор состоит из компрессорного элемента (2) с корпусом (4), в котором установлены на подшипниках винтовые роторы, и редуктора (3) с корпусом (14), имеющим установочную поверхность, прикрепленную к установочной поверхности корпуса (4).

Группа изобретений относится к шумоподавляющему устройству для масляного насоса. Устройство имеет корпус 12, содержащий впускное отверстие и выпускное отверстие с осью корпуса 12, проходящей между впускным отверстием и выпускным отверстием, множество каналов, каждый из которых содержит соответствующий первый конец канала для сообщения с выпускным отверстием и соответствующий второй конец канала, противоположный указанному первому концу, для сообщения с указанным резервуаром.

Группа изобретений относится к компрессорному элементу винтового компрессора. Компрессорный элемент (2) содержит корпус (4) с входным и выходным отверстиями на входной и выходной сторонах (9, 11) соответственно и двумя роторными камерами (5), в которых установлены ведущий ротор (6) с приводом и ведомый ротор (7), приводимый в действие ротором (6) посредством синхронизирующих зубчатых колес (24 и 25).

Изобретение относится к винтовой компрессорной установке, предназначенной для компримирования углеводородных газов. Система маслообеспечения установки содержит линию возврата масла 22 в маслоотделитель 8 с установленным на ней регулирующим клапаном 23.

Группа изобретений относится к системе маслозаполненного винтового компрессора и к способу для ее модификации. Система включает в себя первую систему подачи смазочного масла к винтовым частям и вторую систему подачи на подшипник.

Настоящее изобретение относится к винтовому компрессору. Компрессор состоит из компрессорного элемента (2) с корпусом (4), в котором установлены на подшипниках винтовые роторы, и редуктора (3) с корпусом (14), имеющим установочную поверхность, прикрепленную к установочной поверхности корпуса (4).

Изобретение относится к винтовому элементу вакуумного насоса с масляным уплотнением. Элемент (1) содержит два взаимодействующих друг с другом винтовых ротора (3), установленных с возможностью вращения в корпусе (2).

Группа изобретений относится к винтовому компрессору. Компрессор включает в себя корпус, два винтовых ротора (26, 28), по меньшей мере один золотник (52, 54), который является подвижным в направлении перемещения параллельно осям ротора (26, 28), устройство (152) регистрации положения по меньшей мере для одного золотника, которое имеет сопряженный по меньшей мере с одним золотником элемент (156, 158) индикации местоположения.

Группа изобретений относится к способу регулирования компрессорного устройства с впрыском масла. В способе регулирования компрессорного устройства (1), содержащего компрессорный элемент (2), охладитель (18), масляный контур (14) с маслом (15) и с перепускной трубой (20) вне охладителя (18), масло (15) впрыскивают в элемент (2) с помощью вентилятора (9) через охладитель (18).

Группа изобретений относится к винтовому компрессорному элементу и винтовому компрессору. Винтовой компрессорный элемент (1) содержит корпус (3) и два винтовых ротора (4в, 4b), которые с возможностью вращения закреплены в корпусе (3) в двойной цилиндрической камере (2).
Группа изобретений относится к области вакуумной техники. Насосная система (SP), предназначенная для создания вакуума, включает основной безмасляный винтовой насос (3), в котором имеется заборный впуск (2) для газа, соединенный с вакуумной камерой (1), и выпуск (4) для выдува газа, выходящий в канал (5) отведения газа в направлении выпуска (8) для выхода газа из насосной системы.

Изобретение относится к области винтовых роторов для объемных гидравлических машин. Пара взаимодействующих винтовых роторов содержит охватываемый и охватывающий роторы.

Группа изобретений относится к подшипниковому узлу забойного двигателя. Подшипниковая секция для забойного двигателя содержит кольцевой резервуар для масла, расположенный в радиальном направлении между оправкой и корпусом и проходящий в осевом направлении между верхним поворотным уплотнением, расположенным между оправкой и корпусом, и нижним поворотным уплотнением, расположенным между оправкой и корпусом, причем часть кольцевого резервуара для масла образует кольцевую вторую подшипниковую камеру, имеющую нижний конец, ограниченный кольцевым нижним выступом, относящимся к оправке, и верхний конец, ограниченный кольцевым верхним выступом, относящимся к корпусу; упорный подшипник, расположенный во второй подшипниковой камере и выполненный с возможностью выдерживания сжимающих нагрузок между верхним и нижним выступами при действии осевого сжатия на указанную подшипниковую секцию.

Изобретение относится к подшипниковым узлам ротора винтового компрессора. Подшипниковый содержит последовательно установленные опорный роликовый подшипник и радиально-упорные подшипники качения с осевым предварительным натягом, а также два самоустанавливающихся элемента, установленных с обеих сторон от радиально-упорных подшипников качения. Элементы выполнены в виде двух втулок, сопряженных друг с другом по сферической поверхности, центр которой расположен на оси ротора. Одна из втулок выполнена с форсункой для подвода масла в подшипники, связанной с диаметральной канавкой, выполненной на ее сферической поверхности. Изобретение направлено на повышение надежности работы подшипникового узла ротора винтового компрессора за счет обеспечения компенсации перекосов упорных поверхностей, возникающих от прогиба вала ротора при работе компрессора. 4 ил.

Наверх