Лепестковый мехатронный газодинамический подшипник

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 системах турбонаддува в современном автомобилестроении. Лепестковый мехатронный газодинамический подшипник содержит корпус, в паз которого вставлены тонкий лепесток, круговой гофрированный элемент и пьезоэлементы. В продольные пазы корпуса вставлены пакетные пьезоэлементы, изменяющие форму опорной поверхности подшипника воздействием на круговой гофрированный элемент в радиальном направлении, позволяющие снимать данные о положении вала и деформациях опорной поверхности, а также варьировать жесткостью опорной поверхности. Технический результат: улучшение динамических характеристик высокоскоростного ротора, повышение надежности и энергоэффективности подшипникового узла, а также ресурса работы при многократных пусках и остановах. 3 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 лепестковый газодинамический подшипник с активным управлением, который является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержащий корпус, в который вставлены пьезоактуаторы, расположенные равномерно по окружности корпуса, и тонкий лепесток, (см. патент РФ №2568005, МПК F16C 17/12, опубл. 10.11.2015 г.).

Недостатком является значительное количество пьезоэлектрических актуаторов и, следовательно, высокое энергопотребление, сложность управления и недостаточная надежность подшипникового узла.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в улучшении динамических характеристик высокоскоростного ротора, повышении надежности и энергоэффективности подшипникового узла, а также ресурса работы при многократных пусках и остановах.

Техническая задача достигается тем, что в лепестковом мехатронном газодинамическом подшипнике содержится корпус, в паз которого вставлены тонкий лепесток, круговой гофрированный элемент и пьезоэлементы, согласно изобретению, в продольные пазы корпуса вставлены пакетные пьезоэлементы, изменяющие форму опорной поверхности подшипника воздействием на круговой гофрированный элемент в радиальном направлении, позволяющие снимать данные о положении вала и деформациях опорной поверхности, а также варьировать жесткостью опорной поверхности.

Технический результат заключается в улучшении динамических характеристик высокоскоростного ротора, повышении надежности и энергоэффективности подшипникового узла, а также ресурса работы при многократных пусках и остановах.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен лепестковый мехатронный газодинамический подшипник в момент пуска и останова, на фиг. 2 изображен вид пьезоактуатора при наличии электрического напряжения, на фиг. 3 изображен пьезоактуатор при включенном и выключенном состоянии.

Лепестковый мехатронный газодинамический подшипник (фиг. 1) представляет собой опору скольжения, состоящую из корпуса 1, выполненного в виде втулки с продольными пазами 2, в которых размещены пакетные пьезоэлементы 3, защищенные от износа защитными колпачками 4, управляемые посредством подачи необходимого значения напряжения на провода 5. Для создания упругоподатливой рабочей поверхности корпус 1 подшипника имеет продольный паз 6, в котором при помощи призматической шпонки 7 закреплены круговой гофрированный элемент 8 и тонкий лепесток 9, охватывающий вал 10.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии электрического напряжения на проводах 5 пакетных пьезоэлементов 3 круговой гофрированный элемент 8 и лепесток 9 формируют цилиндрическую опорную поверхность - конструкция функционирует как однолепестковый газодинамический подшипник (фиг. 1 и 3). Во время работы при достижении заданной частоты вращения или при возникновении опасных колебаний, связанных с потерей устойчивости, на провода 5 (фиг. 2 и 3) подается необходимое напряжение, пакетные пьезоэлементы 3 увеличиваются в размерах, воздействуя через защитные колпачки 4 на круговой гофрированный элемент 8, который деформирует тонкий лепесток 9, перестраивая цилиндрическую упругую опорную поверхность в многоклиновую. При этом возникают равномерно расположенные по окружности эпюры давления, что приводит к минимизации амплитуды колебаний и повышению устойчивости движения.

Лепестковый мехатронный газодинамический подшипник, содержащий корпус, в паз которого вставлены тонкий лепесток, круговой гофрированный элемент и пьезоэлементы, отличающийся тем, что в продольные пазы корпуса вставлены пакетные пьезоэлементы, изменяющие форму опорной поверхности подшипника воздействием на круговой гофрированный элемент в радиальном направлении, позволяющие снимать данные о положении вала и деформациях опорной поверхности, а также варьировать жесткостью опорной поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механическому узлу из двух механических деталей, вращающихся одна относительно другой и позволяющих получить самоцентрирующийся гидростатический подшипник.

Изобретение относится к деталям машин, а именно к конструкциям радиальных и упорных газостатических подшипников, предназначенных для использования, в частности, в высокоскоростных роторных системах, например компрессорах, турбинах, электрогенераторах.

Изобретение относится к упорным подшипникам, используемым в турбомашинах или в другом оборудовании с вращающимися элементами. Упорный подшипник (16) содержит один или более вкладышей (24), которые прикреплены к податливому корпусу (38) подшипника и каждый из которых имеет упорную поверхность, а также устройство подачи находящегося под давлением газового смазочного материала к упорной поверхности вкладышей (24) и демпфирующее устройство (26, 28), работающее параллельно с податливым корпусом.

Изобретение относится к области ячеистых гидравлических гидростатических подшипников, предназначенных для поддержания вращающихся валов, в частности, турбонасосов для ракетного двигателя, предназначенных для создания давления текучей среды.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к самоустанавливающимся колодочным подшипникам, и может быть применено в конструкциях быстроходных компрессоров, газовых и паровых турбин, насосов и других машин.

Изобретение относится в целом к подшипниковым узлам и, более конкретно, к радиально-подшипниковым узлам, содержащим упруго установленные газодиффузионные вкладыши подшипников.

Изобретение относится в целом к подшипниковым узлам и, в частности, к подшипниковым узлам скольжения, содержащим упругосмонтированные вкладыши подшипников с диффундирующим газом.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиальным лепестковым газодинамическим подшипникам, и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных турбомашин.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления подшипников и регулирования вибраций вала как в высокооборотных устройствах, например турбинах, так и в низкооборотных, например инкубаторах.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шпиндельных узлах прецизионных и тяжелых металлорежущих станков, а также станков для высокоскоростной обработки и микрообработки.

Изобретение относится к упорным подшипникам, используемым в турбомашинах или в другом оборудовании с вращающимися элементами. Упорный подшипник (16) содержит один или более вкладышей (24), которые прикреплены к податливому корпусу (38) подшипника и каждый из которых имеет упорную поверхность, а также устройство подачи находящегося под давлением газового смазочного материала к упорной поверхности вкладышей (24) и демпфирующее устройство (26, 28), работающее параллельно с податливым корпусом.

Изобретение относится к подшипникам скольжения с газовой смазкой, используемым в опорах роторов высокоскоростных турбомашин. Подшипниковый узел включает радиальный и осевой ленточные подшипники, устройство управления преднатягом для регулирования жесткостью подшипника во время работы, систему электромагнитной разгрузки для снижения амплитуды колебаний ротора и разгрузочный элемент, повышающий предельную нагрузку на подшипник без повреждения гофрированных лент.

Изобретение относится в целом к подшипниковым узлам и, более конкретно, к радиально-подшипниковым узлам, содержащим упруго установленные газодиффузионные вкладыши подшипников.

Изобретение относится в целом к подшипниковым узлам и, в частности, к подшипниковым узлам скольжения, содержащим упругосмонтированные вкладыши подшипников с диффундирующим газом.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиальным лепестковым газодинамическим подшипникам, и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных турбомашин.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления подшипников и регулирования вибраций вала как в высокооборотных устройствах, например турбинах, так и в низкооборотных, например инкубаторах.

Изобретение относится к деталям машин, а именно к конструкциям радиальных подшипников скольжения, используемых в высокоскоростных роторных системах, например, компрессоров, турбин, электрогенераторов.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено во всех отраслях промышленности в качестве главного элемента как осевых, так и радиальных опор скольжения, работающих с принудительной подачей смазки.

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.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в высокоскоростных механизмах. Опорный подшипниковый узел включает вал (2), подшипник, в зазоре между которыми размещены лепестки, выполненные с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор (3) между валом (2) и рабочей поверхностью подшипника.

Изобретение относится к подшипникам скольжения с газовой смазкой, используемым в опорах роторов высокоскоростных турбомашин. Подшипниковый узел включает радиальный и осевой ленточные подшипники, устройство управления преднатягом для регулирования жесткостью подшипника во время работы, систему электромагнитной разгрузки для снижения амплитуды колебаний ротора и разгрузочный элемент, повышающий предельную нагрузку на подшипник без повреждения гофрированных лент.

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 системах турбонаддува в современном автомобилестроении. Лепестковый мехатронный газодинамический подшипник содержит корпус, в паз которого вставлены тонкий лепесток, круговой гофрированный элемент и пьезоэлементы. В продольные пазы корпуса вставлены пакетные пьезоэлементы, изменяющие форму опорной поверхности подшипника воздействием на круговой гофрированный элемент в радиальном направлении, позволяющие снимать данные о положении вала и деформациях опорной поверхности, а также варьировать жесткостью опорной поверхности. Технический результат: улучшение динамических характеристик высокоскоростного ротора, повышение надежности и энергоэффективности подшипникового узла, а также ресурса работы при многократных пусках и остановах. 3 ил.

Наверх