Упорный лепестковый газодинамический подшипник

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам скольжения с газовой смазкой, используемым в качестве опор роторов высокоскоростных турбомашин различного назначения, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов). Упорный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус (1), выполненный в виде диска с радиальными пазами (2), в которые вставлены лепестки, зафиксированные креплениями лепестков при помощи винтов (5). Упругие элементы размещены в секторном возвышении (9) и выполнены в виде тонкостенных секторов с первичным изгибом с возможностью деформирования под действием центробежных грузов, соприкасающихся с внутренней радиусной поверхностью упругих элементов и приводящих к изгибу лепестков, зафиксированных креплениями, изменению осевого зазора и коэффициента жесткости пропорционально скорости вращения. Технический результат: минимизация пускового момента, снижение износа поверхности упругих элементов в моменты пуска и останова, повышение надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы и устойчивости движения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам скольжения с газовой смазкой, используемым в качестве опор роторов высокоскоростных турбомашин различного назначения, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов).

Известен гибридный упорный подшипник скольжения, который является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержащий два диска, в которые вставлены гофрированные и гладкие упругие элементы, а также центральный диск с канавками для, повышения грузоподъемности и устойчивости движения (см. патент US №2018/0156267 А1, МПК F16С 17/045, опубл. 2018).

Недостатком известного гибридного упорного подшипника является высокий пусковой момент трения, что приводит к неравномерной работе оборудования, повышенному износу поверхностей лепестков, к снижению долговечности, надежности и ресурса работы всего подшипникового узла.

Технической задачей изобретения является минимизация пускового момента, снижение износа поверхности упругих элементов в моменты пуска и останова, повышение надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы и устойчивости движения.

Поставленная задача достигается тем, что упорный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус, выполненный в виде диска, представляющий собой двухстороннюю опору скольжения с лепестками и упругими элементами, согласно изобретению, упругие элементы размещены в специальном секторном возвышении, выполнены в виде тонкостенных секторов с первичным изгибом с возможностью деформирования под действием центробежных грузов, соприкасающихся с внутренней радиусной поверхностью упругих элементов и приводящих к изгибу лепестков, зафиксированных креплениями, изменению осевого зазора и коэффициента жесткости пропорционально скорости вращения.

Технический результат заключается в наличии центробежных грузов, позволяющих снизить момент трения и износ во время «пуска - останова», а так же изменять геометрию рабочей поверхности под действием центробежных сил, демпфировать ударные нагрузки и сохранять устойчивое положение ротора при высоких частотах вращения.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен упорный лепестковый газодинамический подшипник с центробежными элементами, на фиг. 2 - то же в аксонометрической проекции; на фиг. 3 изображено крайнее положение элементов в момент пуска (останова); на фиг. 4 изображено крайнее положение элементов в рабочем режиме.

Упорный лепестковый газодинамический подшипник (фиг. 1 и 2) представляет собой двухстороннюю опору скольжения и состоит из корпуса 1, выполненного в виде диска с радиальными пазами 2, в которые вставлены лепестки 3, зафиксированные креплениями 4 лепестков 3 при помощи винтов 5. В сквозные пазы 6 с двух сторон вставлены и соединены резьбовым соединением центробежные грузы 7, соприкасающиеся с внутренней радиусной поверхностью упругих элементов 8, расположенных в специальном секторном возвышении 9 и выполненных в виде тонкостенных секторов с первичным изгибом.

Устройство работает следующим образом.

В процессе сборки турбомашины, а также в момент пуска (останова) расположенные в сквозных пазах 6 корпуса 1 центробежные грузы 7 находятся в ближайшем к оси вращения положении. Упругие элементы 8 лежат в специальном секторном возвышении 9, представляя собой выпуклый сектор кольцевой пластины. Лепестки 3 занимают ближайшее к корпусу 1 положение, не касаясь неподвижных частей турбомашины, что позволяет избежать износа в моменты пуска (останова), а также значительно снизить пусковой момент. С ростом частоты вращения, под действием центробежных сил происходит смещение центробежных грузов 7 в сквозных пазах 6 в радиальном направлении. При этом упругий элемент 8, ограниченный по образующим креплениями лепестков 3, а также выступом центробежного груза 7, изгибается в сторону лепестков 3, поднимая их. При достижении рабочих частот вращения упругий элемент 8 поднимает лепестки 3 для формирования необходимой геометрии осевого зазора, несущая способность данной опоры достигает максимального значения. Упругие элементы 8 на рабочих режимах увеличивают жесткость упорного подшипника, а также демпфируют возникающие колебания. При уменьшении частоты вращения центробежные грузы 7 смещаются в сквозных пазах 6 в сторону оси вращения, а упругие элементы 8 принимают менее выпуклую форму. Настройка упорного лепесткового газодинамического подшипника с центробежными элементами осуществляется подбором массы центробежных грузов 7, толщиной упругого центробежного элемента 8 и величины сквозного паза 6.

Упорный лепестковый газодинамический подшипник, содержащий корпус, выполненный в виде диска, представляющий собой двухстороннюю опору скольжения с лепестками и упругими элементами, отличающийся тем, что упругие элементы размещены в секторном возвышении, выполнены в виде тонкостенных секторов с первичным изгибом с возможностью деформирования под действием центробежных грузов, соприкасающихся с внутренней радиусной поверхностью упругих элементов и приводящих к изгибу лепестков, зафиксированных креплениями, изменению осевого зазора и коэффициента жесткости пропорционально скорости вращения.



 

Похожие патенты:

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 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.

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 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 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.

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 в целом к упорным подшипникам и, в частности, к держателям самоустанавливающихся упорных подшипников. Упорный подшипник (2) содержит держатель (6) подшипника, который содержит первое кольцо (13a) и второе кольцо (13b), радиально разнесенное от первого кольца (13a), и по меньшей мере два вкладыша (4) подшипника, разнесенных по окружности в держателе (6).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам скольжения с газовой смазкой, используемым в качестве опор роторов высокоскоростных турбомашин различного назначения, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков. Упорный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус, выполненный в виде диска с радиальными пазами, в которые вставлены лепестки, зафиксированные креплениями лепестков при помощи винтов. Упругие элементы размещены в секторном возвышении и выполнены в виде тонкостенных секторов с первичным изгибом с возможностью деформирования под действием центробежных грузов, соприкасающихся с внутренней радиусной поверхностью упругих элементов и приводящих к изгибу лепестков, зафиксированных креплениями, изменению осевого зазора и коэффициента жесткости пропорционально скорости вращения. Технический результат: минимизация пускового момента, снижение износа поверхности упругих элементов в моменты пуска и останова, повышение надежности и долговечности подшипникового узла, ресурса работы и устойчивости движения. 4 ил.

Наверх