Радиальный подшипниковый узел

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Радиальный подшипниковый узел включает втулку, разделенную на сегменты (2, 3), размещенную в полости корпуса (1) статора электромашины, и ротор (4), размещенный с возможностью вращения в полости втулки, с возможностью подвода сжатого воздуха от внешнего источника в рабочий зазор (14, 15) между поверхностью полости втулки и поверхностью ротора (4). Для этого в объеме сегментов (2, 3) втулки выполнена система сообщающихся продольных (8, 9) и поперечных (10, 11) каналов, сообщенная с патрубками (18, 19) для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия (12, 13) системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором (14, 15) через радиальные питающие отверстия (16, 17), проходящие через сегменты (2, 3) втулки, причем сегменты (2, 3) подпружинены к ротору. Сегменты (2, 3) втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов (2, 3). Внешняя поверхность сегментов (2, 3) снабжена параллельными продольными ребрами, между которыми установлены упругие подложки из эластичного материала, которыми сегменты (2, 3) оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора, причем по меньшей мере один продольный канал каждого сегмента сообщен подводящей трубкой (18, 19) со штуцером (20, 21) для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита (22, 23) генератора. Технический результат: повышение надежности электромашины за счет замены газостатических подшипников, расположенных по всей длине ротора, сегментными газостатическими подшипниками с упругой подложкой, тем самым формируя необходимый радиальный зазор при различных режимах работы электромашины, устранение прогиба индуктора (ротора) электромашины, расширение области устойчивости ротора за счет демпфирования упругой подложки сегментов, обеспечение функционирования электрической машины. 5 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению.

Известен радиальный подшипниковый узел, включающий полый корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов, и цапфу, размещенную с возможностью вращения в полости втулки, при этом корпус снабжен патрубками для ввода сжатого воздуха с возможностью его подвода в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью цапфы, отличающийся тем, что использован внешний источник сжатого воздуха, при этом сегменты втулки выполнены в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины и отделены друг от друга клиньями, выполненными в виде Т-образных планок с возможностью скрепления с корпусом, при этом контактирующие боковые кромки клиньев и сегментов втулки выполнены с возможностью зацепления последних первыми, кроме того, на поверхности желоба каждого сегмента втулки, обращенной к цапфе, зафиксированы вкладыши газостатического подшипника, выполненные в виде сегментов втулок из антифрикционного материала, при этом внешняя поверхность вкладышей, обращенная к цапфе, выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора с поверхностью цапфы, кроме того, на поверхности полости корпуса размещена упругая прокладка, кроме того, в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха, выполненными с возможностью подачи сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки и вкладыши газостатического подшипника (см. RU №131827, МПК F16C 17/03, 2013г.).

Наиболее близким к данному изобретению является радиальный подшипниковый узел, включающий втулку, разделенную на сегменты, размещенную полости корпуса статора электромашины, и ротор, размещенный с возможностью вращения в полости втулки, с возможностью подвода сжатого воздуха от внешнего источника в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью ротора, для чего, в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся продольных и поперечных каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки, причем сегменты подпружинены к ротору (см. патент РФ №2530830, МПК F16C 17/03, 2014 г.).

Недостатками известных устройств являются сложность размещения сегментного газостатического подшипника в полости статора электромашины и подвода в него сжатого смазочного воздуха (газа) и невозможность поддержания необходимого рабочего зазора при различных режимах работы.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение размещения подшипника в полости статора электромашины, обеспечение рабочего зазора в газостатическом подшипнике при различных режимах работы электромашины.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении надежности электромашины за счет замены газостатических подшипников, расположенных по всей длине ротора, сегментными газостатическими подшипниками с упругой подложкой, тем самым формируя необходимый радиальный зазор при различных режимах работы электромашины, устранении прогиба индуктора (ротора) электромашины, расширении области устойчивости ротора за счет демпфирования упругой подложки сегментов, обеспечении функционирования электрической машины.

Поставленная задача решается тем, что радиальный подшипниковый узел, включающий втулку, разделенную на сегменты, размещенную в полости корпуса статора электромашины, и ротор, размещенный с возможностью вращения в полости втулки, с возможностью подвода сжатого воздуха от внешнего источника в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью ротора, для чего в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся продольных и поперечных каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки, причем сегменты подпружинены к ротору, отличается тем, что сегменты втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов, при этом внешняя поверхность сегментов снабжена параллельными продольными ребрами, между которыми установлены упругие подложки из эластичного материала, которыми сегменты оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора, причем по меньшей мере один продольный канал каждого сегмента сообщен подводящей трубкой со штуцером, для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита генератора.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «…сегменты втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов…» формирует сегменты газостатических подшипников и их размещение в полости сердечника статора электромашины.

Признаки «…при этом внешняя поверхность сегментов снабжена параллельными продольными ребрами, между которыми установлены упругие подложки из эластичного материала, которыми сегменты оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора…» обеспечивают упругое закрепление сегментов газостатических подшипников и тем самым обеспечивают постоянство радиального зазора при различных режимах работы, предотвращают проворачивание сегментов подшипников в тангенциальном направлении под действием момента трения, расширяют область устойчивости ротора за счет демпфирования упругими подложками.

Признак «…причем по меньшей мере один продольный канал каждого сегмента сообщен подводящей трубкой со штуцером, для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита генератора…» обеспечивает подвод газа к питающим отверстиям и в радиальный зазор газостатических подшипников.

На фиг. 1 показан продольный разрез радиального подшипникового узла, на фиг. 2 – поперечный разрез, на фиг. 3 – продольное сечение сегмента подшипника, на фиг. 4, 5 – поперечное сечение сегмента подшипника.

На чертежах показаны корпус 1; сегменты 2, 3 втулки; ротор 4; продольные ребра 5; подложки 6; зубцы 7 статора; продольные каналы 8, 9; поперечные каналы 10, 11; выходные отверстия 12, 13; рабочий зазор 14, 15; радиальные питающие отверстия 16, 17; подводящие трубки 18, 19 со штуцерами 20, 21; щиты 22, 23 генератора, торцевые заглушки 24, 25.

Радиальный подшипниковый узел включает полый корпус 1 статора электромашины, в полости которого размещена втулка, разделенная на сегменты 2, 3, и ротор 4, размещенный с возможностью вращения в полости втулки. Сегменты 2, 3 втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов, при этом внешняя поверхность сегментов 2, 3 снабжена параллельными продольными ребрами 5, между которыми установлены упругие подложки 6 из эластичного материала, которыми сегменты оперты на обращенные к ним поверхности зубцов 7 статора.

В объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся продольных 8, 9 и поперечных 10, 11 каналов. Выходные отверстия 12, 13 системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором 14, 15 через радиальные питающие отверстия 16, 17, проходящие через сегменты 2, 3 втулки, причем сегменты 2, 3 подпружинены к ротору 4, причем по меньшей мере один продольный канал 8, 9 каждого сегмента сообщен подводящей трубкой 18, 19 со штуцером 20, 21, для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита 22, 23 генератора.

Газостатический подшипник включает опорную поверхность (составленную внутренними цилиндрическими поверхностями сегментов 2, 3), цапфу (составленную наружной поверхностью 4 ротора), а также зазор 14, 15 между ними.

Подшипниковый узел ротора выполнен с возможностью газостатического и газодинамического поддержания, для чего наружной поверхности ротора 4 придана цилиндрическая форма и он размещен в цилиндрической полости сегментов 2, 3, которыми они оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора 7.

Изготавливают сегменты 2, 3 газостатических подшипников. Приклеивают между продольными ребрами 5 сегментов 2, 3 упругие подложки 6, вклеивают торцевые заглушки 24, 25 радиальных газостатических подшипников, вклеивают подводящие трубки 18, 19 и одевают на их концы резиновые уплотнительные кольца. Далее внутреннюю цилиндрическую поверхность сегментов 2, 3 газостатического подшипника покрывают антифрикционным материалом, например ВАП-3. Внутрь пазов статора под клинья устанавливают на клей сегменты 2, 3 газостатического подшипника, оставляя пазовые вентиляционные каналы. В полость статора, образованную сегментами 2, 3 радиальных газостатических подшипников, вставляют ротор 4. В торцевые щиты 22, 23 (фиг.1) устанавливают упорные газостатические подшипники, надевают на концевые стаканы ротора 4 страховочные шарикоподшипники. На торцевые щиты 22, 23 надевают уплотнительные кольца и устанавливают щиты 22 и 23 в корпус 1 электромашины.

Смазывающий газ от компрессора под давлением поступает через осевые трубки 18, 19 подвода газа к сегментам 2, 3, по продольным каналам 8, 9 поступает к поперечным каналам 10, 11 в сегментах 2, 3 и поступает в радиальные питающие отверстия 16, 17 и выходит в радиальный смазочный рабочий зазор 14, 15.

Радиальный подшипниковый узел, включающий втулку, разделенную на сегменты, размещенную в полости корпуса статора электромашины, и ротор, размещенный с возможностью вращения в полости втулки, с возможностью подвода сжатого воздуха от внешнего источника в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью ротора, для чего в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся продольных и поперечных каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки, причем сегменты подпружинены к ротору, отличающийся тем, что сегменты втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов, при этом внешняя поверхность сегментов снабжена параллельными продольными ребрами, между которыми установлены упругие подложки из эластичного материала, которыми сегменты оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора, причем по меньшей мере один продольный канал каждого сегмента сообщен подводящей трубкой со штуцером для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения электроэнергией автономных объектов. Технический результат состоит в снижении физической заметности объектов, оснащенных данными сверхвысокооборотными микрогенераторами, благодаря снижению уровня шума, повышению магнитной индукции в их воздушном зазоре и минимизации их тепловыделений.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических двигателях. Техническим результатом является предотвращение электрической коррозии подшипников в отсутствие проводящего элемента, соединяющего вместе вращающийся вал и корпус.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к скважинному электродвигателю, к скважинному инструменту и к скважинной системе. Скважинный электродвигатель содержит корпус, в котором закреплен статор, ротор с возможностью вращения, расположенный внутри указанного статора, при этом ротор имеет фиксированный конец, закрепленный в фиксированном подшипнике во избежание перемещения в осевом направлении, и нефиксированный конец, закрепленный в нефиксированном подшипнике для возможности перемещения в осевом направлении во избежание осевых нагрузок вследствие термического расширения ротора при нагреве во время эксплуатации электродвигателя, причем указанные подшипники изготовлены, по меньшей мере, частично, из керамического материала.

Изобретение относится к погружным электродвигателям, приводящим во вращение насосы для подъема жидкости из скважин, преимущественно к электродвигателям, работающим на повышенных частотах вращения.

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при производстве индукторных синхронных генераторов. Технический результат - повышение надежности, долговечности и технологичности генераторов.

Изобретение относится к системам подшипников асинхронной электрической машины, и в частности к системам подшипников электродвигателя. Система подшипников для асинхронной электрической машины содержит раму (20), вал (40), вращающийся внутри рамы (20), и опорную обойму подшипника, соединенную с рамой (20) и окружающую по меньшей мере часть вала (40).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах. Технический результат - исключение избыточных заклинивающих связей в опорах при соединении с рабочим органом, повышение долговечности электродвигателя.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, увеличение окружной скорости индуктора.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, повышение надёжности.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: увеличение окружной скорости индуктора, упрощение конструкции.

Изобретение предназначено для опорных подшипников скольжения судовых валопроводов. Опорный подшипник скольжения с индивидуальной смазкой содержит корпус, выполненный разъемным из двух половин - нижней и верхней, опорный вкладыш, состоящий из нижнего и верхнего вкладыша, картеры и маслоподающие устройства.

Изобретение относится к подшипнику, предназначенному для поддержки вала, вращающегося вокруг оси. Более конкретно, данное изобретение относится к радиальному или упорному подшипнику с множеством самоустанавливающихся сегментных подушек, соответственно соединенных с корпусом подшипника через гибкую опору переборки.

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к подшипникам скольжения с самоустанавливающимися подушками, и может быть использовано, например, в высокоскоростных центробежных компрессорах.

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

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

Изобретение относится к области турбо- и компрессоростроения, в частности к устройству опорных сегментных подшипников скольжения, используемых для роторов высокооборотных машин.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, в частности к опорам с расположением подшипника качения между двумя вращающимися роторами.

Изобретение принадлежит к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, которые содержат вал, который вращается, и хотя бы один опорный подшипник скольжения, который может быть как нереверсивным, так и реверсивным.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Радиальный подшипниковый узел включает втулку, разделенную на сегменты, размещенную в полости корпуса статора электромашины, и ротор, размещенный с возможностью вращения в полости втулки, с возможностью подвода сжатого воздуха от внешнего источника в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью ротора. Для этого в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся продольных и поперечных каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки, причем сегменты подпружинены к ротору. Сегменты втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов. Внешняя поверхность сегментов снабжена параллельными продольными ребрами, между которыми установлены упругие подложки из эластичного материала, которыми сегменты оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора, причем по меньшей мере один продольный канал каждого сегмента сообщен подводящей трубкой со штуцером для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита генератора. Технический результат: повышение надежности электромашины за счет замены газостатических подшипников, расположенных по всей длине ротора, сегментными газостатическими подшипниками с упругой подложкой, тем самым формируя необходимый радиальный зазор при различных режимах работы электромашины, устранение прогиба индуктора электромашины, расширение области устойчивости ротора за счет демпфирования упругой подложки сегментов, обеспечение функционирования электрической машины. 5 ил.

Наверх