Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиальным лепестковым газодинамическим подшипникам, и может быть использовано в радиальных опорах с газовой смазкой.
Известен радиальный лепестковый газодинамический подшипник, содержащий корпус с осевыми глухими гнездами и лепестки с крепежными хвостовиками, закрепленными в гнездах корпуса (патент США 4848932, МПК F16C 32/16, заявл. 3 августа 1988 г., опубл. 18 июля 1989 г.).
Также известен радиальный лепестковый газодинамический подшипник, содержащий корпус с осевыми глухими гнездами и лепестки с крепежными хвостовиками, закрепленными в гнездах корпуса (авторское свидетельство СССР №1555556, МПК F16C 27/02, заявл. 12.01.88, опубл. 07.04.90).
В таких подшипниках подвод газовой смазки в рабочий зазор осуществляется через торец или под лепесток через цапфу вала со сквозной пористостью.
К недостаткам таких подшипников относится то, что торцевой подвод газовой смазки в рабочий зазор значительно ограничивает длину подшипника из-за недостаточности площади проходного сечения и невозможности своевременного оптимального насыщения всех рабочих поверхностей подшипника смазкой (зачастую по центру рабочей зоны подшипника в месте максимального давления создается разрежение). Увеличение зазора, увеличивающее площадь проходного сечения, резко снижает несущую способность и устойчивость подшипника.
Подвод газовой смазки через пористую цапфу вала под лепесток значительно облегчает условия «всплытия» ротора, но при отсутствии нагнетателя высокого давления такие конструкции обычно невозможно применить из-за сообщающихся рабочей и подводящей полостей, т.к. величина давлений в рабочей полости, обеспечивающая работоспособность подшипника, на порядки больше величины давления, которое можно нагнетать из подводящей полости, что и ограничивает несущую способность и устойчивость таких подшипников.
К тому же воздух, подводимый в рабочую зону, не всегда удается качественно очистить от пыли, влаги и других загрязнений, что забивает поры в цапфе вала и нарушает работу подшипника.
Выполнение гнезд, в которых расположены крепежные хвостовики лепестков, глухими требует дополнительных деталей для закрепления хвостовиков.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является создание радиального лепесткового газодинамического подшипника скольжения не только с торцевым, но и радиальным подводом смазки через корпус подшипника, что позволит повысить эффективность «всплытия» ротора (снизить нижнюю предельную границу частоты вращения ротора), увеличить длину подшипника без ограничения, повысить несущую способность и устойчивость подшипника; повысить ресурс и надежность опоры в целом.
Заявляемый технический результат достигается тем, что радиальный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус с осевыми гнездами и лепестки с хвостовиками, закрепленными в гнездах корпуса.
Новым в изобретении является то, что на части своей длины гнезда выполнены сквозными в радиальном направлении и сообщены с источником смазки.
Для исключения дополнительных деталей для закрепления хвостовиков лепестков гнезда в корпусе подшипника выполнены в виде двух параллельных прорезей, и хвостовики каждого из лепестков охватывают корпус подшипника между прорезями.
Гнезда также могут быть выполнены в виде ряда сквозных отверстий, а хвостовики лепестков снабжены усиками, расположенными в этих отверстиях.
Радиальный лепестковый газодинамический подшипник может быть снабжен лепестковыми демпферными вставками, сопряженными с лепестками.
Вышеизложенные признаки обеспечивают заявленному подшипнику новый технический результат, заключающийся в интенсивном подводе смазки в рабочую зону по длине подшипника за счет того, что на части своей длины гнезда в корпусе подшипника выполнены сквозными в радиальном направлении. Количество и размещение по длине гнезда сквозных участков зависит от требуемого количества смазки, подаваемого в рабочую зону.
Кроме того, сквозные гнезда, выполненные в виде двух параллельных прорезей, выполняют функцию крепежных элементов для хвостовиков лепестков, что позволяет зафиксировать их без дополнительных деталей.
Выполнение гнезд в виде ряда сквозных отверстий также позволяет не использовать при креплении лепестков дополнительные крепежные элементы, т.к. их функцию выполняют усики на хвостовиках лепестков.
На прилагаемых чертежах изображено:
на фиг.1 - общий вид радиального лепесткового подшипника, вариант выполнения хвостовиков лепестков по п.2 формулы,
на фиг.2 - разрез радиального лепесткового подшипника плоскостью, перпендикулярной его оси, вариант выполнения хвостовиков лепестков по п.3 формулы.
Радиальный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус 1, лепестки 2 с хвостовиками 3, закрепленными в гнездах корпуса 1.
На части своей длины гнезда могут быть выполнены в виде двух сквозных параллельных прорезей 4 (фиг.1) и хвостовики 3 каждого из лепестков 2 охватывают перемычку на корпусе 1 подшипника между прорезями 4.
Также гнезда могут быть выполнены в виде ряда сквозных отверстий 5 (фиг.2), а хвостовики 3 лепестков 2 - в виде усиков 6, расположенных в отверстиях 5 и фиксирующих лепестки 2.
Гнезда в корпусе 1 сообщены с источником смазки (на чертеже не показан).
Для повышения устойчивости подшипника он снабжен лепестковыми демпферными вставками (демпферами) 7, сопряженными с лепестками 2 и корпусом 1 подшипника.
Сборка радиального лепесткового газодинамического подшипника выполняется последовательно. В параллельные прорези 4 корпуса 1 со стороны его внутреннего диаметра вставляются демпферы 7, затем лепестки 2 и закрепляются в них, охватывая корпус 1 подшипника между прорезями 4 за счет пружинящих свойств материала, из которого они изготовлены. После закрепления всех демпферов 7 и лепестков 3 вставляется цапфа 8 вала при помощи конусной технологической втулки, которая направляет лепестки на наружный рабочий диаметр цапфы 8 вала и исключает повреждение рабочих поверхностей лепестков 2. Лепестки 2 плотно охватывают цапфу 8 вала за счет своих пружинящих свойств.
Аналогично осуществляется сборка подшипника при выполнении гнезд в виде отверстий 5. Усики 6 лепестков 2 располагаются в отверстиях 5 и закрепляются в них за счет упругих свойств материала лепестков.
При раскрутке вала контактирующие поверхности лепестков 2 трутся (скользят) о поверхность цапфы 8. При этом поверхность цапфы 8 вала захватывает и нагнетает воздух в полости под лепестками 2 (в рабочий зазор), где создается избыточное давление. Воздух в рабочий зазор подводится через торец и через прорези 4 или отверстия 5 в корпусе 1 подшипника, что улучшает условия его нагнетания.
При достижении определенной скорости вращения нагнетаемый воздух создает избыточное давление под лепестками 2, которое превышает усилие, воздействующее на лепестки 2, и они отходят от поверхности цапфы 8 вала. При этом между контактирующими поверхностями возникает воздушная прослойка. Этот момент называют «всплытием» вала. При этом резко снижается момент сопротивления вращению и резко снижаются тепловыделения в подшипнике из-за низкого коэффициента трения воздуха. При дальнейшем увеличении скорости вращения вала до расчетной величины избыточное давление под лепестками подшипника еще больше возрастает, при этом увеличиваются жесткость, несущая способность и устойчивость подшипника, а следовательно, и его работоспособность.
Одновременно торцевой и радиальный подвод смазки через корпус подшипника позволяет повысить эффективность «всплытия» ротора (снизить нижнюю предельную границу частоты вращения ротора), увеличить длину подшипника без ограничения, повысить несущую способность и устойчивость подшипника; повысить ресурс и надежность опоры в целом.
Кроме того, выполнение гнезд в корпусе в виде прорезей или отверстий позволяет не использовать для крепления лепестков специальные крепежные элементы.
Демпферы 7 повышают жесткость опоры, гасят возмущающие колебания вала и лепестков за счет трения контактирующих поверхностей и снижают воздействия на опору от температурных деформаций и перекоса опор.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАДИАЛЬНЫЙ ПОДШИПНИК | 1991 |
|
RU2010119C1 |
Комбинированный радиальный подшипник с широким диапазоном рабочих скоростей и нагрузок (варианты) | 2016 |
|
RU2649280C1 |
РАДИАЛЬНЫЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК | 2021 |
|
RU2769038C1 |
РАДИАЛЬНЫЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК | 2019 |
|
RU2716377C1 |
Радиальный газодинамический лепестковый подшипник скольжения | 1988 |
|
SU1588933A1 |
ЛЕПЕСТКОВЫЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК | 1997 |
|
RU2137954C1 |
ЛЕПЕСТКОВЫЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК | 2007 |
|
RU2350794C1 |
РАДИАЛЬНЫЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК | 2015 |
|
RU2658260C2 |
МУФТА ГАЗОГЕНЕРАТОРА | 2014 |
|
RU2551410C1 |
Устройство гашения виброколебаний газодинамического подшипника | 1988 |
|
SU1555556A1 |
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиальным лепестковым газодинамическим подшипникам, и может быть использовано в радиальных опорах с газовой смазкой. Радиальный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус с осевыми гнездами и лепестки с хвостовиками, закрепленными в гнездах корпуса. На части своей длины гнезда выполнены сквозными и сообщены с источником смазки. Гнезда выполнены в виде двух параллельных прорезей и хвостовики лепестков охватывают корпус подшипника между прорезями. Также гнезда могут быть выполнены в виде ряда сквозных отверстий, а хвостовики лепестков - в виде усиков, расположенных в этих отверстиях. Подшипник снабжен лепестковыми демпферными вставками, сопряженными с лепестками. Технический результат: создание радиального лепесткового газодинамического подшипника скольжения не только с торцевым, но и радиальным подводом смазки через корпус подшипника, что позволит повысить эффективность «всплытия» ротора (снизить нижнюю предельную границу частоты вращения ротора), увеличить длину подшипника без ограничения, повысить несущую способность и устойчивость подшипника; повысить ресурс и надежность опоры в целом. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Устройство гашения виброколебаний газодинамического подшипника | 1988 |
|
SU1555556A1 |
Лепестковая газодинамическая опора | 1989 |
|
SU1796783A1 |
Газодинамический подшипник скольжения | 1974 |
|
SU529310A1 |
US 5634723 А, 03.06.1997 | |||
US 4767222 A, 30.08.1988 | |||
JP 62237112 А, 17.10.1987. |
Авторы
Даты
2007-10-27—Публикация
2006-02-16—Подача