ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ ВОДЯНАЯ Российский патент 2008 года по МПК F16C32/06 

Опора скольжения водяная (далее - опора) относится к машиностроению, преимущественно к энергомашиностроению, и может применяться при создании паровых турбин, а также компрессоров, вентиляторов и других устройств там, где имеются высокооборотные роторы.

Известны опоры, работающие на воде или других маловязких жидкостях, содержащие: корпус опоры с подшипником (имеющим трущуюся поверхность); вал; цапфу вала с трущейся поверхностью и встроенный в опору и закрепленный на валу и корпусе опоры лабиринтно-винтовой насос (ЛВН) в качестве средства подачи смазывающей жидкости в кольцевой зазор между трущимися поверхностями подшипника и цапфы вала (далее - кольцевой зазор А-Б), см. [1] - прототип и [2]. Однако приведенные устройства не имеют элементов регулирования проходного сечения на магистралях слива (раздельно для каждого сектора кольцевого зазора А-Б) для оптимизации несущей способности опоры.

Примечания: 1) лабиринтно-винтовые насосы и уплотнения работают только на воде и других маловязких жидкостях; 2) под оптимизацией несущей способности опоры подразумевается получение максимально возможной несущей способности опоры путем подбора с помощью регулирующих проходное сечение элементов оптимального сопротивления на магистралях слива.

Задачей предлагаемого устройства является оптимизация несущей способности опоры путем разделения на секторы слива кольцевого зазора между трущимися поверхностями подшипника и цапфы вала на выходе из опоры, введения магистралей слива для каждого сектора слива и элементов регулирования проходного сечения магистралей слива.

Это достигается тем, что опора содержит лабиринтно-винтовое уплотнение (ЛВУ), имеющее неподвижный винтовой элемент, закрепленный на корпусе опоры соосно подшипнику. ЛВУ имеет также вращающийся винтовой элемент, выполненный с противоположным направлением винтовой нарезки по отношению к винтовой нарезке, выполненной на вращающимся винтовом элементе ЛВН, и закрепленный на валу соосно цапфе вала. Кольцевой зазор А-Б примыкает к кольцевому зазору в ЛВУ, а на подшипнике вблизи торцевой поверхности, примыкающей к неподвижному винтовому элементу ЛВУ, имеются радиальные отверстия слива, расположенные по окружности и соединяющие (каждое) сектор кольцевого зазора А-Б с отдельной для каждого отверстия магистралью слива смазывающей жидкости из опоры скольжения в бак. На каждой магистрали слива имеется элемент регулирования (например, дроссель регулирующий) ее проходного сечения.

Для повышения несущей способности опоры резьбовые канавки на неподвижных винтовых элементах ЛВН'а и ЛВУ соединены между собой продольными канавками, выполненными на трущейся поверхности подшипника.

Для повышения технологичности изготовления и обслуживания опоры устройство имеет на неподвижном винтовом элементе ЛВН'а со стороны подшипника, либо на торцевой поверхности подшипника, карманы, объединяющие по две, или более, винтовые канавки, а на трущейся поверхности подшипника имеются продольные канавки, соединяющие карманы с радиальными отверстиями слива.

Перечисленные нововведения дают следующий технический результат. Предлагаемое устройство позволяет оптимизировать несущую способность опоры изменением проходных сечений магистралей слива при изготовлении или в эксплуатации при проведении регламентных работ. Объединение резьбовых канавок на неподвижном винтовом элементе с помощью карманов в группы, соединенные, каждая, со своей магистралью слива повышает технологичность изготовления и обслуживания опоры за счет сокращения количества магистралей слива и соответственно мест регулирования.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез опоры. Стрелками ВХОД и СЛИВ обозначены места входа в опору и слива из опоры в бак смазывающей жидкости. Буквами А и Б обозначены сравнительные величины зазора между трущимися поверхностями опоры в диаметрально противоположных местах. На фиг.2 изображен вид Д на неподвижные винтовые элементы ЛВН'а, ЛВУ и на трущуюся поверхность подшипника. Буквами В и Г обозначены осевые размеры соответственно ЛВН'а и ЛВУ. На фиг.3 изображен вид Д на неподвижные винтовые элементы ЛВН'а и ЛВУ и на трущуюся поверхность подшипника, на которой выполнены продольные канавки, соединяющие винтовые канавки на неподвижных винтовых элементах ЛВН'а и ЛВУ. На фиг.4 изображен вид Д на неподвижные винтовые элементы ЛВН'а и ЛВУ и на трущуюся поверхность подшипника, на которой выполнены продольные канавки, соединяющие карманы (которые объединяют резьбовые канавки на неподвижном винтовом элементе ЛВН'а в группы), и отверстия слива.

Опора содержит вал 1, см. фиг.1, с закрепленной на нем цапфой вала в виде опорной втулки 2 и с вращающимися винтовыми элементами 3 и 4 соответственно ЛВН'а и ЛВУ. Опора скольжения содержит также корпус 5 опоры с закрепленными в нем подшипником скольжения 6 и неподвижными винтовыми элементами 7 и 8 соответственно ЛВН'а и ЛВУ. Крышка 9 со штуцером 10 образует входную полость 11 для подачи смазывающей жидкости на вход в ЛВН и далее в кольцевой зазор 12 между трущимися поверхностями подшипника 6 и опорной втулки 2 (в кольцевой зазор А-Б). Вращающиеся винтовые элементы 3 и 4 попарно с напротив их расположенными неподвижными винтовыми элементами 7 и 8 образуют соответственно ЛВН и ЛВУ. На трущейся поверхности 13 подшипника 6 вблизи примыкающей к подшипнику 6 торцевой поверхности 14, см. фиг.2, неподвижного винтового элемента 8 имеется ряд радиальных отверстий 15 слива. Отверстия 15 слива соединяют кольцевой зазор А-Б 12 с магистралями 16, см. фиг.1, слива, имеющими элементы 17 регулирования проходного сечения.

На трущейся поверхности 13 подшипника 6 имеются продольные канавки 18, см. фиг.3, которые соединяют между собой винтовые канавки 19 и 20 на неподвижных винтовых элементах 7 и 8 соответственно ЛВН'а и ЛВУ.

На неподвижном винтовом элементе 7 ЛВН'а на торцевой поверхности, примыкающей к подшипнику 6, выполнены карманы 21, см. фиг.4. Карманы 21 объединяют в группы по две и более (в нашем случае по две) винтовые канавки 19. Каждый карман 21 соединен продольной канавкой 22 с радиальным отверстием 15 слива. Каждое отверстие 15 слива соединено (см. фиг.1) с магистралью 16 слива.

В работе через штуцер 10 и входную полость 11 смазывающая жидкость подается на вход в ЛВН. С помощью вращающегося винтового элемента 3 в винтовых канавках 19 создается давление смазывающей жидкости различное в зависимости от места расположения винтовых канавок 19 по окружности: большее против меньшего зазора 12, см. размер А на фиг.1, и меньшее против большего зазора 12, см. размер Б на фиг.1. Таким образом создается несущая способность опоры. А вращающийся винтовой элемент 4 создает в винтовых канавках 20 также различное давление, соответствующее давлению в каждом секторе кольцевого зазора А-Б. Чтобы не было утечек смазывающей жидкости через ЛВУ, продольный размер ЛВУ Г, см. фиг.1 и 2, выполнен больше продольного размера ЛВН'а В, так как давление на выходе из лабиринтно-винтовых насосов имеет прямую зависимость от их продольного размера В. Изменяя проходное сечение магистралей 16 слива с помощью элементов 17 регулирования, подбирают такое сопротивление для ЛВН'а, при котором обеспечивается максимально возможная несущая способность опоры - происходит оптимизация несущей способности опоры.

Источники информации

1. Описание полезной модели к патенту №30890.

2. Описание изобретения к патенту SU 1603088 A1.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к энергомашиностроению, и может применяться при создании паровых турбин, а также компрессоров, вентиляторов и других устройств там, где имеются высокооборотные роторы. Опора скольжения водяная содержит корпус (5) опоры с подшипником (6), вал (1), цапфу (2) вала с трущейся поверхностью и встроенный в опору и закрепленный на валу (1) и корпусе (5) опоры лабиринтно-винтовой насос (ЛВН). Опора также содержит лабиринтно-винтовое уплотнение (ЛВУ), включающее неподвижный винтовой элемент (8), закрепленный на корпусе (5) опоры соосно подшипнику (6), и вращающийся винтовой элемент (4), выполненный с противоположным направлением винтовой нарезки по отношению к винтовой нарезке, выполненной на вращающемся винтовом элементе (3) ЛВН, и закрепленный на валу (1) соосно цапфе (2) вала. Кольцевой зазор (А-Б) (12) между трущимися поверхностями подшипника (6) и цапфы вала (2) примыкает к кольцевому зазору в ЛВУ. На подшипнике (6) вблизи торцевой поверхности, примыкающей к элементу (8), имеются радиальные отверстия (15) слива, расположенные по окружности. Каждое отверстие (15) слива соединяет сектор кольцевого зазора (А-Б) (12) с отдельной (для каждого отверстия) магистралью (16) слива смазывающей жидкости из опоры скольжения в бак. На магистралях слива имеются элементы (17) регулирования их проходного сечения. Технический результат: оптимизация несущей способности опоры. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Опора скольжения водяная (далее - опора), содержащая корпус опоры с подшипником (имеющим трущуюся поверхность), вал, цапфу вала с трущейся поверхностью и встроенный в опору и закрепленный на валу и корпусе опоры лабиринтно-винтовой насос (ЛВН) в качестве средства подачи смазывающей жидкости в кольцевой зазор между трущимися поверхностями подшипника и цапфы вала (далее - кольцевой зазор А-Б), отличающаяся тем, что она содержит лабиринтно-винтовое уплотнение (ЛВУ), имеющее неподвижный винтовой элемент, закрепленный на корпусе опоры соосно с подшипником, и вращающийся винтовой элемент, выполненный с противоположным направлением винтовой нарезки по отношению к винтовой нарезке, выполненной на вращающемся винтовом элементе ЛВН, и закрепленный на валу соосно с цапфой вала, а кольцевой зазор А-Б примыкает к кольцевому зазору в ЛВУ, а на подшипнике вблизи торцевой поверхности, примыкающей к неподвижному винтовому элементу ЛВУ, имеются соединяющие каждое свой сектор кольцевого зазора А-Б радиальные отверстия слива с отдельной для каждого отверстия магистралью слива смазывающей жидкости из опоры скольжения в бак, а на каждой магистрали слива имеется элемент регулирования (например, дроссель регулирующий) ее проходного сечения.2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет на трущейся поверхности подшипника продольные канавки, соединяющие впадины винтовой нарезки на неподвижных винтовых элементах ЛВН и ЛВУ между собой.3. Опора по п.1, отличающаяся тем, что она имеет на неподвижном винтовом элементе ЛВН со стороны торцевой поверхности, примыкающей к подшипнику, либо на торцевой поверхности подшипника, карманы, объединяющие по две или более винтовые канавки, а на трущейся поверхности подшипника она имеет продольные канавки, соединяющие карманы с радиальными отверстиями слива.