УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F16C17/06 F01D25/16 

Описание патента на изобретение RU2459984C1

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве самоустанавливающихся упорных подшипников роторов турбин, работающих при высокой частоте вращения (n≥3000 об/мин) и высокой удельной нагрузке (q≥20 кгс/см2).

Известны упорные подшипники с самоустанавливающимися сегментами (аналоги), содержащие выравнивающие устройства опор сегментов, распределяющие равномерно нагрузку в виде цилиндрических и сферических шарниров или с автоматическим выравниванием нагрузки (см. книгу П.И. Орлова «Основы конструирования», том 2, Москва, «Машиностроение», 1977 г., стр.437…443).

Основным недостатком этих упорных подшипников является трудность достижения распределения усилий на сегменты и сложность изготовления самих выравнивающих высокоточных устройств, из-за чего большее распространение в турбиностроении получили выравнивающие устройства в виде кольцевых плоских пружин.

Известен упорный подшипник скольжения с самоустанавливающимися сегментами (прототип), опирающимися на плоские кольцевые пружины производства Уральского Турбомоторного завода чертеж Б-740200 газовой турбины ГТН-16 мощностью 16 МВт с частотой вращения ротора n=6850 об/мин, удельной рабочей нагрузкой до 15 кгс/см2 и максимальной линейной скоростью на периферии упорного диска U=105 м/сек.

В данном упорном подшипнике сегмент опирается на плоскую кольцевую пружину и недостаток этого подшипника заключается в том, что опора сегмента - пружина - выполнена в виде части кольца (сектора), имеет в радиальном направлении из-за кривизны разный момент сопротивления, что влечет за собой снижение допустимой рабочей нагрузки.

Задачей заявляемого изобретения является выполнение пружин симметричного профиля относительно упора сегмента для обеспечения одинакового момента сопротивления сечения, т.е. в виде плоской балки, нагруженной в середине.

Поставленная задача достигается тем, что упорный подшипник скольжения ротора турбины мощностью более 25 МВт, работающий с удельной нагрузкой (q≥20 кгс/см2) и с высокой частотой вращения (n≥3000 об/мин), включающий самоустанавливающиеся сегменты, каждый из которых имеет осевой упор, обойму с каналами подвода масла и радиальными упорами для сегментов, основание, пружины и установочную прокладку, отличающийся тем, что пружины выполнены в виде плоского многогранника, установлены под каждым сегментом индивидуально, симметрично относительно упора сегмента и с монтажным зазором в обойме.

Общий вид упорного подшипника скольжения изображен на фиг.1, на фиг.2 - сечение А-А по радиальному упору сегмента и каналу подачи масла, на фиг.3 - сечение Б-Б по пружинам.

Упорный подшипник скольжения состоит из сегментов 1, опирающихся в окружном направлении в радиальные упоры обоймы 2, соединенной с основанием 3, в окна которого вставлены с монтажным зазором под каждый сегмент 1 три пружины 4, к основанию 3 крепится установочная прокладка 5, которая имеет кольцевую проточку для подачи масла, масло из которой по осевым отверстиям В поступает между сегментами на входную кромку рядом стоящего сегмента. Так как толщина масляной пленки ничтожно мала (20…50 мкм), то выполнить сегменты 1 с требуемой точностью сложно и дорого. Для допустимого равномерного распределения усилия от действия ротора и восприятия его сегментами целесообразнее достичь за счет податливости пружин 4; для чего пружины 4 выполнены в виде плоского многогранника, вставлены в окна обоймы 2 и могут свободно перемещаться от воздействия прилагаемого усилия.

В основании 3 выполнены прорези глубиной около 1 мм, на края которых опираются пружины 4, причем прорезь выполнена симметрично относительно осевого упора сегмента 1, осевой упор которого смещен к выходной кромке.

Осевой упор сегмента 1 расположен на определенном известном расстоянии относительно входной кромки сегмента 1. Обойма 2 выполнена с радиальными ребрами.

Масло в промежутки между сегментами 1 подается по осевым отверстиям В, выполненным в ребрах обоймы 2, основании 3 и прокладке 5. От окружного вращения подшипник удерживается лапками, прикрепленными к корпусу (условно не показаны).

Выравнивание нагрузки на сегменты 1 достигается тем, что пружины 4 выполнены симметричными в виде плоского многогранника, т.е. в виде плоской балки, и расположены симметрично относительного осевого упора сегмента (технический результат).

Работает предлагаемый упорный подшипник скольжения следующим образом.

При вращении упорного диска ротора (условно не показан) между ним и сегментом 1 возникает подъемная сила известным образом за счет наклона сегмента 1, осевой упор которого смещен к выходной кромке.

По данному предложению изготовлен опытный образец подшипника и испытан на головном образце газовой турбины мощностью 25 МВт для привода электрогенератора с частотой вращения ротора n=6000 об/мин при линейной скорости на периферии упорного диска 119 м/сек.

При испытании получены результаты, превышающие расчетные.

Похожие патенты RU2459984C1

название год авторы номер документа
Упорный подшипник скольжения 2017
  • Воронов Тимур Дмитриевич
  • Казанцев Родион Петрович
  • Лебедевич Владислав Олегович
  • Одинцов Николай Анатольевич
  • Пархомов Михаил Михайлович
RU2656747C1
СЕГМЕНТНЫЙ ПОДШИПНИК 2010
  • Марченко Григорий Максимович
  • Чукреев Виталий Никитич
RU2442034C2
ОПОРА РОТОРА ГТД 1991
  • Кузнецов В.А.
RU2075658C1
ГАЗОТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2000
  • Ульянов А.Г.
  • Крукович А.Р.
RU2182245C1
ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК 2003
  • Лисянский А.С.
  • Сачков Ю.С.
  • Ласкин А.С.
  • Егоров Н.П.
  • Шкляров М.И.
  • Шпилева С.И.
RU2248474C2
ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК 2002
  • Лисянский А.С.
  • Сачков Ю.С.
  • Гаев В.Д.
  • Ласкин А.С.
  • Ковальский Р.К.
  • Шпилева С.И.
RU2241124C2
НЕСИММЕТРИЧНЫЙ ДВУНАПРАВЛЕННЫЙ УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК С ДВУМЯ АКТИВНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ 2014
  • Херд Джеймс
RU2643854C2
УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК ТУРБОМАШИНЫ 2008
  • Жуков Виктор Сергеевич
  • Иванов Сергей Николаевич
  • Жуков Сергей Викторович
RU2368819C1
Подшипниковый узел ротора винтового компрессора 2019
  • Паранин Юрий Александрович
  • Биктимеров Шамиль Шакурьянович
  • Калимуллин Фанис Фаритович
  • Сарманаева Альбина Фаридовна
RU2702812C1
Модуль компенсации нагрузки 2020
  • Чаев Андрей Анатольевич
  • Тиабашвили Александр Тамазович
  • Игнатов Евгений Иванович
  • Думлер Олег Юрьевич
  • Глухов Валерий Анатольевич
  • Марданшин Ильшат Рафгатович
RU2761536C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 459 984 C1

Реферат патента 2012 года УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве самоустанавливающихся упорных подшипников роторов турбин, работающих при высокой частоте вращения (n≥3000 об/мин) и высокой удельной нагрузке (q≥20 кгс/см2). Упорный подшипник скольжения включает самоустанавливающиеся сегменты, каждый из которых имеет осевой упор, обойму с каналами подвода масла и радиальными упорами для сегментов, основание, пружины и установочную прокладку. При этом пружины, выполненные в виде плоского многогранника, установлены индивидуально, симметрично относительно упора сегмента и с монтажным зазором в обойме. Технический результат: создание упорного подшипника, в котором пружины выполняют симметричного профиля относительно упора сегмента для обеспечения одинакового момента сопротивления сечения, т.е. в виде плоской балки, нагруженной в середине. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 459 984 C1

Упорный подшипник скольжения ротора турбины мощностью более 25 МВт, работающий с высокой удельной нагрузкой (q≥20 кгс/см2) и высокой частотой вращения (n≥3000 об/мин), включающий самоустанавливающиеся сегменты, каждый из которых имеет осевой упор, обойму с каналами подвода масла и радиальными упорами для сегментов, основание, пружины и установочную прокладку, отличающийся тем, что пружины, выполненные в виде плоского многогранника, установлены под каждым сегментом индивидуально, симметрично относительно упора сегмента и с монтажным зазором в обойме.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2459984C1

Упорный подшипник скольжения 1974
  • Баткис Григорий Семенович
  • Сидоров Владимир Павлович
  • Петросян Григорий Григорьевич
SU507715A1
US 2004066991 A1, 08.04.2004
УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ 1978
  • Агалаков А.С.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Новинский Э.Г.
  • Чистяков В.М.
  • Шишкин В.С.
SU713207A1
Орлов П.И
Основы конструирования
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
- М.: Машиностроение, 1972, с.403-407
Способ компенсации погрешности формы изделий с некруглым поперечным сечением при токарной обработке 1987
  • Копелев Юрий Фриделевич
  • Сирота Эрнест Моисеевич
  • Тихонькова Наталья Аркадиевна
SU1502202A1

RU 2 459 984 C1

Авторы

Марченко Григорий Максимович

Даты

2012-08-27Публикация

2010-12-13Подача