УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА РОТОРА Российский патент 2013 года по МПК F16F7/00 F16F1/18 F16F3/02 F16F15/04 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в машинах и механизмах с быстровращающимися роторами для снижения уровня вибрации роторов, особенно на резонансных режимах путем диссипации энергии вибрации.

В настоящее время в качестве упругодемпферных опор роторов широко применяются многослойные пластинчатые упругодемпферные опоры, составленные из пакетов кольцевых пластин, гофрированных пластин или их комбинаций [Расчет и конструирование средств виброзащиты сухого трения. В.А.Антипов, Ю.К.Пономарев, А.И.Белоусов и др.- Самара: СамГАПС, 2005. - 207.- ISBN5 98941-004-2, стр.17-22, 154-171].

Недостатком упругодемпферных опор данного типа является сложная технология их изготовления, которая заключается в следующем.

Известна упругодемпферная опора ротора в виде стальной высокоуглеродистой ленты или пакета лент, сначала пакет спрессовывают в специальной пресс-форме с применением методов радиального прессования, затем термофиксируют полученную форму гофров с достаточно сложной программой термофиксации и, наконец, готовое изделие частично распрямляют и запрессовывают в кольцевой зазор между наружной обоймой подшипника ротора и корпуса.

Такая опора нуждается в установке специальных нагрузочных устройств от веса ротора, а для роторов большого (10 кН и более) веса демпфирующие свойства опоры существенно ухудшаются из-за работы опоры на больших натягах. Зависимость демпфирующей способности от предварительного натяга и амплитуды деформации весьма существенна [Расчет и конструирование средств виброзащиты сухого трения. В.А.Антипов, Ю.К.Пономарев, А.И.Белоусов и др. - Самара: СамГАПС, 2005. - 207. - ISBN5 98941-004-2, стр. 186, рис. 6.8].

Известна упругодемпферная опора ротора, содержащая наружное и внутреннее кольца и размещенный между ними многослойный пакет гофрированных пластин, обращенные друг к другу поверхности колец в поперечном сечении выполнены в виде овалов, большие оси которых взаимно перпендикулярны. Разгрузка ротора от веса реализована за счет перераспределения внутренних усилий в пакете гофрированных пластин. В нижней части демпфера гофры выполнены большей, чем в верхней части высоты. При восприятии веса ротора за счет разности натягов воспринимается вес ротора (А.С. СССР №1370339, МПК: F16F 7/00. Демпфирующее устройство (В.А.Антипов) БИ №4, 1988 г.).

Недостатками указанного устройства является сложность технологии изготовления для разновысотных гофров, отсутствие расчетной модели и работа на больших натягах, что существенно ухудшает диссипативные свойства демпфера.

Техническим результатом является улучшение диссипативных свойств на резонансных режимах за счет обеспечения работы демпфера на оптимальных натягах и упрощение технологии изготовления.

Технический результат достигается тем, что в упругодемпфирной опоре, содержащей наружное и внутреннее кольца и пакет кольцевых гофрированных пластин, наружное кольцо выполнено с выступами по внутренней поверхности кольца, а на внутреннем кольце выполнены резьбовые отверстия, в которых установлены резьбовые вытеснители, которые регулируют оптимальный натяг (высоту гофров в пакете пластин), подавляя вибрацию и компенсируя вес ротора. Подавление вибрации и компенсация веса ротора происходит без дополнительных устройств.

На фиг. 1 показано в разрезе демпфирующее устройство.

Демпфирующее устройство включает наружное кольцо 1 с выступами 2 на внутренней поверхности, пакет кольцевых пластин 3, внутреннее кольцо 4 с резьбовыми выместителями 5, упирающимися выступами 6 в пакет платин 3.

Устройство работает следующим образом.

Пакет кольцевых платин 3, установленный между кольцами 1 и 4, не нуждается в предварительной опрессовке, термофиксации и специальном приспособлении для выдавливания готового демпфера в кольцевой зазор. Пакет гладких кольцевых платим 3 без натяга помещают между кольцами 1 и 4, а затем ввинчивая выместители 5 в кольца 4, создают заданную (оптимальную) форму гофров кольцевого пакета 3.

Расчетным или опытным путем подбирают оптимальное поджатие вытеснителей 5, компенсируя вес ротора, приходящийся на данную опору. Таким образом, демпфирующее устройство не нуждается в установке каких-либо дополнительных разгрузочных устройств от статических сил, что существенно упрощает конструкцию демпфера. С помощью вытеснителей 5 натяги во всех направлениях устанавливают оптимальными, с точки зрения максимальной эффективности демпфера в данном направлении.

При воздействии вибрационной нагрузки, например, от дисбаланса вращающегося ротора, гофр изгибается, за счет разности радиусов изгибов пластины в пакете проскальзывают с трением друг относительно друга и происходит диссипация энергии вибрации.

По сравнению с прототипом при воздействии вибрационной нагрузки демпфирующее устройство работает в обращенном режиме: высота гофра увеличивается, а не уменьшается, что существенно влияет на эффективность работы демпфера. Для предотвращения преждевременного износа кольцевых пластин выступы 2 кольца 1 и выступы 6 вытеснителей 5 выполнены со скругленными поверхностями и из менее жесткой стали, чем кольцевые пластины, что обеспечит заданный ресурс демпфирующего устройства.

В серийном производстве предлагаемая конструкция упругодемпферной опоры ротора позволит существенно упростить технологию их изготовления за счет исключения операций опрессовки, термофиксации и выдавливания гофров, повысить эффективность подавления вибрации за счет обеспечения оптимального поджатия гофров во всех радиальных направлениях и существенно упростить конструкцию за счет исключения необходимости установки дополнительных нагрузочных устройств отвеса ротора.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Опора содержит наружное и внутреннее кольца и размещенный между ними многослойный пакет гофрированных кольцевых пластин. На внутренней поверхности наружного кольца выполнены выступы. Во внутреннем кольце выполнены резьбовые отверстия и установлены в них резьбовые вытеснители, которыми обеспечивают натяг каждого гофра кольцевых пластин. Достигается улучшение диссипативных свойств на резонансных режимах за счет обеспечения работы демпфера на оптимальных натягах и упрощение технологии изготовления. 1 ил.

Упругодемпферная опора ротора, включающая наружное и внутреннее кольца и размещенный между ними многослойный пакет гофрированных кольцевых пластин, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности наружного кольца выполнены выступы, во внутреннем кольце выполнены резьбовые отверстия и установлены в них резьбовые вытеснители, которыми обеспечивают натяг каждого гофра кольцевых пластин.