Газодинамический подшипник Советский патент 1987 года по МПК F16C27/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам с газовой смазкой, и может быть использовано в турбомашинах или других высокоскоростных механизмах.

Целью изобретения является повышение несущей способности и виброустойчивости газодинамического лепесткового подшипника.

На фиг. 1 изображены элементы конструкции подшипника, в аксонометрической проекции, на фиг. 2 - подшипник в сборе, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, фрагмент, иллюстрирующий формирование рабочего зазора.

Газодинамический пс дгаипник содержит корпус 1, на внутренней поверхности 2 которого имеются продольные пазы 3. Концентрично корпусу устанавливается втулка 4 с окнами 5, образующими перемычки 6. Количество окон и соответственно перемычек равно числу лепестков 7. Корневые концы 8 лепестков 7 пропущены яерез окна 5 и фиксируются в пазах 3 корпуса 1, а их свободные концы 9 отогнуты на величину h и контактируют со смежными лепестками в месте, равноудаленном от боковой поверхности 10 перемычки 6 втулки 4 и от боковой поверхности 11 паза 3.

Когда вал неподвижен, лепестки касаются вала и стремятся удержать вал в центре корпуса. Вращающийся вал увлекает газ в конфузорные зоны между валом и лепестками. При увеличении вращения гигла давление газа в конфузорных зонах (зонах рабочего зазора) возрастает и становится достаточным для отде тения лепестков от вала. Ме;к;ду валом и лепестками возникает несущий газовьп слой. Неуравновешенность ротора приводит к прецессионному движению. При сближении ротора с лепестками давление в газовом слое стремится увеличиться поэтому лепесток oткJ:oняeтcя. Своим отогнутым концом 9 он опирается на смежный лепесток и продавливает его до контакта с внутренней поверхностью корпуса 1. Отогнутая кромка лепестка подобна ребру жесткости в значительной степени увеличивает жесткость лепестка и не позволяет ему облег ать нижележащие элементы конструкции и препятствует нарушению формы клинового рабочего зазора, не допуская дополнительных прогибов.

Чт()бы количес тненно обеспечить такую клиновидпость рабочего зазора конструкции, необходимо геометрические параметры элементов подшипника связать соотношением

h-бь.

Z

b -b

пеР па ьа

tgt

где h

5

0

Вт

D

2

ngjo

Г .

&. высота отгиба свободного рабочего конца лепестка, толщина стенки втулки,

-внутренний диаметр корпуса число лепестков в подшипнике,

-ширина перемычек

-ширина пазов корпуса

-оптимальный угол в клиновом газовом подшипнике.

Таким образом, при увеличении динамических нагрузок на опору клино- видность зазора сохраняется и коли- 5 чественно уменьшается, приближаясь к оптимальному значению в момент максимального нагружения. На увеличение нагрузки предлагаемый подшипник отвечает увеличением несущей способности вплоть до предельного нагруже0

5

0

5

0

5

ния.

Повьш1ение виброустойчивости предлагаемого подшипника достигается за счет обеспечения большего количества зон сухого трения и зон из- гибных деформаций по сравнению с известным подшипником.

в подшипнике имеется пять зон сухого трения (на фиг. 3 обозначены точками) и три зоны изгибных деформаций лепестков. Это зоны контакта лепестка с перемычкой 6 втулки, зона контакта средней части лепестка с нижележащим лепестком в месте выхода последнего из паза 3, зона контакта тыльной части лепестка с корпусом 1 и зона контакта свободного отогнутого конца 9 лепестка со смежным лепестком.

Предлагаемая конструкция позволяет упростить также осевую фиксацию лепестков в подшипнике, исключив дополнительные детали в виде крьппек или специальных упорных втулок. Втулка крепится к корпусу 1 отбортовкой в виде усиков 12, например, точечной сваркой и ее ободковые части, образованные окнами, фиксируют лепегтки

и пазах, iip iiHTCTfjyn их осевому смещению.

Таким обратом, предлагаемая конструкция позволяет улучшить такие основные характеристики опор, как несущая способность, виброустойчивость, а также позволяет упростить осевую фиксацию лепестков.

Формула изобретения

1.Газодинамический подшипник, содержащий корпус с пазами на внутрен- ней поверхности, в которых установлены корневые участки упругих лепестков, свободные концы которых перекрывают друг друга, отличающий с я тем, что, с целью повьшшния не- сущей способности и виброустойчивости он снабжен установленной в корпусе втулкой с окнами по числу лепестков, перемычки между окнами размещены между пазами в корпусе, и одна из боко- вых сторон поверхностей перемычек совмещена с одной из боковых сторон пазов, лепестки отогнуты в сторону ближайшей перемычки, а свободные концы лепесткоп отогнуты к корпусу до coirpiiKoc- новения со смежными лепестками в месте, равноудаленном от другой боковой поверхност1Г перемычек по ходу лепестков и пазов, при этом геометри ческие параметры элементов подшипника связаны соотношением

12 - b

+ b

tgl

(la

е

высота отгиба свободного рабочего конца лепестка; толщина стенки втулки, внутренний диаметр корпуса

число лепестков в подшипнике,

ширина пазов корпуса, Ь„,р - ширина перемычек, - оптимальный угол в клиновом газовом подшипнике,

2. Подшипник ПОП.1, отличаюийся тем, что втулка выполнена торцовыми выступами, отогнутыми к рпусу и прикрепленными к нему.

D

Z

гтазч

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипникам с газовой смазкой. Целью изобретения является повышение несущей способности и виброустойчивости. Газодинамический подшипник содержит корпус 1, на внутренней поверхности 2 которого имеются продольные пазы 3. Концентрично корпусу устанавливается втулка 8 с окнами 9, образующими перемычки 10. Количество окон и соответственно перемычек равно числу лепестков 7. Корневые концы лепестков 7 пропущены через окна 9 и фиксируют- ся в пазах 2 корпуса 1, а их свободные концы отогнуты на величину h и контактируют со смежными лепестками в месте, равноудаленном от края перемычки 10 втулки 8 и от корневого конца ближайшего по ходу вала лепестка. Втулка 8 снабжена отбортовкой в виде усиков, крепящейся к корпусу 1. Втулка и отогнутые к корпусу свободные концы лепестков обеспечивают дополнительную жесткость пакету упругих лепестков, участвующих в формировании рабочего зазора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л СО 4: СО со CD ФиУ. З

иг.

Редактор Л.Гратилло

Составитель Т.Хромова Техред М.Дна ьж

Заказ 4625/36

Тираж 756Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Патай