Газодинамическая ленточная опора скольжения Советский патент 1992 года по МПК F16C27/02 

СО

с

Использование: в машиностроении для газодинамических опор высокооборотных роторов. Сущность изобретения: газодинамическая ленточная опора снабжена двумя опорными лентами одна из которых контактирует с валом, другая контактирует с корпусом и прижимает основную ленту к валу. В лентах выполнены -образные идентичные по форме прорези с образованием отогнутых лепестков причем на основной ленте лепесток отогнут в сторону вала а в дополнительной - в сторону корпуса Дополнительная лента прижимает основную к валу в момент пуска и увеличивает в этом режиме несущую способность Изготовление лент с идентичными Г-образными прорезями упрощают их технологию изготовления 1 з п ф-лы 3 ил

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газодинамическим подшипникам, конкретно к конструкциям газодинамических (ГЗД) ленточных опор скольжения.

Известна конструкция ленточного ГЗД подшипника с перекрывающимися сегментными лепестками (СЛ) (авт. св. СССР № 827870). В таком подшипнике свободный конец каждого предыдущего СЛ расположен в средней части последующего СЛ. В каждом лепестке один конец закреплен в корпусе а второй свободный конец упирается в вогнутую поверхность второго лепестка. Такой подшипник имеет сложную конструкцию и недостаточную надежность.

Известна также конструкция трехлепе- сткового ГЗД подшипника, описанная в патенте США № 3434761. Подшипник содержит расположенные на внутренней цилиндрической поверхности подшипника три лепестка (ленты толщиной 0 05-0,2 мм),

один конец каждого из которых закреплен в корпусе, а второй свободный конец упирается в поверхность вала. При вращении в зазоре между лепестком и валом образуется ГЗД подушка. Описанный подшипник имеет сложную конструкцию и недостаточную надежность.

Наиболее близким техническим решением принятым за прототип изобретения является газодинамическая ленточная опора скольжения, описанная в патенте США № 44155281 Ленточная опора содержит корпус с внутренней цилиндрической поверхностью цапфу цилиндрического вала и размещенные между ними и совместно закрепленные в корпусе посредством хвостовиков две опорные ленты Одна основная лента расположена с возможностью охвата цапфы вала, а другая дополнительная лента расположена между основной лентой и внутренней поверхностью корпуса Такая ленточная опора имеет сложную технолоXI

О

ю о о

XJ

гию изготовления лент и недостаточную несущую опору на пусковом режиме подшипника.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления опорных лент и повышение несущей способности опоры на пусковом режиме подшипника.

Изобретение имеет следующие существенные отличительные признаки.

Опорные ленты выполнены с идентичными по форме и расположение -образными прорезями с образованием упругих лепестков, причем эти лепестки на основной ленте направлены в сторону вала, а на дополнительной ленте - в сторону корпуса.

При этом упругие лепестки лент выполнены с жесткостью, определяемой формулой

С- С X

где С - жесткость лепестка;

G - вес вала;

X - максимальный прогиб лепестка.

На фиг. 1 представлен общий вид газодинамической ленточной опоры; на фиг. 2 - расположение прорезей лепестков на ленте; на фиг. 3 - взаимное расположение отогнутых на лентах лепестков.

ГЗД ленточная опора скольжения содержит корпус 1 с внутренней цилиндрической поверхностью 2, в котором (1) концами 3 закреплены прилегающая к поверхности 2 дополнительная лента 4 и прилегающая к поверхности вала 5 основная лента 6. В лентах 4 и 6 выполненыС-образные прорези 7, образующие лепестки 8 и 9 с отогнутыми концами 10 и 11. В зазоре 12 между вращающимся валом 5 и концом 11 ленты 6 образована газодинамическая подушка. Конец 10 лепестка 8 упирается в поверхность 2. а между лепестками 8 и 9 осуществлен упор 13. Лепестки 8 и 9 в лентах выполнены с жесткостью С, определяемой зависимостью

С G/X. где G - вес вала (ротора);

X - максимальный прогиб лепестка.

Ленточную опору изготавливают следующим образом. В плоских заготовках, пластинках толщиной 0,05-0,2 мм методом штамповки выполняют С-образные прорези 7, образуя тем самым в лентах лепестки со свободными концами. Затем ленты и лепестки деформируют и придают им нужную форму в крученном по окружности положении. После этого скрученные ленты 4 и 6 вводят в цилиндрическую поверхность 2 и концы 3 лент совместно крепят в корпусе 1 общим крепежом (не показан). В результате вокруг вала 5 устанавливают лепестки 9 ленты 6, прилегающие к его поверхности с радиальным зазором 12. При этом лепестки 9 подпружинены изогнутыми лепестками 8 ленты 4 и их концевые изогнутые участки имеют возможность радиального перемещения.

Ленточная опора работает следующим образом. Перед запуском в неработающем состоянии вал 5 под действием силы тяжести ротора находится в крайнем нижнем

0 положении, утапливая концевые участки 11 лепестков 9 ленты 6, расположенные в нижней части окружности поверхности 2 и распрямляя изогнутые лепестки 8 ленты 4. упирающихся (8) в поверхность 2. При этом

5 расположенные сверху ненагруженные лепестки 9 под воздействием лепестков 8 находятся в свободном крайнем к оси положении,уменьшая радиальный зазор 12 с валом 5. Таким образом к моменту запуска

0 в предложенной конструкции вал 5 с опорной лентой 6 имеет максимально возможную рабочую площадь для начального образования газодинамического (ГЗД) подъемного слоя, а между остальными отжа5 тыми к оси лепестками 9 и валом 5 поддерживаются минимальные зазоры, также способствующие увеличению подъемной силы. Кроме того, при запуске под воздействием образующегося ГЗД опорного слоя

0 ненагруженные лепестки 9 опускаются ниже остальной опорной поверхности ленты 6. увеличивая подъемную силу подшипника.

Перечисленные демпфирующие свойства лепестков 9 обеспечиваются условием

5 С G/X,

где G - вес ротора (вала)

X - максимальный прогиб лепестка; С - жесткость лепестка. Предлагаемая конструкция газодина0 мической ленточной опоры позволяет упростить технологию изготовления опорных лент и повысить несущую способность опоры на пусковом режиме.

Формула изобретения

скольжения, содержащая корпус с внутренней цилиндрической поверхностью, цапфу вала и размещенные между ними и совместно закрепленные в корпусе посредством

0 хвостовиков две опорные ленты, одна из которых основная расположена с возможностью охвата цапфы вала, другая дополни- тельная - между основной лентой v внутренней поверхностью корпуса, о т л и 5 чающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления опорных лент v повышения несущей способности опоры на пусковом режиме, опорные ленты выполнены с идентичными по форме и расположению Е-образными прорезями с

образованием упругих лепестков, при этом упругие лепестки на основной ленте направлены в сторону вала, упругие лепестки на дополнительной ленте - в сторону корпуса.

нены с жесткостью, определяемой формулой

СL х

где С - жесткость лепестка; G - вес вала; X - максимальный прогиб лепестка.

S