Газостатический упорный подшипниковый узел Советский патент 1992 года по МПК F16C32/06 

Ъ

О

ю о

Использование; в конструкциях подшипниковых узлов высокоскоростных турбо- машин. Сущность изобретения: подшипниковый узел содержит упорные диски 1 с цилиндрической ступенчатой поверхностью, Диски 1 выполнены с центральными отверстиями, на поверхностях которых выполнены s-

.;ft 4 4 v«wwr/ 4 wr. / w y «ol4V.4

«NMIMW K«NM me«WmcWNW«l WI9 W«He««

i

-Ч F jr

Фи&1

кольцевые упорные гребни. Гребни 2 сопряжены с боковыми поверхностями кольцевых проточек 3 на цапфе 4 вола. Центральные отверстия дисков 1 выполнены диаметром большим, чем диаметр цапфы 4 вала. Каждый из дисков смещен в радиальном направлении так, что векторы радиальных смещений дисков расположены под равными углами друг к другу: В -кфпусе 5 смонти- .рованы вдоль оси вала подпятники 6 с питателями 7, имеющие ступенчатую цилиндрическую поверхность и размещенные напротив дисков. Цилиндрическая

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в конструкциях подшипниковых узлов высокоскоростных турбомашин.

Известна конструкция упорного подшипникового узла, содержащая корпус, цапфу вала с упорным гребнем и смонтированные в корпусе подпятники с питателями, соединенные с системой подачи рабочей среды под давлением.

Известна конструкция газостатического упорного подшипникового узла, содержащего цапфу вала с кольцевыми проточками, корпус с каналами подвода сжатого газа и смонтированные в корпусе вдоль оси подпятника с питателями, сообщающимися с упомянутыми каналами подвода, а также расположенные- вдоль оси вала, сопряженные с цапфой вала и размещенные с зазором между подпятниками упорные диски с центральными отверстиями. При этом на рабочей поверхности подпятников в примыкающей к цапфе вала зоне выполнены прерывистые микроканавки, сообщенные с питателями.

Недостатком конструкции является ограниченная несущая способность, так как увеличение площади поверхности воспринимающей нагрузку ведет к значительному увеличению габаритов узла, особенно в радиальном направлении, что не всегда при- емлимо. Кроме того, в конструкции происходит неравномерное нагружение поверхности дисков, что не позволяет рационально использовать всю спорную поверхность дисков.

Цель изобретения состоит в повышение несущей способности.

С этой целью упорные диски выполнены с наружной цилиндрической ступенчатой поверхностью и с кольцевыми упорными гребнями на поверхностях центральных отповерхность 8 каждого подпятника 6 охватывает цилиндрическую поверхность 9 упорного диска 1. Каждая охватывающая цилиндрическую поверхность 9 ступени упорного диска 1 цилиндрическая поверхность 8 подпятника 6 расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы 4 вала, идентичным смещению охватываемого диска. В корпусе выполнены каналы 10 и кольцевые проточки 11, соединенные с питателями 7. На поверхностях подпятников 6 размещены углеграфи- товые проставки. 4 ил.

верстий, центральные отверстия упорных дисков выполнены с диаметром больше диаметра цапфы вала и каждый из упорных дисков смещен в радиальном направлении

относительно продольной оси цапфы вала с возможностью сопряжения его кольцевых упорных гребней с кольцевыми проточками цапфы вала, при-этом каждый подпятник выполнен со ступенчатой цилиндрической

поверхностью, охватывающей, по меньшей мере, одну цилиндрическую поверхность ступени упорного диска и ось каждой охватывающей цилиндрическую поверхность ступени упорного диска цилиндрической

поверхности подпятника расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы вала, идентичным смещению схватываемого диска, а векторы радиальных смещений упорных дисков расположены под равными углами друг к другу.

Использование в предлагаемой конструкции сопряжения цапфы вала с дисками со стороны центральных отверстий дисков

позволяет более равномерно распределить нагрузку по поверхностям дисков, уменьшить консольность нагружения периферии дисков, Такая система сопряжения позволяет более рационально использовать объем

отведенный под подшипниковый узел. Равноценно несет нагрузку вся поверхность подпятников. Выполнение диаметров центральных отверстий упорных дисков больше диаметра цапфы вала позволяет обеспечить

смещение упорных дисков в радиальном направлении для равномерной загрузки всех дисков. Выполнение дисков и подпятников с цилиндрической ступенчатой поверхностью позволяет обеспечить ориентацию дисков в радиальном направлении. Кроме того, за счет ступенчатости поверхности

происходит подпирание газового слоя в рабочем зазоре, что также ведет к повышению 1 несущей способности.

На фиг. 1 показан общий вид газостатического подшипникового узла; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

Подшипниковый узел содержит упорные диски 1, имеющие наружную цилиндрическую ступенчатою поверхность. Диски 1 выполнены с центральными отверстиями, на внутренних поверхностях которых выполнены кольцевые упорные гребни 2. Гребни 2 сопряжены с боковыми поверхностями кольцевых проточек 3 на цапфе 4 вала. Центральные отверстия упорных дисков 1 выполнены с диаметром большим, чем диаметр цапфы 4 вала, и каждый из упорных дисков смещен в радиальном направлении таким образом, что векторы радиальмых смещений упорных дисков 1 относительно продольной оси цапфы 4 вала расположены под равными углами друг к другу (в данном случае 120°). В корпусе 5 смонтированы вдоль оси вала подпятники 6 с питателями 7, имеющие ступенчатую цилиндрическую поверхность и размещенные напротив дисков таким образом, что цилиндрическая поверхность 8 каждого подпятника 6 охватывает цилиндрическую поверхность 9 упорного диска 1. Каждая охватывающая цилиндрическую поверхность 9 ступени упорного диска 1 цилиндрическая поверхность 8 подпятника 6 расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы 4 вала, идентичным смещению охватываемого диска. В корпусе выполнены каналы 10 и кольцевые проточки 11, соединенные с питателями 7 и с системой подачи газа. На поверхностях подпятников 6 размещены углеграфитовые проставки, необходимость которых диктуется спецификой газовых подшипников. Ширина кольцевых проточек 3 на цапфе вала и упорных гребней 2 должна выбираться так, чтобы касание было односторонним,

Конструкция работает следующим образом.

Смазывающий газ из системы подачи через кольцевые проточки 11 и каналы 10 поступает к питателям 7 и далее в рабочий зазор между поверхностями дисков 1 и подпятников 6. Диски 1, сопряженные упорными гребнями 2 с кольцевыми проточками 3

на цапфе 4 вала, воспринимаются статические и динамические нагрузки от вала. При этом газовые подшипники, образованные подачей газа в зазор между дисковыми поверхностями подпятников 6 и упорных дисков 1, воспринимают осевые нагрузки от вала, а газовые подшипники, образованные подачей газа в зазор между цилиндрическими поверхностями дисков и подпятников,

обеспечивает радиальную ориентацию дисков. Предлагаемая конструкция позволяет повысить несущую способность газостатического упорного подшипникового узла на 70-80% при тех же радиальных габаритах,

что позволяет более рационально использовать пространство, отведенное под подшипниковый узел.

Формула изобретения Газостатический упорный подшипниковый узел, содержащий цапфу вала с. кольцевыми проточками, корпуса с каналами подвода сжатого газа и смонтированные вдоль оси вала в корпусе подпятники с питателями, сообщающимися с упомянутыми

каналами подвода, а также расположенные вдоль оси вала, сопряженные с цапфой вала и размещенные с зазором между подпятниками упорные диски с центральными отверстиями, отличающийся тем, чю. с

целью повышения несущей способности, упорные диски выполнены с наружной цилиндрической ступенчатой поверхностью и с кольцевыми упорными гребнями на поверг хностях центральных отверстий, иентрэльные отверстия упорных дисков выпопнены с диаметром больше диаметра цапфы вала и каждый из упорных дисков смещен в радиальном направлении относительно продольной оси цапфы вала с возможностью

сопряжения его кольцевых упорных гребней с кольцевыми проточками цапфы вала, при этом каждый подпятник выполнен со ступенчатой цилиндрической поверхностью, охватывающей по меньшей мере одну

цилиндрическую поверхность ступени упорного диска и ось каждой охватывающей ци- линдрическую поверхность ступени упорного диска цилиндрической поверхности подпятника расположена с эксцентриситетом относительно продольной оси цапфы вала, идентичным смещению охватываемого диска, а векторы радиальных смещений упорных дисков расположены под равными углами друг к другу.

9290Ш

/3-е