Лепестковый газодинамический подшипник Советский патент 1993 года по МПК F16C27/02 

Изобретение относится к машинострое- нию, в частности к лепестковым газодинамическим подшипникам высокоскоростных роторов.

Цель изобретения. - повышение надежности и увеличение ресурса рабЧэты.

На фиг. 1 изображен радиальный лепестковый газодинамический подшипник, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-В на фиг.2 с шариками; на фиг. 4 - то же, с коническими роликами.

Радиальный лепестковый газодинамический подшипник содержит цапфу 1 вала.

охватывающую ее втулку 2 с попарно распо- ложенными по ее внутренней поверхности продольными пазами 3 и 4, а также закрепленные в каждом пазу 3 из пары пазов упругие лепестки 5 и размещенные в другом пазу

4 этой пары в зоне фрикционного контакта каждого упругого лепастка 5 и втулки 2 средства гашения колебаний 6. Каждое средство гашения колебаний 6 для упругого лепестка

5 выполнено в виде комплекта упругосоеди- ненных между собой и расположенных в отношении друг друга в шахматном порядке тел вращения 7 и установлено с возможностью контакта со втулкой 2 и упругим лепе

00

00

со ел ел

стком 5 с образованием контактной жесткости. При этом поверхность дна каждого паза 4, в котором размещено средство гашений колебаний 6. выполнена цилиндрической, а высота каждого комплекта тел вращения 7 больше глубины паза 4, в котором размещен комплект. Тела вращения 7. образующие упомянутые комплекты, могут быть выполнены в виде расположенных в радиальных направлениях в шахматном порядке шариков 8 или в виде конических роликов 9, размещенных с противофазным направлением конусности.

Применение тел вращения 7 позволяет по закону Герца получить контактную де- формацию, сопровождающуюся нелинейной жесткостью, характерной для демпферов. Одновременно при наличии уп- .ругого соединения тел вращения 7 проявляется внутреннее демпфирование за счет деформации материала этих тел вращения, а наличие значительных микродеформаций в зоне контактной жесткости позволяет существенно увеличить рассеивание энергии колебательного.движения.

Установка тел вращения 7 в шахматном порядке позволяет максимально увеличить количество контактных зон, чему способствует также и их упругий натяг. Применение конических роликов 9 увеличивает контакт- ную поверхность и этим повышает демпфирующую способность за счет сил сухого трения. При выполнении поверхности дна паза 4 цилиндрической обеспечивается более надежный контакт тел вращения 7 с лелеет- ками 5.

При вращении цапфы 1 вала от динамической неуравновешенности ротора всегда имеет место вибрация. При вибрации возникают переменные силы взаимодействия лепестка 5 с комплектом тел вращения 7, контактной зоны и силами сухого трения между телами вращения. При установке шариков 8 основной эффект достигается за

счет.внутреннего демпфирования, а при установке конических роликов 9 имеет место дополнительное демпфирование за счет увеличения сил сухого трения. Демпфирование происходит как в осевом и радиальном направлениях, так и круговое вокруг оси вращения цапфы 1.

Таким образом, использование предлагаемого радиального лепесткового газодинамического подшипника позволяет по сравнению с прототипом и существующими базовыми конструкциями значительно повысить его демпфирующую способность и достичь как повышения эксплуатационной надежности, так и увеличения ресурса работы.

Формула изобретения

1. Лепестковый газодинамический подшипник, содержащий втулку с равномерно располох енными по окружности со стороны внутренней цилиндрической поверхности втулки лепестками с хвостовиками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса, он снабжен размещенной на внутренней цилиндрической поверхности втулки -плоской гофрированной пружиной, при этом хвостовики лепестков смонтированы между соседними гофрами пружины, а высота хвостовика каждого-ле-. пестка меньше высоты поперечного сечения гофра пружины.

2. Подшипник по п. 1, от л ич а ю щи й- с я тем, что, с целью увеличения несущей способности за счет продольного профилирования лепестков, гофры пружины выполнены с переменным профилем поперечного сечения.

. . 3. Подшипник по п. 1, от л и ч а ю щи й- с я тем, что, с целью увеличения демпфирования, гофры пружины размещены по отношению друг к другу беззазорно.

Фиг.З

Использование: в машиностроении, в частности в лепестковых газодинамических подшипниках высокоскоростных роторов. Сущность: радиальный лепестковый газодинамический подшипник содержит втулку с равномерно, расположенными по окружности со стороны внутренней цилиндрической поверхности втулки лепестками с хвостовиками. Подшипник снабжен размещенной на внутренней цилиндрической поверхности втулки плоской гофрированной пружиной. При этом хвостовики лепестков смонтированы между соседними гофрами пружины, а высота хвостовика каждого лепестка меньше высоты поперечного сечения гофра пружины. С целью увеличения несущей способности подшипника за счет продольного профилирования лепестков, гофры пружины могут быть выполнены с переменным профилем поперечного сечения. С целью увеличения демпфирования гофры пружины размещены в контакте по отношению друг к другу беззазорно, В результате действия вибрации на режимах пуска и останова износ поверхностей трения снижается по величине;и становится более равномерным. Наличие переменного профиля сечения гофра пружины ведет к увеличению несущей способности подшипника. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. со с