Осевой опорный узел с компенсацией перекоса Советский патент 1993 года по МПК F16C23/00 G04B31/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в быстроходныхтурбомашинах с эксплуатационными нагрузками, действующими в осевом и радиальном направлениях.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности путем обеспечения радиальной и осевой упругости узла.

На фиг. 1 изображена аксонометрическая проекция предмета изобретения; на фиг. 2 и 3- соответственно два вида на фиг. 1 в двух перпендикулярных друг другу направлениях проектирования; на фиг. 4 - осевое сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 и 6 - осевое сечение или вид сбоку с вариантами количества перемычек; на фиг. 7 и 8 - соответственно сечения Б-Б и 8-В на фиг. 5.

В представленном на фиг. 1 первом примере выполнения позицией 1 обозначен

крепежный фланец, который с корпусом подшипника 2 выполнен монолитно. Фланец предназначен для крепления корпуса подшипника, например, внутри корпуса вала турбокомпрессора, работающего на отработавшем газе, а именно на стороне компрессора, к которой направлено осевое смещение турбины. Отверстие 3 предназначено для подшипниковой втулки, которая путем горячей посадки глухо посажена в отверстии и предназначена для того, чтобы устанавливать подшипник скольжения, и на ее торцовой стороне упорный подшипник известной конструкции.

.Необходимую эластичность опорного узла под воздействием эксплуатационных нагрузок, это возможное во всех направлениях определенное угловое отклоление корпуса 2, получают благодаря наличию пазов

ел

с

00

о о со

о ю

СлЗ

в корпусе 2, которые проходят в двух параллельных плоскостях и допускают квазикарданную подвижность корпуса относительно жестко соединенного с корпусом вала фланца.

Непосредственно смежно-с фланцем имеется два радиально противоположных паза 4, оба конца которых на периметре корпуса 2 заканчиваются соответственно на перемычке 5. Концы 6 шлицов имеют расширения, благодаря чему перемычки 5 сохраняют простирание в осевом направлении такой длины, которая при ожидаемых эксплуатационных нагрузках обеспечивает изгиб корпуса 2 вокруг проходящей через обе диаметрально противоположные перемычки..

Размеры перемычек 5 выбраны относительно момента сопротивления и осевой нагрузки с учетом длительной прочности,

Два смещенных относительно пазов 4 на 90° паза 7 одинаковых размеров и одинаковой формы ограничивают две также диаметрально противоположных перемычки 8. Пазы 7 разделяют корпус 2 подшипника на среднюю часть 9 корпуса и наружную часть 10 корпуса. Последняя предназначена для восприятия не показанной на чертеже под- шипниковой втулки, которая имеет втулку, скользящего подшипника и сегменты установочного упорного кольца известной конструкции для упорного подшипника.

Эта подшипниковая втулка запрессована в горячем состоянии в отверстие 3, причем горячая прессовая посадка простирается только по зоне наружной части Ю.корпуса, однако с помощью отверстия в средней части 9 корпуса ограничивается кольцевое пространство для подачи смазки к поверхностям скольжения подшипника.

Перемычки 5 и 8 образуют шарниры,

которые принимают участие в перекосе

. упорного подшипника, не вызывая приэтом

достойной упоминания деформации частей

9 и 10 корпуса.

. При использовании более крупных и более тяжелых роторов и тем самым воспринимающих большую нагрузку подшипников, в которых опору расположенных между перемычками 5 или 8 сегментов упорного подшипника недостаточно, чтобы предотвратить их недопустимую деформацию, могут использоваться представленные на фиг. 5-8 примеры. Их конструкция от примеров выполнения с двумя перемычками 5 или 8 в обоих пазах 4 и 7 тем, что в их шлицевых плоскостях соответственно с четырьмя шлицами 11 и 12 имеется соответственно четыре перемычки 13 или .14.

Перемычки 13 между пазами 11 относительно перемычек 14 между пазами 12 смещены на угол 45° в направлении окружности относительно друг друга (см. фиг. 7 и В). На фиг.

8 штрихпунктирными линиями изображен контур перемычки 13 с фиг. 7, который показывает угловое отношение к перемычкам 14.

С целью пояснения здесь выполнено

следующее: в этом так называемом четырехточечном варианте опора в соответствии с этим осуществляется в каждом месте приложения сил четырехсегментного упорного подшипника. Таким образом, здесь силовой поток с помощью четырех опор направляется на эластичное пружинное кольцо 15 и отсюда вновь на уже отмеченные выше четыре смещенные на угол 45° опоры на крепежном фланце. Эта четырехточечная опора также работает без износа и пригодна предпочтительно для замены используемых в настоящее время опорных узлов. В этой связи необходимо обращать внимание на то, что промежуточное кольцо

15 нагружено только на изгиб, поскольку с целью минимального осевого деформирования возможна разработка осевой конструкции.

Формула изобретения

1. Осевой опорный узел с компенсацией перекоса, содержащий цилиндрический корпус для установки радиального подшипника скольжения и сегментов упорного подшипника с крепежным фланцем для крепления цилиндрического корпуса в корпусе вала вращающейся машины и с пазами, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности путем

обеспечения радиальной и осевой упругости узла, пазы выполнены на цилиндрическом корпусе с образованием смежной с фланцем средней части и наружной части, в двух перпендикулярных продольной оси

корпуса плоскостях, прерванными по периметру, переменного сечения и с расширенными основаниями в параллельном оси корпуса направлении, с образованием по меньшей мере по одной паре диаметрально

противоположных перемычек, причем перемычки одной плоскости смещены относительно перемычек второй плоскости на половину углового расстояния двух находящихся в одной плоскости смежных перемычек/

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что в плоскостях расположения пазов имеется по одной паре перемычек, которые смещены одна относительно другой по окружности на угол 90°..

3. Узел по п. 1, от пинающийся тем, что в плоскостях расположения пазов имеется по две пары перемычек, которые сме6

1

щены по окружности одна относительно другой на угол 45°.

Использование: в быстроходных турбо- машинах. Сущность изобретения: осевой опорный узел с компенсацией перекоса для турбомашины имеет крепежный фланец и сопряженный с ним корпус подшипника, который с помощью по меньшей мере одной пары пазов в двух плоскостях разделен на среднюю и наружную части корпуса. Пазы на концах расширены и эти концы ограничивают соответственно по меньшей мере одну пару диаметрально противоположных перемычек в указанных плоскостях. Перемычки выполняют функцию жесткого шарнира для демпфирования вызванных эксплуатационными нагрузками угловых отклонений вала. Перемычки обеих, плоскостей смещены относительно друг друга на угол 90°, в общем случае на половину этой угловой величины. Конструкция повышает нагрузочную спо собность путем обеспечения радиальной и осевой упругости узла. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

658

Фиг.З

е.

к /

2А-А

2

I :

,10

-6

-7

Фиг.Ц.

г.7

./