ПОДШИПНИК С ГАЗОВОЙ СМАЗКОЙ Советский патент 1971 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к подшипникам скольжения и, в частности, к высокоскоростным подшипникам скольжения с газовой смазкой.

Подшипники скольжения с газовой смазкой склонны к возбуждению колебаний вала при высокой скорости вращения. Наиболее эффективным способом устранения этих колебаний является наддув в зазор сжатого газа. Однако во МНОГИХ случаях источники сжатого газа отсутствуют или давление сжатого газа мало. Такие условия имеют место при высотном полете самолета на режиме малого газа. При этом давление газа, поступаюш.его к бортовым агрегатам от компрессора турбореактивного двигателя, уменьшается до 1,5-2 атж, что недостаточно для надежной работы обычного газостатического подшипника.

Другим способом увеличения устойчивости ротора в подшипниках с газовой смазкой является использование спиральных канавок, наносимых на рабочие поверхности обоих элементов подшипника. Недостатком подшипников со спиральными канавками является малая эффективность при пониженных до 0,1-0,3 атм давлениях окружаюш.ей среды.

или полуокружность. Эффективность канавок указанных типов примерно одинакова.

Цель изобретения - разработка конструкции подшипника с газовой смазкой, работоспособного при пониженных давлениях окружающей среды и низких давлениях наддува. Это достигается использованием канавки треугольного профиля, обеспечивающей более эффективное повышение давления по сравнению с имеющимся. Спиральные канавки можно использовать в сочетании со щелевыми устройствами для наддува в зазор сжатого газа. Сущность изобретения заключается в том, что, с целью иовыщения эксплуатационной надежности подшипника при работе на высоких скоростях вращения, передняя по направлению вращения стенка каждой канавки выполнена радиальной, угол между передней и задней стенками выбран в пределах 70-90°,

а задняя стенка имеет длину, равную 0,6- 0,9 шага канавок. Подвод сжатого газа в зазор подщипника осуществляется через выполненные во вкладыще каналы, имеющие форму щелевых секторов с угловой протяженностью

15-45°. CocHoro действия спиральной канавки. Давление по длине канавки возрастает быстрее, чем в случае канавки прямоугольного профиля, т. е. давление в центральной части подшипника, куда поступает газ из канавок, увеличивается. Рост давления в центральной части рабочего зазора в свою очередь приводит к повышению «жесткости газового слоя и устойчивости вала на высоких скоростях вращения. Суш;ность изобретения поясняется чертежом, где показаны на фиг. 1 - конструкция подшипника; на фиг. 2 - профиль сечения спиральной канавки. Вал / проходит через расточку вкладыша, состоящего из двух цилиндрических элементов 2 и 3, объединенных общей обоймой 4. Обойма установлена в корпусе 5 агрегата. На внешних участках рабочей поверхности вкладыша нанесены спиральные канавки 6, образующие с осью вращения угол 25-35°. Глубина канавок в 2-3 раза превышает радиальный зазор подшипника. Ширина каждой канавки 1-3 мм. Профиль сечения канавки образован передней стенкой 7, направленной вдоль радиуса, и задней стенкой 8, длина которой составляет 0,6-0,9 шага канавОк t. Число канавбк при Диаметре вала 20-40 мм составляет 20--30 шт. Дополнительная подача сжатого газа в зазор подшипника может производиться через щелевые секторы 9, расположенные по окружности подшипника. Угловая протяженность каждого сектора 15-45°. Секторы отделены друг от друга перемычками 10, выполненными в виде выступов на торцовой поверхности цилиндрического элемента 3. Щелевые секторы соединены между собой кольцевой полостью //, в которой находится газ под давлением. При вращении вала / газ из окружающей атмосферы засасывается торцевыми участками спиральных канавок 6 и нагнетается в центральную часть рабочего зазора подшипника. 31 i . . „т 4 Клиновые скосы задних ЬТён6К Канавок обесечивают эффективное повышение давления по лине канавки. Задняя стенка каждой канавки работает, как миниатюрный клин подшипника скольжения, увеличивая давление на поверхности клина. Наличие на клиновой поверхности канавки зоны повышенного давления препятствует протечкам в атмосферу сжатого газа из центральной части зазора. За счет этого давление в центральной части зазора увеличивается, и газовый слой подшипника становится более жестким. Таким образом, при использовании спиральных канавок с наклонной задней стенкой, на которой образуется газодинамический клин, несущая спосооность, жесткость и устойчивость вала в подшипнике увеличиваются. Эксплуатационная надежность -подшипника при раооте на высоких скоростях вращения в услоВИЯХ низких давлении наддува и малых давлений окружающей среды возрастает. Дополнительная подача сжатого газа через щелевые секторы i увеличивает жесткость слоя гал.а и повышает устойчивость ротора. Наличие секторов малой угловой протяженности, разделенных перемычками, исключает окдужные перетечкИ) способствуя повышению эффективности подщипника. Предмет изобретения 1.Подшипник с газовой смазкой, содержащий вращающуюся цапфу и вкладыш со спиральными канавками на рабочих поверхностях, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, передняя по направлению вращения стенка канавки выполнена радиальной, угол между передней и задней стенками составляет 70-90°, и задняя стенка имеет длину, равную 0,6-0,9 шага канавок. 2.Подщипник по п. 1, отличающийся тем, что во вкладыще выполнены каналы для дополнительной подачи в зазор сжатого газа, имеющие форму щелевых секторов с угловой протяженностью 15-45°.

/ Л1.|.-,1г illI, -Ив