Гидростатический подпятник Советский патент 1977 года по МПК F16C32/06 F01D25/16 

(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДПЯТНИК

Изобретение относится к машиностроению преимущественно к опорам газотурбинных двигателей, и может быть использовано в других машинах с преобладающими в них осевыми силами над радиальными.

Известен гидродинамический подпятник, содержащий вал с жестко закрепленной на нем пятой и корпус с гидродинамическими подушками, установленными на гидроцилиндры с целью регулирования и изменения осевого положения вала в подпятнике. Такие усройства отличаются конструктивной сложностью, большими габаритами и низкой экономичностью llj .

Известен также гидростатический подпятник, содержащий корпус, установпенный з нем на подшипниках вал, жестко закрепленную на валу пяту с периферийным уплотнени размещенные по обе стороны пяты рабочие камеры с каналами для аодвода жидкости и зо тэтникоэый рас;(рег;е-Г;;5тель для регулирования давления d кa ;epaк 2.

Однако и зысо;--онаиорных роторах газотурбинных дБигагепей, подверженных тряске и динамическим нагрузкам, выпопненный на валу золотниковый распредепитель недостаточно надежен.

Целью изобретения является повышение надежности золотникового распределителяЭто достигается тем, что золотниковый расиределитель выполнен в виде расположенных по обе стороны пяты цилиндричесь их выступов с лысками, взаимодействующих с подвижньгми кольцевыми уплотнениями корпуса.

Кроме того, он снабжен двойным периферийным уплотнением, выполненными с расположенными по обе стороны гребня пяты антифрикционным; : вставками, на рабочих пойерхностях которых выполнены радиальные канавки, поочередно направленные в противоположные стороны.

На фиг. 1 изображен подпятник в осевом разрезе; на фиг. 2 - вид-на рабочую поверхность антифрикционных вставок; на фиг. 3золотниковый распределитель в поперечном разпезе; на фиг. 4 - вариант выполнения подвижного кольцевого уплотнения в виде яерззрезного бесконтактного плавающего кольца. Гйдростагический подпятник содержит корпус 1 с крышкой 2, внутренняя полость ;v,ie;KAy которыми разделена имеющей гребен плгой 3 H-j ai.e рабочие камеры 4 и 5. Кор ,-.с 1 закреален в корпусе трансмиссии газотурбинного двигателя 6. ij к и мер с установлен жикпер камере 5 - жиклер 8, соединяемые каналами со штуцером 9 подвода питающей жидкости под давлением в гидростатический под пятник. В корпусе 1 и в крышке 2 выполнены расточки с резьбой, ь которые ввернуты и законтрены гайки Ю, удерживаюи№е уплотнения 11 и 12 золотникового распределителя, представляющие собой, например, разрезные контактные кольца из антифрикционн го материала (угпеграфита, бронзы и т.д.) стянутые браслетными пружинами 13. Ь гайках 10 сделаны пазы, куда входят штифты 14, фиксирующие уплотнения 11 и 12 от проворота в окружном направлении. На периферийной части пяты 3, поставлеио двойное периферийное уплотнение с вст ками 15 и 16. Вставка 15 закреплена на крышке 17 уплотнения, а вставка 16 - на корпусе 18 уплотнения, который штифтом 1 зафиксирован от проворачивания. Рабочие камеры 4 и 5 изолированы от полости за корпусом 18 уплотнениями 20, которые не препятствуют осевому смещению двойного периферийного уплотнения. На рабочих поверхностях вставок 15 и 16 выполнены радиальные канавки 21 и 22 В корпусе 1 установлен радиальноупорный шарикоподшипник 23, у которого наружная обойма имеет возможность осевого перемещения до упора в гайку 1C и пружину 24. Пружина 24, упираясь в стопорное кольцо 25, поджимает наружную обойму подшипника 23. Шарикоподщипник 23 смазывают от маслосистемы через фильтр 26 и форсунку 27. Для отвода масла от подшипника 23 и уплотнения 11 выполнены дренажные отверс тия 28. Пята 3, внутренняя обойма подшип- ника 23, регулировочное кольцо 29, ujecTepня 30 привода агрегатов стянуты на валу 31 гайкой 32. Проворот пяты 3 и шестерни 30 предотвращает, например, щпонка 33. У корневой части пяты 3 выполнены лыски 34 и 35, чередующиеся с выступами 36. На фиг. 4 изображен вариант подвижного У1шотнения золотникового распределителя, осушествпяемэго при помощи неразрезного с CJV-MI гакткогО плавающего кольца 37, вы- па-лЯ; v-rrr) из зкткфрккдяонного материала. п:.- -t-.,-. : -..дростагического подпятни:-:::. .. 0, ж:: i.:-, f; iicCxynaer через шту- дер 9 л каналы в корпусе 1 и крышке 2, через жиклеры 7 и 8, в камепы 4 и 5. При отсутствии внешних осевых сил пята 3 устанавливается в среднем положении гак, что сопротивления справа и слева от пяты равны между собой. Если гидросопротивления жиклеров 7 и 8 подобрать равными гидросопротивлениям золотникового распределителя в среднем положении пяты 3, то давление жидкости в камерах 4 и 5 будет равно половине давления на входе в жиклеры 7 и 8. В действительности пята 3 под давлением пружины 24 будет смещена несколько вправо. Под действием осевой силы, например справа налево, ротор будет смещаться справа налево от нейтрального положения. При этом золотниковый распределитель от пяты 3 будет закрываться, а справа о г пяты раскрываться. Сопротивление золотникового распределителя слева от пяты 3- превысит сопротивление жиклера 7 и давление в камере 4 возрастет, Сопротив л ени е 3 олотникового распр ед в- лителя справа станет м еньщ э сопротивления жиклера 8 и давление в камере 5 упадет. Образовавшийся перепад давления жидкости в к,амерах 4 и 5, действуя на площадь пяты 3, создаст силу реакции, направленную против силы давления. Перепад давления в камерах 4 и 5 приведет к перетеканию жидкости через двойное периферийное уплотнение вокруг гребня пяты 3. От величины рабочих зазоров в этом уплотнении зависит эффективность всего устройства. Однако уменьшение этих зазоров сш1жает надежность подпятника из-за граничного трения в фрикционных парах. Под действием перепада давления жидкость из камеры 4 попадает в радиальные канавки 22, уплотнения 15, откуда, увлекаемая вращательным движением гребня пяты 3 переносится в окружном направлении, сливается в радиальные канавки 21, создавая гидродинамическую силу, препятствующую сухому трению в фрикцио1шой паре. Из-за непродолжительности пребывания жидкости между напорной 22 и сливной 21 канавками жидкость не успевает перегреться, что благоприятно сказывается на тепловом режиме уплотнения и повышает его надежность. С правой стороны вставки 16 уплотнения процесс аналогичен. Для удаления перегре- той жидкости из пространства между уплотнениями 15 и16 при отсутствии осевой силы и перепада в камерах 4 и 5 в корпусе 18 могут быть предусмотрены дренажные каналы малого сечения, по которым часть жидкости отводят к полости за двойным периферийным уплотнением, откуда ее отводят в сливную магистраль. При запуске двигателя, куда насос не обеспечивает достаточного давления масла и грузоподъемность гидростатического подпятника 3 мала для уравновешивания действующих осевых сил, часть этих сил воспринимает подшипник 23, сжимая пружину 24 и упираясь через последнюю наружной обоймой в стопорное кольцо 25. С ростом оборотов двигателя, насос увеличивает произво дительность, давление повышается, перепад давления в камерах 4 и 5 возрастает и под пятник 3 разгружает подшипник 23 от осев Формула изобретения 1. Гидростатический подпятник, преимущественно для опор газотурбинных двигателей, содержащий корпус, установленный в нем на подшипниках вал, жестко закрепленную на валу пяту с периферийным уплотне- нием, размещенные по обе стороны пяты pa-jg бочие камеры с каналами для подвода жидкости и золотниковый распределитель для регулирования давления в камерах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, золотниковый распределитель выполнен в виде расположенных по обе стороны пяты цилиндрических выступов с лысками, взаимодействующих с подвижными кольцевыми уплотнениями корпуса. 2. Подпятник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен двойным периферийным уплотнением, выполненным с расположенными по обе стороны гребня пяты антифрикционными вставками, на рабочих поверхностях которых выполнены радиальные канавки поочередно направленные в разные стороны. Источники информации J принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент Великобритании № 937939, 110/3/В,, 1963. свидетельство СССР 2, Авторское № 437855, F 16 С 32/06, 1970.

-г V7 .;:i , // .

i л.1У11 вElI j I

7--Л

W

35

fPuz.