Опора вала турбохолодильника Советский патент 1980 года по МПК F01D25/16 F16C33/58 F25B11/00 

I

Изобретение относится к области холодильной техники, в частности к опорам валов турбохолодильников систем кондиционирования воздуха.

Известна опора вала, солержайая радиально-упорные шарикоподшипники с наружным и внутренним кольцами,tto крайней мере одно из которых контактирует по двум onopHbiM кольцевым пояскам, разделенным проточкой Г1Г.

Недостаток известной опоры вала зак.лючается в том, что упругая характеристика кольца подгиипника, прогибающегося под действием нагрузки как балка, закрепленная на двух концах, близка к линейной, и IB случаях про хождения через критические числа оборотов вала турбохолодильника или роста величины дисбаланса в процессе эксплуатации, а также действия значительных нагрузок при эволюциях объектов, могут возникать значительные прогибы кольца подшипника. Это приводит не только к увеличению амплитуды колебания вала, что значительно ухудшает работу лабиринт.ных уплотнений турбохолодильника, а В некоторых случаях приводит и к .: их разрушению в результате касаний.

но и к-увеличению нагрузок на подшипники вьаае допустимых, что снижает надежность и долговечность опоры вала турбохолодильника. ,

Целью настоящего изобретения Является уменьшение колебания ва.па, повышение йадёжности и увеличение долговечности.

Это достигается тем, что проточ0ка расположена со смещением относительно плоскости, проходящей через центр шарикоподшипника на Величину, составляющую 0,05-0,3 диаметра шарика.

5

На фиг. 1 изображен продольный разрез турбохолодильника; на фиг. 2 продольный разрез радиально-упорного шарикоподшипника с посадочными поверхностями корпуса и вала, на0пример, на которых выполнены проточки со смещением относительно плоскости, проходящей через центр шарикоподшипника; на фиг. 3 - схема деформации нольца радиально-упорного ша5рикоподшипника при возрастании нагрузки на шарик.

Турбохолодильник имеет вал 1/ установленный В корпусе 2 на радиальноупорных шарикоподшипниках 3 и 4,

0 включающи наружные 5 и внутренние 6 кольца, имеющие желоба 7 и 8 под шарики 9, и опорные пояски 10 и 11 контактирующие с ответными посадочными поверхностями 12 и 13 корпуса 2 и вала 1 и разделенные соответственно проточками 14 и 15, выполнен.ными например, в корпусе 2 и на валу 1. Проточки 14 и 15 могут быть выполнены на наружных 5 и внутренних б Кольцах шарикоподшипников 3 и 4. Проточки 14 и 15 расположены со смеЩенией Ь -мосительно плоскости 16, проходящей через центр 17 шарикоподшипника на величину, составляющую 0705-0,3 диаметра шарика 9. Проточки 14 и 15, как правило, выполняются со смещением доответствейно в сто рону плоскостей 18 и 19, проходящих через трчки контакта 20 и21 шариков 9 с желобами 7 и 8 поД углом Кон тактауз .. . ;. . ./ . : . При работе турбохолодильника нагрузка; со стороны вала 1 пёредаетсЯ череа посадочную поверхность 13 на опорные кольцевые пояски 11 внутреннего кольца 6 и желоб 8 на шарики .9. и дайёё через; жеЗюб 7 наружнбго -., кольца 6 на его опорные кольцевые по яски 10, крнта:ктирующие с посадочной поверхностью12 корпуса 2. В результате воздействия нагрузки происходит одновременная деформация Как внутреннего кольца б, -так и наружного 5. При этом каждое кольцо, имею щеё соответственно два опорных кольцевых поясКа 10 и 11, разделенных проточками 14 .и 15, вьтолнённыгли, на пример, в ко зпусе 2 и на валу 1 илина обоих -кольцах 5 и 6, изгиба етсй в поперечном сечении двухопорная балка, закрепленная на концах, благодаря чему соседние шарики начинают, воспринимать на себя часть нагрузки, Уменьшая контактные напряжения под наиболее нагруясейный шариком 9. В связи с тем, что диапазон применяе№1х УГЛОВ кон актов уб Находится в пределах 5-36, проточки 14 и 15 смещают соответственно иа величину, составляющую 0,05-0,3 диаметра шарика 9. Приработе турбохойодйльника на расчетных режимах приНаличии смещенных проточек 14 и 15 шарики 9 контактируют с желЬбами 7 и 8. соответственно в точках 20 и 21, расположенных в плоскостях 18 и 19, проходящих одновременно через центр проточек 14 и 15. По мере увеличения радиальной нагрузки R угол контактау5„ .шарика 9 с желобами 7 к 8 начинает уменьшаться,и точки контакта 20 и 21 шарика 9 смещаются к центру желобов 7 и 8, благодаря чему увеличивающаяся нагрузка R на двухопорную балку смещается от ее центра к одной из опор, Вследствие этого при значительном увеличении радиальной нагрузки R на подшипник прогиб его желобов 7 и 8 возрастает незначительно, .. ..: .. , : Наличие смещенной проточки позволяет автоматически предотвращать увеличение амплитуды колебания вала при повышенных режимах работы в процессе Эк сплуа1тамии, исключить связанное с этим дополнительное увеличение йаг рувки на подаиипники и выход из CTfori различных радиальных лабиринтных уплотнений вала и рабочих кОлес, устанавливаемых обычно с минимальными Для снижения потерь рабочего воздуха и повышения к.п.д., а также значительно расширить рабочий диапазой скоростей вращён.ия ротора, повысить надежность и увеличить долговечность турбохолодильника. . Формула изобретения Опора вала турбохолодильника, содержащая радиально-упорные шарикоподйипники с наружным и вйутреннйм кольцами, по крайней мере одно из которых имеет кОйтакт с; двумя бпорньп кольцейШи поясками, разделенными проточкой, о т л и ч а ю.щ а я с я тем, ЧТО, е целью;уменьшения колебаний, вала, побышенйя надежности и увеяйчёнйя долговечности, проточка расЛолоЖен. .со.; смещейием относительно плос грсти, п 1Охойящей через ; центр шарикоподайпййка на величйну, CQCт авляюйукз О ,05-0, 3 диаметра шарика. Источники информации, принятые вовнимайие при экспертизе 1. Патё.нт .СШ № 3512855, кл. 308-184, опублик. 1972.