Газодинамический упорный подшипник Советский патент 1980 года по МПК F16C17/04 F16C27/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах высокоскоростных машин и механизмов. Известен газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту и корпус, в котором размещены опорная шайба с радиальными гбфрами переменной жесткости в радиальном направлении и несущая плата, имеющая увиличквающую по направ лению к центру жесткость с закрепленнььми на ней упругими лепестками, при этом гофры в продольном сечении вьшолнены . в виде прямоугольника, а в поперечном сечении выполнены по дуге с уменьшающейся от периферии к пентру хордой Щ. Однако известный подшипник недостаточно надежен в работе, так как упругие лепестки, расположенные в окружном направлении, имеют переменную жесткость, которая увеличивается с уменьшением длины лепестка в радиальном направлении от периферии к центру подшипника, в то время как давление газового слоя уменьщается в том же направле П1И, что приводит к более длительному контакту участков лепестков, расположенных ближе к центру подшипника, с пятой вала, и в конечном счете, выходу из строя подшипника. Целью изобретения является повышение надежности работы подш1шника путем оптимизации формы зазора между пятой я упругими лепестками. Указанная цель обеспечивается тем, что опорная шайба выполнена с уменьшающейся по направлению к центру жесткое тью, а гофры выполнены с увбпичявающе ся высотой в направлении от цйгтра к периферии и уменьшающейся в указанном направлении хордой. На фиг. 1 изображен газодинамичесжий упорный подшипник в аксонометрии} на фиг. 2 - опорная шайба; на фиг. 3 - раэрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3j на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 3. Газодинамический упорный подшипник соцержлт пяту 1 и корпус 2, ь котором размещены опорная шайба 3 с радиальными гофрами 4 и несущая плата 5 с упругими лепестками 6, имеющими выхойные кромки 7, Каждый гофр 4 опорной шайбы 3 в продольном разрезе имее вид трапеции 8, а в поперечном разрезе Бьтопнен по дуге 9, при этом высота Ь гофра 4 увеличивается и д;шна сЗ хорды дуги 9 уменьшается в направлении от центра к периферии. В начальный период работы лепесток 6 контактирует с пятой 1 зоной, расположенной вдоль задней кромки 7 лепестка 6 на ее внешней части, как наиболее выступающей под действием гофра 4 опо ной шайбы 3, между которыми постепенно с возрастанием скорости вращения пяты 1 возникает газодинамический несущий слой, вызывающий образование зазора между пятой 1 и лепестком 6 в указанной зоне, По мере возрастания скорости врашения пяты 1 и yвeличe шя осевой нагруэки, лепесток 6 начинает изгибаться как консольная балка, и газодинамический несущий слой постепенно распространяетс вдоль средней частк задней кромки 7 ле пестка 6( а в дальнейшем и на зону, рао положе шую вдоль внутренней части задней кромки 7 лепестка 6, благодаря чему постоянно поддерживается onpeaeneibный зазор между пятой 1 и лепестком 6 предотвращающий износ последнего, По мере дальнвйи1его возраста1шя осе вой нагрузки на пяту1, начинает деформироваться гофр 4 опорной шайбы 3, с которым взанм о действует лепесток 6 как с промежуточной опорой. При этом давление газового слоя в зазоре по величине постепенно убывает в радиальном направлении к центру подшипника. Благодаря тому, что жесткость гофра 4 опорной шайбы 3 уменьшается по направлению к центру подшипника за счет тег о, что хорда и линейно уменьшаетс а высота Ь линейно увеличивается от центра к периферии, при этом разность 534 высоты гофра 4 на наружном R и внутреннем Г- радиусах опорной шайбы ) 3 прямо пропорциональна разности, этих радиусов, лепесток 6 в зоне, расположенной вдоль внутренней части задней кромки 7, получает возможность прогибаться на величину осевого перемещения пяты 1 при меньшем давлении газового слоя, отделяющего их друг от друга, вследствие чего зазор между ними сохраняется на всех режимах работы. Применение предлагаемой конструкции позволяет автоматически оптимизировать форму зазора на наружном и внурреннем радиусах лепестка 6 в процессе изменения осевой нагрузки за счет уменьшения жесткости гофра 4 в радиальном направлении, что в свою очередь исключает косой изгиб и локальный иэнос лепестка 7, Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность подшипника. Формула изобретения Газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту и корпус, в котором размещены опорная шайба с радиальными гофрами переменной жесткости в радиальном направлении и несущая плата с закрепленными на ней упругими лепестками, при этом гофры в продольном сече- НИИ выполнены в виде четырехугольника, а в поперечном сечении выполнены по дуге,, оТгличаюшийоя тем, что, с целью повышения надежности рабо-ты, опорная шайба выполнена с умсньшающейся по направлению к центру жесткостью. 2, Подшипник по п. 1, отличающий с я тем, что гофры выполнены с увеличивающейся высотой в направлении от центра к периферии и уменьшающейся в указанном направлении хордой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3382014, кл. 308-9, 1968.