Изобретение относится к области демпфирующих устройств и может быть использовано для гашения колебаний роторов турбомашин. Известен демпфер, выполненный из упругого гофрированного материала, уложенного слоями между подшипником и корпусом l . Однако этот демпфер имеет ряд недостатков. Вследствие того, что гофры выполнены кольцевыми, при колебаниях вибратора размер пакета в направлении оси вала изменяется поэтому демпфер нельзя жестко эажи- . мать в осевом направлении, из-за чего гофры могут соскальзывать друг с друга, что может привести к нестабильности работы демпфера и повышению ани зотропности его характеристик. К тому же изготовление демпфера с кольцевыми гофрами технологически сложно. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является демпфирующее устройство опор роторов турбомашин, содержащее гидродинамический демпфер, статор, кольцеобразный вибратор, взаимодействующий с пакетом лент, заключенным в кольцевой паз, образованный вибратором и статором, и разгрузочное устройство, связанное с вибратором 2 . Недостаток этого устройства заключается в том, что при использовании его на турбомашинах при повышенных уровнях динамических нагрузок диссипативных свойств может оказаться недостаточно, так как максимальней коэффициент рассеяния многослойного гофрированного пакета, используемого в этой конструкции, не превышает 44,5. К тому же этот демпфер имеет значительную анизотропию диссипативных свойств вследствие накапливания действия сил трения, приложенных к вершинам гофров, в направлениях от разреза пакета. Целью изобретения является повышение диссипативной способности и увеличение изотропности демпфирующих и жесткостных свойств. f Цель достигается тем, что вибратор в диаметральном сечении имеет форму двутавра, на полках которого с обеих сторон выполнены один напротив другого, равномерно расположенные по всей длине окружности вибратора, трапецеидальные вырезы, статор выполнен в виде стаканов, установленных соосно и обращенных один к другому кромками/ на которых выполнены трапецеидальные выступы, ответные впадинс1м вибратора, а пакет лент набран из гофрированных и расположенных между ними гладких лент, выступы лент расположёны друг против друга, . обращены наружу пакета и ориентированы относительно выступов, выполненных на кольцах снаружи, а стыки лент равномерно смещены по окружности.
На фиг. 1 изображено демпфирующее устройство, частичный разрезJ на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - взаимное расположение втулок статора и вибратора; на фиг. 4 - схематически показана компоновка демпфирующего пакета до сборки.
Демпфирующее, устройство состоит из двух стаканов 1 и 2 статора, установленных соосно и обращенных один к другому кромками, и вибратора состоящего из двух втулок 3 и 4, причем втулка 4 напрессовывается на втулку 3. В кольцевые пазы, образо ванные втулкой 3 и стаканами 1 и 2 i статора, вставляются пакеты 5 и 6 лент, идентичные друг другу, а втулка 4 вибратора связана с разрузочным устройством,состоящим из корпуса 7, башмака 8, разгрузочной пружины 9, регулировочной прокладки 10 и проставки 11. Толщина прокладки 10 подбирается до сборки с ротором 12 .таким образом, чтобы при действии статической нагрузки на демпфер, равной весу ротора, приходящемуся на опору, зазор 13 междузаплечиками 14 корпуса 7 и бгиамаком 8 был равен Л - (Г , где и. - величина радигшьного зазора 15 в гидродинамическом демпфере, (У- величина остаточного смещения 1вибратора при разгрузке демпфера от статической силы,обусловленная гистерезисом в пакете демпфера. Пружина 9 выполнена в виде многослойного гофра. С целью снижения анизотропии жесткостных свойств демпфера, вносимой разгрузочным устройством, податливость гофра 9 выбирается значительно больше податливости одного пролета пакетов 5 и 6 лент, причем для обеспечения работы гОфра в линейной обле1сти предварительное поджатие его С 0,5, где f - начальный выгиб гофра; у - предварительное поджатие гофр. Стакан 1 статора И1йеет в диаметральном сечении „ Е-об|)азую форму, на наружной стенке 16 Y него имеется фланец 17, с помощью которого весь демпфер крепится в опоре 18 турбомашины. На средней И внутренней стенках стакана 1 имеются трапецеидальные выступы 19 и 20 Стакан 2 статора имеет в диаметральном сечении форму швеллерЯ/ на полках которого имеются трапецеидальные выступы 21 и 22, а на полках втулки 3 вибратора с обеих сторон выполнены
одни напротив другого равномерно расположенные по всей длине окружности вибратора трапецеидальные выступы 23 и 24. В кольцевые пазы, образованные трапецеидальными выступами статора и вибратора, вставляются пакеты 5 и 6 лент. Статор демпфера выполнен в виде втулок с целью уменьшения вылета трапецеидальных выступов и увеличения их прочности. Стаканы 1 и 2 статора вставляются во втулку 3
вибратора, причем трапецеидальные выступы 23 и 24 входят в отве- ные вырезы стаканов 1 и 2. При этом натяг, создаваемый в пакетах 5 и 6 трапецеидальными выступами статора
больше, чем натяг, создаваемый трапецеидальными выступами вибратора, в 1,5-2 раза. Между средней стенкой стакана 1 статора и втулкой 4 вибратора образуется зазор 25, а между
наружной обоймой-подшипника .26 качения и внутренней стенкой стакана 1 зазор 27. Между втулкой 4 вибратара и наружной стенкой стакана 2 статора образуется зазор 28, а между
внутренней стенкой и наружной обоймой подшипника качения - зазор 29. Пакеты 5 и 6 лент состоят из двух групп гофрированных лент 30 и 31, разделенных пакетом гладких лент 32. (Наружные ленты 33 и 34 имеют выступы 35, которыми они опираются на трапецеидальные выступы 19, 20-, 21 и 22 статора.и выступы 23, 24 вибратора. Гофрированные ленты 30 и 31 расположены таким образом, что вершины гофров направлены навстречу друг другу. Стыки 36 гофрированных лент расположены под выступами 35 и развернуты равномерно по окружности. Стыки 37 гладких лент также равномерно развернуты по окружности. От проворота пакеты 5 и б фиксируются штифтами 38 и 39. Подшипник закрепляется на валу гайкой 40. Демпферный зазор 15 по торцам закрыт разрезными металлическими уплотнительными кoльцгuvIи 41 и 42. Масло в демпфер подается через канал 43 и канавку 44 в опоре и через сверление 45 в стакане 1. .
Демпфирующее устройство работает следующим образом. Колебания ротора 12 через пода1ипник 26 качения передатся втулке 3 вибратора и гасятся за счет сил сухого трения, возникающих между лентами пакетов 5 и 6. Гашение
колебаний происходит также при проскальзывании трапецеидальных выступов 23 и 24 втулки 3 вибратора по выступам 35 наружных лент 33 и 34. Такое проскальзывание возможно, поскольку
натяг, создаваемый выступами статора больше, чем натяг, создаваемый трапецеидальными выступами 23 и 24 вибратора, в 1,5-2 раза. Энергия колебаний ротора переходит также в гидравлические потери, возникающие при
выдавливании масляной пленки из демпферного зазора 15. Предложенная кбнструкцМя пакета лент имеет большую диссипативную способность, чем пакет прототипа. Это объясняется тем, что в предлагаемой конструкции пакета в середине пролетов вершины гофров групп лент 33 и 34 направлены навстрчу друг другу. Поэтому максимальное сдавливающее усилие, прижимающее ленты 33 и 34 друг к другу при распрямлении гофров в собранном пакете, находится также в середине пролета там, где происходит максимальное проскальзывание, поэтому работа сил трения, и, следовательно, диссипативные свойства такого демпфера будут вьше, чем у прототипа, в котором места максимального сдавливающего усилия и максимального проскальзывания не совпадают. Разворот стыков 36 и 37 лент равномерно по окружности позволяет уменьшить, анизотропию характеристик, вносимую стыками С помощью разгрузочного устройства снижается анизотропия, обусловленная весом ротора. А поскольку податливость гофра 9 разгрузочного устройства значительно больше податливости одного пролета пакетов 5 и 6, то анизотропия, вносимая таким разгрузочным устройством, невелика.
Использование параллельной работы демпфера сухого трения, имеющего описанный выше пакет с повышенньлми демпфирующими свойствами, и гидравлического демпфера с уплотнительными кольцами, позволяет существенно повысить- диссипативные свойства демпфера в целом.
Формула изобретения
Демпфирующее устройство опор роторов турбомашин, содержащее гидродинамический демпфер, статор, кольце. образный вибратор, -взаимодействующий 5 с пакетом лент, заключенным в кольцевой паз, образованный вибратором и статором. И разгрузочное устройство, связанное с вибратором, о т л ичающееся тем, что, с целью
повышения диссипативной способности и увеличения изотропности его демпфирующих и жесткостных свойств, вибратор в диаметральном сечении имеет форму двутавра, на полках которого
5 с обеих сторон выполнены один напротив другого, равномерно расположенные по всей длине окружности вибратора, трапецеидальные вырезы, статор выпол-: йен в виде стаканов, установленных
0 соосно и обращенных один к другому кромками, на которых выполнены тра пецеидальные выступы, ответные впадинам вибратора, а пакет лент набран из гофрированных и расположенных межc ДУ ними-гладких лент, выступы лент, расположены друг против друга, обращены наружу пакета и ориентированы относительно выступов, выполненных на кольцах снаружи, а стыки лент равномерно смещены по окружности.
0
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Акцептованная заявка Японии 48-189б6, кл. F 16 С 17/02. Изобретения за рубежом, 1973, 19.
5 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2392466-25/28, кл. F 16 F 7/00, 1977 (прототип).
