Опора вращающейся системы Советский патент 1981 года по МПК F16C27/00 

(54) ОПОРА ВРАЩАЙЩЕЙСЯ СИСТЕМЫ

1

Изобретение относится к средствам гашения колебаний и предназначено для использования во вращающихся системах,, содержащих элементы, обладающие анизотропной жесткостью.

Известна опора вращающейся системы, обладающая анизотропной жесткост и содержащая корпус с смонтированным в нем подшипником и размещенным между его наружной поверхностью и корпусом упругим элементом, выполненным с различной жесткостью по двум вза- . имно перпендикулярным направлениям. Шейка ротора, установленная в подшипнике/ обладающая анизотропной жесткостью, и упругий элемент, позволяют освободить рабочий диапазон от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемьк указанной ани-. зотропной жесткостью 1.

Упругий элемент установлен в опорном узле таким образом, что ротор имеет угловое перемещение относи;Тельно него.Причем; жесткости упруiroro элемента, соответствующие его главным направлениям, определены в зависимости от динамических параметров, описывающих вращающуюся систему

При таком выполнении опорного узла можно обеспечить лишь ограниченный рабочий диапазон системы, свободный от зон неустойчивости и повышенных вибраций, зависящий от динамических параметров, описывающих систему, изменить которые не всегда возможно.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона вращающейся системы свободного от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элементов вращающейся системы.

Указанная цель достигается тем, что в опоре вращающейся системы,обладающей анизотропной жесткостью и содержащей корпус с смонтированным в нем подшипником и размещенным между его наружной поверхностью и корпусом упругим элементом, выполненным с различными жескостями по взаимно перпендикулярным направлениям, каждый упругий элемент опоры смонтирован один относительно другого упругого элемента так, что направления их максимальных жесткостей взаимно перпендикулярны , при этом выполнено соотношение:

L.

ИУ

%

20 где С. .max и mm жескости упругого элемента соответственно;min и max жесткости, эл мента системы соответственно, обладающего анизотропной жесткость Ориентация и закрепление указанно го упругог.о элемента/ а также выполнение .указанного соотношения, позволяют так наложить эллипс жесткости упругого элемента на эллипс жесткост элемента системы, на котором закреплен этот упругий элемент, что суммар ный эллипс жесткости приобретает фор му окружности. В прцессе вращения ротора, при. указанном закреплении и ориентации упруг.ого элемента, суммарный эллипс жесткости будет сохранять форму окру ности при любых скоростях вращения, что исключает появление зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элеме тов вращающейся системы во всем диапазоне возможных скоростей вращения ротора. Это расширяет рабочий диапазон вращающейся системы. На фиг, 1 показано наложение эллипса жесткости упругого -элемента на эллипс жесткости элемента системы; на фиг. 2 - опорный узел, пред.назначенный для борьбы с вибрациями, обусловленными анизотропной жесткост корпуса; на фиг, 3 - опорный узел, предназначенный для борьбы с вибраци ями, обусловленными анизотропной жесткостью ротора; на фиг. 4 - опорный узел, предназначенный для борьбы с вибрациями, обусловленными анизотропной жесткостью подшипника скольжения. Опора содержит упругий элемент 1, позволяющий освободить рабочий диапазон от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотро ной жесткостью элементов вращающейся системы. Такими элементами могут быт корпус 2 опорного узла, ротор 3, под шипник 4 скольжения. Упругий элемент 1 выполнен с различными жесткостями по его двум глав ным направлениям I-I и 11-11, закреплен на элементе, обладающем указанной анизотропной жесткостью, и орИ ентирован относительно этого элемента таким образом, что главное нап рав ление Ill-Ill этого элемента, соотвётствующеё его максимальной жесткости, перпендикулярно главному направлению I-I указанного упругого элемента 1, соответству1рщего его мак симальной жес ткос ти, Причем выполнено следующее соотно j: - ji шение у -io -2 го I где с. жесткости указанного упругого элемента 1 по его двум главным направлениям I-I и II-II; С -И 20 ЖЕСТКОСТИ элемента(2, 3, 4), обладающего укаэанной анизотропной жесткостью, по его двум главным направлениям Ill-Ill и IV-IV. .указанное закрепление упругого элемента 1 и его ориентация, а также выполнение указанного соотношения позволяют так наложить эллипс 5 жесткости упругого элемента 1 на эллипс 6 жесткости элемента, на котором закреплен этот упругий элемент 1, что их суммарный эллипс жесткости приобретает форму окружности 7. Опора вращающейся системы работает следующим образом. В процессе вращения ротора 3, при указанном закреплении и ориентации упругого элемента 1, суммарный эллипс жесткости будет сохранять форму окружности 7 при любых скоростях вращения, что исключает появление зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элемента вращающейся системы, во всем диапазоне возможных скоростей вращения ротора 3. По сравнению с известными опорными узлами, предназначенными для борьбы с вибрациями, вызываемыми анизотропной жесткостью элементов вращающейся системы, предлагаемый опорный узел позволяет полностью исключить появление зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых указанной анизотропной жесткостью, во всем диапазоне возможных скоростей вращения ротора, ЧТО расширяет рабочий диапазон вращающейся системы. формула изобретения Опора вращающейся системы, обладающая анизотропной жесткостью и содержащая корпус с смонтированным в нем подшипником и размещенным мезкду его нар5теной поверхностью и корпусом упругим элементом, выполненным с различными жесткостями по двум взаимно перпендикулярным направлениям, отличающая ся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона вращающейся системы, свободного от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элементов вращающейся системы, каждый упругий элемент опоры смонтирован один относительно другого упругого элемента так,что направления их максимальных жесткостей взаимно перпендикулярны, при этом выполнено соотношение: Л JL 1 /( где С и Cg - максимум и минимум жесткости упругого элемента соотйетственно; Си минимум и максимум же. сткости элемента системы соответственно, обладающего анизотропной жесткостью.

//////////У/// ////// фиг.2. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, W.R. Foote and others. Critical speeds of a rotor with unegual. shaft flexibilities mounted in bearing of vinegual flexibility J. Apple mech., 1943, V. 10, № 2.

3

I