Газодинамический упорный подшипник Советский патент 1981 года по МПК F16C17/04 

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипникш скольжения с газовой смазкой, используемым для осевой фиксации ротора в высокоскоростных машинах и механизмах.

Известен газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту, корпус, размещенный в нем подпятник с платой, имеющей опорные элементы и упругие лепестки с профилированной несущей частью, закрепленные на опорных элементах консольно ClНедостаток этого подшипника 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 уменьшается в том же направлении. Это приводит к более длительному контакту участков лепестков, расположенных ближе. .

К центру подшипника, с пятой вала, который способствует истиранию покрытия и, в конечном счете, выходу из строя подшипников.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности подшипника путем оптимизации профиля зазора между пятой и подпятником, а также обеспечение переменной жест.кости вдоль радиуса подпятника.

10

Указанная цель обеспечивается тем, что в газодинамическом упорном подшипнике, содержащем пяту, корпус, размещенный в нем подпятник с платой, имеющей опорные элементы

15 и упругие лепестки с профилированной несущей частью, закрепленные на опорных элементах, каждый лепесток закреплен в средней части на соответствующем опорном элементе с обра20зованием опорной и несущей части лепестка, причем кромка несущей части лепестка установлена на опорной части смежного лепестка. Кроме того, на опорной части лепест ка в окружном направлении выполнены прорези с шагом пропорциональным ди аметру подпяткика. На фиг. 1 представлен подпятник поперечный разрез; на фиг. 2 - упор ный подшипник в плане; на фиг. 3 подпятник в плане с лепестками, на Опорной части которых выполнены про рези. Газодинамический упорный подшипник содержит пяту 1, корпус 2, в ко тором размещена плата 3 с опорными элементами 4 и упругими лепестками 5. Каждый лепесток 5 закреплен в средней части на соответствующем опорном элементе 4 с образованием опорной 6 и несущей 7 частей лепестка 5, причем кромка 8 несущей 7 час лепестка 5 установлена на опорной час ти 6 смежного лепестка, размещенной с зазором по отношению к торцовой поверхности 9 корпуса 2. Радиальный элемент 4 имеет кромку 10 смежную с кромкой 11 опорной части 6 лепестка 5. На опорной части 6 лепестка 5 в окружном направлении име ются прорези 12. В момент пуска имеет место механический контакт лепестков 5 с пято 1 (сухое трение). С увеличением ско рости вращения между лепесткамА 5 и пятой 1 возникает газовый слой, давление в котором увеличивается пропорционально линейной скорости от центра к периферии. По мере возрастания скорости вра щения пяты 1 и увеличения осевой на грузки несущая часть 7 лепестка 5 взаимодействует с опорной частью 6 лепестков по всей длине радиуса под пятника, автоматически поддерживая определенный зазор между пятой 1 и лепестком 5 как за счет уменьшения ре диуса кривизны профилированной несущей части 7 лепестка от цен тра к периферии, так и за счет того что расстояние от кромки 11 опорной части 6 лепестка до смежной кромки 10 радигшьного элемента 4 линейно увеличивается вдоль радиуса подпятника. Кроме того, для обеспечения переменной жесткости вдоль радиуса подпятника на опорной части 6 лепес ка 5 выполнены прорези I2 с шагом пропорциональным диаметру подпятника. Толщина опорной части 6 выбирается в пределах 0,1-1,0 толщины 54 несущей части 7 лепестка 5,за счет чего происходит выравнивание жесткое тных характеристик несущей 7 и опорной 6 частей лепестка 5. Применение предлагаемой конструкции подшипника позволяет автоматически оптимизировать форму зазора на наружном и внутреннем радиусах лепестка в процессе изменения осевой нагрузки за счет уменьшения радиуса кривизны профйпированной несущей части лепестка от центра к периферии, а также за счет того, что расстояние от передней кромки опорной части лепестка до смежной кромки радиального элемента платы линейно увеличивается вдоль радиуса подпятника. Выполнение прорепей на опорной части лепестка в окружном направлении с шагом пропорциональным диаметру подпятника обеспечит переменную жесткость лепестка вдоль радиуса подпятника. Таким образом, предлагаемая конструкция газодинамического упорного подшипника исключает косой изгиб лепестка и его локальный износ, что приводит, в конечном счете, к повышению эксплуатационной надежности агрегата в целом. Формула изобретения I. Газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту, корпус, размещенный в нем подпятник с платой, имеющей опорные элементы и упругие лепестки с профилированной несущей частью, закрепленные на опорных элементах,отличающийс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем оптимизации профиля зазора между пятой и подпятником, каждый лепесток закреплен в средней части на соответствующем опорном элементе с образованием опорной и несущей части лепестка, причем кромка несущей части лепестка установлена на опорной части смежного лепестка. 2. Подшипник по п. I, отличающийся тем, что, с целью обеспечения переменной жесткости вдоль радиуса подпятника, на опор58468356

ной части лепестка и окружном нал-Источники информации,

равлении выполнены прорези с шагомпринятые во внимание при -жспергине

пропорциональным диаметру подпят-1. Патент США № 3291543,

ника.кл, 308-9,19.

Л