Сегментная опора скольжения Советский патент 1982 года по МПК F16C17/03 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к опорам скольжения с самоустанавливающимися сегмен.тами для высоконагруженных быстроходных валов, например для валов турбинных установок и турбопередач. Известна опора скольжения, содержа щая по меньшей мере один несущий cei- мент и по меньшей мере два направляющих сегмента и циркуляционный контур подачи смазочного вещества, имеющий подающий трубопровод для находящегося под давлением охлажденного смазочного вещества СП. В этой опоре, несмотря на охлаждение смазочного вещества в охладителе, потери на трение приводят к сильному разогреву сегментов, что значительно снижает удельную нагрузочную способность опоры и приводит к увеличению габаритов. Известна также опора скольжения с самоустанавливающимися сегментами, в которой в промежутках между каждой парой сегментов установлены два ряда распылителей, имеющих единую систему питания под давлением охлажденной жидкой смазкой, при этом распылители первого ряда расположены за сбегающей кромкой одного из сегментов и направлены против направления вращения вала, а распылители второго ряда расположены перед набегающей кромкой следующего сегмента. Такая конструкция позволяет улучшить теплообмен в опоре t22. К недостаткам этой опоры скольжения относится невозможность полного удаления пленки разогретого смазочного средства с поверхности вала изза чего происходит перемешивание охлажденной смазки, поступающей из распылителей с остающейся разогретой пленкой смазки и тем самым не обеспечиваются достаточно хорошие условия охлаждения. Целью изобретения является повышение несущей способности опоры и уменьшение ее габаритов за счет улучшения условий охлаждения. Указанная цель достигается тем, что в сегментной опоре скольжения для высоконагруменного быстроходного вала, содержащей самоустанавливающиеся сегменты, из которьи по меньшей мере один несущий и по меньшей мере два направляющих, а также установленные в промежутках между каждой парой сегментов два ряда распылителей, систему питания под давлением охлажденной жидкой смазкой, при этом распылители первого ряда расположены за сбегающей кромкой одного из сегментов и направлены против направления вращения вала, а распылители второго ряда расположены перед набегающей кромкой следующего сегмента, распылители выполнены независимыми, а система питания имеет каналы с различным давлением, соединенные с соответствующими распыпител ями. Кроме того, каждый из распылителей может быть снабжен отражающим козырьком для направления и экранирования потока смазки. Несущий сегмент выполнен с расположенными в его центральной части пазом для слива смазки, при этом ширина сегмента составляет 1,2-2,2 диамет ра вала. На фиг. 1 изображена опора скольжения с разрезом в аксонометрической проекции; на фиг. 2 - поперзечный разрез опоры. Сегментная опора скольжения содержит вал 1, вращающийся в направлении стрелки (фиг. 2), корпус 2, имеющий с внутренней стороны кольцевой паз 3 На поверхность кольцевого паза 3 опираются на тела k качения,расположенный в нижней части корпуса 2 несущий сегмент 5, а также два направляющих сегмента 6, расположенных в верхней части корпуса. Каждое тело 4 качения закреплено винтами 7 на лыске 8 соответствующего сегмента. Между каждым из направляю1цих сегментов 6 и соответствующим телом А качения установле ны прокладки 9 которые обеспечивают возможность изменения соответствующего зазора подшипника и смещения средней точки опоры относительно оси вращения А вала 1. Тела качения имеют выпуклую наружную поверхность и выполнены более узкими, чем кольцевой паз 3 что обеспечивает их свободное угловое перемещение как относительно оси, парал лельной оси А, так и в перпендикулярном направлении. Расположенные перпендикулярно оси А торцовые поверхности тел качения ограничивают предельное угловое смещение сегментов в направлении оси А, а свобода движения сегментов в направлении, перпендикулярном оси А, ограничена закрепленными в корпусе упорами 10. Ширина В несущего сегмента 5, измеренная вдоль оси А, составляет 1,22,2 диаметра .Д вала. Оба направляющих сегмента имеют ширину В, составляющую примерно половину ширины несущего сегмента. На одной торцовой стороне корпуса 2 установлен с помощью скоб 11 первый подводящий трубопровод 12, который питается от расположенного вне корпуса опоры насосно-холодильного агрегата охлажденньм смазочным веществом. К имеющему круговую форму подводящему трубопроводу 12 присоединены три трубы 13 с распылителями Il первого ряда, которые установлены между каждой парой сегментов, на некотором расстояни+1 от сегментов параллельно х оси А. Распылители И расположены таким образом, что выходящие из них струи 15 смазочного вещества попадают на вал на небольшом удалении за сбегающей кромкой 16 соседнего сегмента под углом к валу против направления вращения. Аналогично на другой торцовой стороне корпуса 2 установлен второй подводящий трубопровод 17 с тремя проходящими параллельно оси А трубами 18 с распылителями 19 второго ряда, которые расположены таким образом, что выходящие из них струи 20 смазочного вещества попадают на вал 1 на небольшом удалении перед набегаюцей кромкой 21 соседнего сегмента под углом к залу в направлен вращения. На каждой трубе 13 с распылителями И установлен отражакадий козырек 22, расположенный параллельно оси А и плоскости симметрии струй 15 смазочного вещества, т.е. тоже установлен под углом к валу против направления вращения. Аналогичным образом на трубах 18 с распылителями укреплены козырьки 23, расположенные под углом к валу в направлении вращения вала 1. При увеличенной ширине В несущего сегмента, учитывая интенсивность смазки, необходимо,, чтобы несущий сегмент был разделен посреди проходящим по окружности пазом для слива смазочного вещества. Охлаждение предлагаемой опоры скольжения осуществляется следующи образом. В каждый из рядов распылителей независимо подается под давлением охлажденное смазочное средство При этом из распылителей 19 вто го ряда, т.е. распылителей, расположенных перед набегающей кромкой 21 каждого сегмента, струи смазочного средства попадают в зазор между сегментом и валом и образуют равномерную пленку смазочного средства на поверх ности вала. Через распылители k первого ряда т.е. распылители, расположенные за сбегающей кромкой 16 каждого сегмента, снабжающиеся смазочным средством независимо от второго ряда, подача свежего масла может осуществляться с большим давлением, за.счет чего пленка разогретого под сегментом смазочного вещества как бы считывается с вала струйками масла,выходящими из ЭТИХ распылителей, так что в крайнем случае лишь незначительные остатки iразогретого масла могут достичь еле:дующего, считая по направлению вращения сегмента. Таким образом, подводящееся через распылители 19 второго ряда свежее охлажденное масло предохранено от опасности смешения с разо-1 гретым маслом. Эффект отслоения с одной стороны, а также образование равномерной пленки смазочного средства, усиливаются за счет наличия отражающих козырьков 22 и 23, которые направляют выходящие из распылителей струи смазочного сред ства к валу 1 и предохраняют его от разбрызгиваемого в корпусе опоры смазочного средства. Струйки смазочного средства, выходящие из Отдельных, распылителей, вначале ударяются о соответствующий козырек, превращаются им в единое уплощенное образование с четко очерченмыми границами, которое уже в качестве общей объединенной струи смазочного средства направляется на вал 1. Вследствие этого смазочное средство, поступающее из распылителей Т первого ряда, производит действие ножа, который отслаивает разогретую пленку смайочного средства от вала 1. По той же причине поступающее из распыпите064лей 19 второго рядасмазочное средства тотчас же образует на валу 1 пленку смазочного средства в основном равномерной толщины, так что избыток смазочного средства по сравнению с количеством смазочного средства, которое в состоянии вместить в себя следующий зазор подшипника, может быть весьма незначительным, предпосылкой чего является именно раздельное питание рядов распылителей смазочньм средством. Выполнение несущего сегмента более широким, чем направляющие сегменты, обусловлено тем, что несущий сегмент воспринимает большую удельную нагрузку, а выполнение направляющих сегментов одинаковой ширины с несущим сегментом нецелесообразно, так как разогрев смазочного вещества увеличивается с увеличением ширины направляющих сегментов. При заданном максимальном допустимом значении удельной нагрузки на опору диаметр вала или опорной шейки может быть взят в 1,2 - 2,2 раза меньше, вследствие чего окружная скорость может быть уменьшена в том же соотношении, что позволит уменьшить потери на трение в зазорах и приводит к меньшему нагреву трущихся поверхностей, выдерживающих благодаря этому более высокую удельную нагрузку. Такая конструкция опоры скольжения обеспечивает хорошее охлаждение при умеренном расходе смазочного средства при высоких допустимых удельных .нагрузках, что обеспечивает в конечном итоге возможность уменьшения диаметра опорной шейки, т.е. уменьшение габаритов опоры. Формула изобретения 1. Сегментная опора скольжения для высоконагруженного быстроходного вала, содержащая самоустанавливающиеся сегменты, из которых по меньшей мере один несущий и по меньшей мере два направляющих, а также установленные в промежутках между каждой парой сегментов два ряда распылителей, систему питания под давлением охлажденной жидкой смазкой,при этом распылители первого ряда расположены за сбегающей кромкой одного из сегментов и направлены против направления вращения вала, а распылители второго ряда расположены перед набегающей кромкой следующего сегмента, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности и уменьшения габаритов за счет улучшения условий охлаждения, распы 5 лители выполнены независимыми, а система питания имеет каналы с различным давлением, соединенные с соответствующими распылителями.

2. Опора по п. 1, отличаю- ю щ а я с я тем, .что каждый .из распылителей снабжен отражающим козырьком для направления и экранирования потока смазки.

3- Опора по п. 1,,отличающ а я с я тем, что несущий сегмент выполнен с расположенным в его центральной части пазом для слива смазки при этом ширина несущего сегмента составляет 1,2 - 2,2 диаметра вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Англии № 1313758, кл. Р 16 С 33/02, 1973.

2.Патент США № 4077682,

кл. Р16 С 17/06, 07.03.78 (прототип).

16 xTS /J 22

фиг. 18