Способ предохранения от поломки шпинделя на подшипниках с газовой смазкой и приводом от пневмотурбины

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам предохранения от поломки шпинделя на подшипниках с газовой смазкой и приводом от пневмотурбины. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет повышения несущей способности подшипника. Газ, отработавший в пневмотурбине, подают к подшипнику с радиальной подачей газовой смазки. Турбинная ступень пневмотурбины содержит рабочее колесо, сопловой аппарат и размещена в полости, соединенной с рабочим зазором подшипника и атмосферой. Во время работы шпинделя осуществляют контроль за уровнем колебаний и при превышении заданного порогового значения этих колебаний, отработавший в пневмотурбине газ подают в осевом направлении в рабочий зазор подшипника. Для этого повышают давление отработавшего в пневмотурбине газа, закрывая выход его в атмосферу и размыкая турбинную ступень осевым перемещением соплового аппарата, а также изменяют рабочий зазор подшипника в сторону его увеличения. Направление движения потока отработавшего в пневмотурбине газа по рабочему зазору подшипника может быть задано навстречу вращению шпинделя по винтовой линии. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОК 3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 В 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4404584/25-08 (22) 05.04.88 (46) 07.09.90. Бюл. № 33 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Е. Я. Седыкин, В. А. Редькин, Т. А. Гомельская и А. В. Ковалев (53) 621.952-229.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 7871661, кл. В 24 В 41/04, 1978. (54) СПОСОБ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ОТ ПОЛОМКИ ШПИНДЕЛЯ НА ПОДШИПНИКАХ С ГАЗОВОЙ СМАЗКОЙ И ПРИВОДОМ ОТ ПНЕВМОТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам предохранения от поломки шпинделя на подшипниках с газовой смазкой и приводом от пневмотурбины. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет повышения несущей способности подшипника. Газ, отработавший в пневмотурбине, Изобретение относится к машиностроению.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения несущей способности подшипника.

На фиг. 1 представлена схема шпинделя на коническом радиально-упорном и осевом подшипниках с газовой смазкой в рабочем режиме его эксплуатации; на фиг. 2 и 3— схема работы шпинделя в предаварийном режиме; на фиг. 4 — разрез А — А на фиг, 3.

Шпиндель 1 установлен в полом корпусе 2 на коническом радиально-упорном 3 и осевом 4 подшипниках с газовой смазкой.

Подшипники 3 и 4 соединены с системой подачи газа (не показана) посредством отверстия 5 в корпусе 2. Привод шпинделя 1 выполнен в виде пневмотурбины, турбинная

„„SU„„1590200 А 1

2 подают к подшипнику с радиальной подачей газовой смазки. Турбинная ступень пневмотурбины содержит рабочее колесо, сопловой аппарат и размещена в полости, соединенной с рабочим зазором подшипника и атмосферой. Во время работы шпинделя осуществляют контроль за уровнем колебаний и при превышении заданного порогового значения этих колебаний отработавший в пневмотурбине газ подают в осевом направлении в рабочий зазор подшипника. Для этого повышают давление отработавшего в пневмотурбине газа, закрывая выход его в атмосферу и размыкая турбинную ступень осевым перемещением соплового аппарата, а также изменяют рабочий зазор подшипника в сторону его увеличения. Направление движения потока отработавшего в пневмотурбине газа по рабочему зазору подшипника может быть задано навстречу вращению шпинделя по винтовой линии. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. ступень которой содержит осевое рабочее колесо 6, установленное на приводном валу 7 шпинделя 1, и сопловой аппарат 8, подвижный в осевом направлении посредством рычага 9.

Осевой подшипник 4 выполнен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 2 посредством регулировочного кольца 10.

Сбросовая полость 11 турбины связана с атмосферой через отверстия 12 в корпусе 2, которые снабжены заслонками 13, подшипники 3 и 4 связаны с атмосферой через дросселирующую щель 14, связанную с полостью 15.

Радиальный подшипник 3 может быть выполнен составным из сегментов 16, которые соединены между собой посредством уплотнений 17 и с корпусом 2 — уплотнением 18.

1590200

Таким образом радиальный подшипник 3 может быть выполнен с возможностью регулировки рабочего радиального зазора С до величины С+х посредством регулировочного кольца 19.

Способ осуществляется следующим образом.

Открывают заслонки 13 и подают газ на конический радиально-упорный подшипник 3 и осевой подшипник 4 через отверстие 5. Шпиндель 1 «всплывает» на пневмоподушке с рабочим зазором С между коническими поверхностями подшипника 3 и шпинделя 1 и рабочим зазором hi между торцовыми поверхностями подшипника 4 и шпинделя 1. Перетекая по зазораы подшипников 3 и 4, газ отдает свою энергию (отрабатывается) и выходит в атмосферу через отверстие 12, дросселирующую щель 14 и кольцевой зазор 15. Под начальным давлением газ подают к сопловому аппарату 8, из которого он, расширяясь, с большей скоростью попадает прямо на. лопатки осевого рабочего колеса 6. Направление струи газа, проходящего по каналам между лопатками рабочего колеса 6, изменяется, в результате чего развивается сила, приложенная к лопаткам и создающая крутящий момент.

Таким образом газ отдает часть своей энергии осевому рабочему колесу 6 и выбрасывается в атмосферу через отверстия 12.

Выводят шпиндель на заданнун> частоту вращения (рабочий режим).

Посредством вибродатчика (не показан) осуществляют контроль за уровнем колеоаний шпинделя 1 и при превышении заданного порогового значения этих колебаний переводят шпиндельный узел на аварийный режим работы. Этот режим закпючается в следующем.

Повышают давление (энергонасыщенность) отработавшего в пневмотурбине газа, для чего размыкают турбинную ступень в осевом направлении посредством перемещения соплового аппарата 8 рычагом 9 в сторону увеличения осевого зазора h между торцами осевого рабочего колеса 6 и соплового аппарата 8 до величины й+Л, что приводит к падению скорости подаваемого на лопатки рабочего осевого колеса 6 газа, снижению силы, приложенной к лопаткам, и соответственно к понижению крутящего момента на шпинделе (снижается энергопотребляемость турбины), и закрывают выход из сбросовой полости 11 в атмосферу.

Увеличивают рабочий зазор С дс величины С+х путем осевого перемещения шпинделя 1 в корпусе 2, которое осуществля10

50 ется за счет перемещения влево осевого подшипника 4 посредством регулировочного кольца 10, либо регулировкой радиального подшипника 3 регулировочного кольца 14 и воздействия на шпиндель 1 «Поршневого» эффекта (да вления газа) со стороны сбросовой полости 11 турбины — образуется перепад давлений в сбросовой полости 1! турбины и в зазоре С+х подшипника 3 и газ из пневмотурбины поступает в этот зазор, перетекает по нему по винтовой линии вдоль оси подшипника в направлении, противоположном вращению шпинделя, и, смешиваясь со слоем газа от радиальной подачи на другом конце зазора

С+х через торцовый зазор 14, образовавшийся при перемещении влево осевого подшипника, соединяется с атмосферой.

Пневмотурбина выходит из режима свободного выхлопа отработавшего газа и поэтому теряет в мощности и скорости, что приводит к снижению крутящего момента и затуханию колебаний шпинделя, а также ускоряет процесс его торможения.

Таким образом при аварийном режиме увеличивают зазор в подшипнике и обеспечивают массовый расход энергонасыщенного газа через него, в результате чего шпиндель, сохраняя работоспособность, так как повышается его демпфирующая способность, тормозится.

Формула изобрстения

1. Способ предохранения от поломки шпинделя на подшипниках с газовой смазкой и приводом от пневмотурбины, заключающийся в том, что газ, отработавший в пневмотурбине, турбинная ступень которой содержит рабочее колесо, сопловой аппарат и размещена в полости, соединенной с рабочим зазором подшипника и атмосферои, подают к подшипнику с радиальной подачей газовой смазки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, осуществляют контроль за уровнем колебаний шпинделя и при превышении заданного порогового значения этих колебаний отработавший в пневмотурбине газ подают в осевом направлении в рабочий зазор подшипника, для чего повышают давление отработавшего в пневмотурбине газа, закрывая выход его в атмосферу и размыкая турбинную ступень осевым перемещением соплового аппарата, а также изменяют рабочий зазор подшипника в сторону его увеличения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что направление движения потока отработавшего в пневмотурбине газа по рабочему зазору подшипника задают навстречу вращению шпинделя по винтовой линии.

159020С

Гаю на пс0шипни п

Фиг.2

1590200 и

Газ на радиальнь!и псдшипнцк ноа турины

16

17

С оста виь А терехов

Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор Н. Ревская

Заказ 2599 Тираж 695 П одпи с н ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1Иосква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101