Комбинированная опора

 

Использование: в машиностроении, а именно в высокоскоростных роторных машинах. Сущность: опора содержит корпус с установленным в нем подшипником качения и подшипником скольжения. В корпусе установлено упругое кольцо, являющееся опорной поверхностью подшипника скольжения, демпфирующим устройством и элементом, который фиксирует и центрирует с помощью пружин наружную обойму подшипника качения при отсутствии или недостаточном давлении смазочного материала в подшипнике скольжения. Изобретение решает задачу повышения надежности опорных узлов путем разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения на различных режимах работы. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности в высокоскоростных турбомашинах.

Известна комбинированная опора, содержащая корпус и размещенный в нем подшипник скольжения и концентрично расположенный в последнем подшипник качения. Конструкция опоры позволяет выполнить разделение скоростей (нагрузок) между подшипниками (1).

Однако данное устройство имеет недостатки: при отсутствии давления питания происходит ухудшение динамических характеристик опоры, так как не будет центрирования вала в радиальном зазоре ГСП; возможен износ рабочих поверхностей и, кроме того, предлагается зависимость режимов работы опоры от внешнего источника питания.

Техническая задача, которую решает изобретение повышение ресурса и надежности путем улучшения динамических свойств опоры и разделения функций подшипников качения и скольжения.

Поставленная цель достигается тем, что комбинированная опора, содержащая корпус с установленным в нем подшипником скольжения и концентрично расположенный в последнем подшипником качения, снабжена установленным в корпусе и размещенным на рабочей поверхности подшипника скольжения упругим тонкостенным кольцом и расположенным между рабочей поверхностью подшипника скольжения и упомянутым кольцом пружинами, обеспечивающими контакт в зонах их расположения между пружинами, обеспечивающими контакт в зонах их расположения между наружным кольцом подшипника качения и упругим тонкостенным кольцом при отсутствии или недостаточном давлении смазочного материала в подшипнике скольжения.

На фиг. 1 изображена комбинированная опора, продольный разрез; на фиг. 2 поперечный разрез на фиг. 1.

Комбинированная опора содержит корпус 1 с размещенным в нем подшипником качения 2, наружная обойма которого служит одной из опорных поверхностей подшипника скольжения. Второй ( неподвижной) опорной поверхностью подшипника скольжения является поверхность упругого тонкостенного кольца 3, которое при отсутствии давления питания и/или разделительного смазочного слоя между опорными поверхностями в результате деформирования пружинами 4, установленными в пазах коллектора 5, фиксирует и центрирует относительно корпуса 1 наружную обойму подшипника качения 2. Радиальный зазор между наружной обоймой подшипника качения и упругим кольцом 3 должен быть в пределах от (20.200) км.

Опора работает следующим образом. При отсутствии давления питания вращения вала 6 происходит посредством подшипника качения 2. При этом наружная обойма подшипников 2 остается неподвижной в результате деформации кольца 3 под действием пружин 4.

С увеличением давления питания пружины 4 будут отжиматься и под действием крутящего момента сил трения наружная обойма подшипника качения 2 начнет вращаться относительно кольца 3. С ростом относительной скорости вращения гидродинамические силы будут увеличиваться и способствовать дополнительной деформации кольца 3 и пружин 4. В это время подшипник скольжения будет работать в гидравлическом режиме как многоклиновый, а пружины 4 выполняют функцию деформирующих элементов, реагируя на изменение радиального зазора и давлений в смазочном слое.

При снижении давления питания гидростатические силы будут уменьшаться, подшипник скольжения при этом может работать в гидродинамическом режиме. С уменьшением частоты вала уровень давлении в смазочном слое подшипника будет снижаться и пружины 4 в результате деформации кольца 3 остановят вращение наружной обоймы подшипника качения. С этого момента вращение вала 6 будет происходить только в подшипнике качения 2.

Подача смазочного материала в рабочую зону радиального подшипника скольжения осуществляется из полости коллекторов через дроссельные отверстия. Слив смазочного материала обеспечивается зазором между шейкой вала 3 и корпусом 1.

Таким образом, предлагаемая конструкция комбинированной опоры позволяет улучшить ее динамические свойства на пусковых и основных режимах, повысить надежность и ресурс.

Формула изобретения

Комбинированная опора, содержащая корпус, установленный в нем подшипник скольжения и концентрично расположенный в последнем подшипник качения, отличающаяся тем, что она снабжена установленным в корпусе и размещенным на рабочей поверхности подшипника скольжения упругим тонкостенным кольцом и расположенными между рабочей поверхностью подшипника скольжения и упомянутым кольцом пружинами, обеспечивающими контакт в зонах их расположения между наружным кольцом подшипника качения и упругим тонкостенным кольцом при отсутствии или недостаточном давлении смазочного материала в подшипнике скольжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2