Комбинированная опора с упругими элементами

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в высоконагруженных роторных машинах. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения и подшипник скольжения. Наружное кольцо подшипника качения установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок. С увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения. Технический результат заключается в повышении ресурса и надежности системы «ротор - опора». 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в высоконагруженных роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов) машины.

Известна комбинированная опора [1], которая является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержащая корпус и размещенные в нем подшипник скольжения и подшипник качения. Данная комбинированная опора работает следующим образом: в период запуска (останова) машины передача внешней нагрузки на корпус осуществляется через подшипник качения, на основном режиме в каналах гидростатодинамического подшипника появляется избыточное давление и внешняя нагрузка передается на корпус одновременно через тела качения и смазочный слой подшипника скольжения. Улучшение условий работы и надежности опорного узла достигается за счет того, что на основном режиме работы подшипник качения разгружен, а подшипник скольжения имеет гарантированный радиальный зазор, что исключает основные факторы его износа.

Основным недостатком такой конструкции является то, что положение вала в подшипнике скольжения остается постоянным из-за жесткой постановки подшипника качения в корпус. Следствием этого является практически постоянное соотношение разделения внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения, которая зависит от грузоподъемности последнего, что не учитывает влияние динамических сил неуравновешенности и ударных нагрузок.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении ресурса и надежности системы ротор - опоры путем более гибкого разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной опоре, содержащей корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения и подшипник скольжения, отличающаяся тем, что наружное кольцо установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, при этом с увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена комбинированная опора. Комбинированная опора состоит из корпуса 1, в котором установлены подшипник качения 2 посредством упругого кольца 3, подшипник скольжения 4 и вал 5.

Устройство работает следующим образом: при запуске машины вращение вала 5 и передача внешней нагрузки на корпус 1 осуществляется через подшипник качения 2 и упругое кольцо 3. В зависимости от действующих на подшипник качения 2 сил упругие кольца 3 деформируются и ось вала занимает некоторое положение, при котором не происходит отрицательных деформаций вала и деталей подшипника качения, то есть наблюдается эффект самоустановки. С увеличением частоты вращения в каналах подшипника скольжения 4 появляется гидростатодинамическая реакция и происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения 2 и подшипником скольжения 4. Уменьшение нагрузки на подшипник качения 2 вызывает уменьшение деформации упругого кольца 3, причем его жесткость может быть выбрана таким образом, что на основном режиме работы будет наблюдаться близкий к оптимальному режим разделения нагрузок, то есть когда гидростатодинамическая сила подшипника скольжения будет близка по значению и противоположна по направления внешней нагрузке.

Данное устройство позволяет повысить надежность и долговечность опорного узла за счет разделения внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения на различных режимах работы высоконагруженных роторных машин.

Источники информации

1. Комбинированная опора. Авторское свидетельство РФ №2073801, опубликовано 20.02.1997 г. (Прототип).

Комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения и подшипник скольжения, отличающаяся тем, что наружное кольцо подшипника качения установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, при этом с увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения.