Адаптивная комбинированная опора

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов) машины. Адаптивная комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем подшипник скольжения, подшипник качения и систему подпружиненных колодок, закрепленных на внутренней поверхности полого вала. При этом подпружиненные колодки имеют разную массу или пружины имеют разную жесткость. Технический результат: снижение виброактивности ротора и повышение ресурса и надежности системы "ротор - опоры" путем уменьшения дисбаланса за счет адаптации режима работы комбинированной опоры за счет автобалансировки. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в 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, подшипник качения и систему подпружиненных колодок, закрепленных на внутренней поверхности полого вала. В такой опоре в нормальном режиме работает один подшипник скольжения, а в режимах «пуск - останов» нагрузку воспринимает подшипник качения.

Недостатком данной опоры является то, что на основном режиме работы вибрационная активность ротора определяется главными вектором и главным моментом дисбаланса, который остается после технологической обработки ротора и который нельзя полностью устранить за счет методов и средств доэксплуатационной балансировки. Это приводит к появлению знакопеременных нагрузок, которые являются основным фактором, который приводит к нарушению работоспособности роторно-опорной системы.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении ресурса и надежности системы "ротор - опоры" путем уменьшения дисбаланса за счет адаптации режима работы комбинированной опоры за счет автобалансировки.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной опоре, содержащей корпус и размещенные в нем подшипник скольжения, подшипник качения и систему подпружиненных колодок, закрепленных на внутренней поверхности полого вала, в отличие от прототипа, колодки имеют разную массу или пружины имеют разную жесткость. Это позволяет на основном режиме расположиться колодкам таким образом, что они образуют дополнительный дисбаланс в плоскости своей установки. Причем массы колодок или жесткости пружин подбираются таким образом, что получаемый на основном режиме дисбаланс по величине равняется половине дисбаланса ротора, а по направлению ему противоположен, что сводит к минимуму главный вектор и главный момент дисбаланса всей роторно-опорной системы, тем самым значительно снижая виброактивность ротора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена адаптивная комбинированная опора. Адаптивная комбинированная опора состоит из корпуса 1, в котором установлены подшипник качения 2, подшипник скольжения 3, вал 4 и размещенные в нем посредством пружин 5 колодки 6.

Устройство работает следующим образом: при запуске машины вращение вала 4 и передача нагрузки на корпус 1 осуществляется через подшипник качения 2. Сцепление вала 4 с наружным кольцом подшипника качения 2 осуществляется за счет сил сцепления между подпружиненными колодками 6 и наружным кольцом подшипника качения 2. При увеличении частоты вращения вала 4 под действием центробежных сил колодки 6 из-за разной массы или разной жесткости пружин 5 смещаются на разную величину, тем самым выводя из работы подшипник качения, одновременно с этим процессом давление в подшипнике скольжения возрастает и происходит полное переключение с подшипника качения 2 на подшипник скольжения 3. Далее смазочный материал поступает в зазор между наружной поверхностью вала 4 и втулкой подшипника скольжения 3, при этом передача нагрузки на корпус 1 осуществляется через смазочный слой подшипника скольжения 3. При этом из-за разных величин смещений, которые заранее просчитываются через известные массы колодок или жесткостей пружин, колодки смещаются на такие расстояния, что образуют дополнительный дисбаланс, противодействующий основному дисбалансу ротора.

Данное изобретение позволяет значительно уменьшить виброактивность роторно-опорной системы, тем самым повышая ее ресурс и надежность за счет усложнения системы центробежных переключателей комбинированной опоры.

Комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем подшипник скольжения, подшипник качения и систему подпружиненных колодок, закрепленных на внутренней поверхности полого вала, отличающаяся тем, что подпружиненные колодки имеют разную массу или пружины имеют разную жесткость.