Газодинамический подшипник
Владельцы патента RU 2496032:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Микротурбинные технологии" (ООО "НТЦ "МТТ") (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к упорным газодинамическим подшипникам скольжения (подпятникам), используемым в турбомашинах и других высокоскоростных машинах, в частности в турбогенераторах, используемых на газораспределительных станциях. Газодинамический подшипник содержит пяту, корпус, в котором размещена кольцевая несущая плата (3) с упругими, перекрывающими друг друга упругими лепестками (4). В плате (3) напротив лепестков (4) выполнены секторные прорези (5). Несущая плата (3) с лепестками (4) выполнена из набора пластинчатых профилированных элементов (6), скрепленных между собой, например, точечной сваркой в четырех местах (7). Размеры пластинчатых профилированных элементов (6) подбирают так, чтобы при скреплении их между собой образовывалась цельная кольцевая несущая плата (3) с упругими лепестками (4). Технический результат: упрощение конструкции газодинамического подшипника. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники
Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к упорным газодинамическим подшипникам (ГДП) скольжения (подпятникам), используемым в турбомашинах и других высокоскоростных машинах, в частности в турбогенераторах, используемых на газораспределительных станциях.
Характеристика аналога
Известен ГДП (см. патент США №3382014, кл. 308-9), содержащий размещенные в корпусе опорную шайбу с радиальными гофрами и смонтированную над ней несущую плату с упругими плоскими лепестками.
Недостатком аналога является невысокая осевая жесткость.
Характеристика прототипа
Ближайшим из аналогов является ГДП (см. АС СССР №637563), содержит корпус, в котором на установочных штифтах размещена опорная шайба с радиальными гофрами. На этих же штифтах установлены две несущие платы с секторными прорезями и закрепленными на перемычках упругими лепестками. Лепестки одной из плат пропущены через прорези второй платы. Гофры опорной шайбы введены в прорези обеих плат. Применение сочетания дополнительной несущей платы и гофр опорной шайбы позволило увеличить осевую жесткость ГДП в сравнении с аналогом.
Недостатком прототипа является усложнение конструкции, приводящее к удорожанию конечной продукции.
Техническая задача
Технической задачей, вытекающей из уровня техники является упрощение конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что заявляемый ГДП содержит корпус, в котором размещена кольцевая несущая плата с упругими, перекрывающими друг друга упругими лепестками, в плате напротив лепестков выполнены секторные прорези.
Причем несущая плата с лепестками выполнена из набора пластинчатых профилированных элементов, скрепленных между собой.
Благодаря выполнению несущей платы из профилированных элементов, скрепленных между собой, позволило упростить конструкцию заявляемого ГДП т.к. позволило удалить из конструкции опорную плату и вторую несущую плату.
Кроме того, выполнение несущей платы из профилированных элементов позволяет более экономно вести раскрой пластинчатого материала, из которого изготавливается несущая плата.
Пластинчатые профилированные элементы выполнены одинаковыми, что является одним из наиболее экономичных вариантов их изготовления.
Пластинчатые профилированные элементы скреплены между собой в четырех местах, что является одним из вариантов их скрепления между собой.
Пластинчатые профилированные элементы скреплены между собой сварными швами, что является одним из вариантов их скрепления между собой.
На поверхности упругих лепестков выполнено антифрикционное покрытие, снижающее износ упругих лепестков в периоды разгона и торможения.
В результате проведенных патентных исследований не выявлено аналогичных технических решений, что позволяет предположить соответствие заявляемого изобретения критерию новизна и изобретательский уровень.
На фиг.1 представлен пластинчатый профилированный элемент, из набора которых собирается заявляемый ГДП.
На фиг.2 представлены два профилированных элемента, скрепленных между собой.
На фиг.3 представлен заявляемый ГДП в плане.
На фиг.4 - поперечный разрез.
Пример конкретного исполнения
Заявляемый ГДП содержит пяту 1, корпус 2 в котором размещена кольцевая несущая плата 3 с упругими, перекрывающими друг друга упругими лепестками 4. В плате 3 напротив лепестков 4 выполнены секторные прорези 5. Несущая плата 3 с лепестками 4 выполнена из набора пластинчатых профилированных элементов 6, скрепленных между собой, например точечной сваркой в четырех местах 7. Размеры пластинчатых профилированных элементов 6 подбирают так, чтобы при скреплении их между собой, образовывалась цельная кольцевая несущая плата 3 с упругими лепестками 4.
Работает заявляемый ГДП аналогично другим известным ГДП: в момент пуска (разгона, как и торможения) имеет место механический контакт лепестков 4 с пятой 1. По мере разгона образуется газодинамический смазочный зазор. Прорези 5 обеспечивают свободный доступ газа в смазочный зазор. При вращении(например турбогенератора) повышается давление газа, которое сохраняется в смазочном зазоре. Давление газа, умноженное на площадь подшипника, создает несущую способность, благодаря которой он воспринимает осевую нагрузку. Антифрикционное покрытие на поверхности упругих лепестков позволяет снизит износ упругих лепестков в периоды разгона и торможения, когда действие газодинамического эффекта недостаточно для образования газодинамического смазочного зазора.
Благодаря выполнению несущей платы 3 из профилированных элементов 6, скрепленных между собой, позволило упростить конструкцию заявляемого ГДП, т.к. позволило удалить из конструкции опорную плату и вторую несущую плату.
Кроме того, выполнение несущей платы 3 из профилированных элементов 6 позволяет более экономно вести раскрой пластинчатого материала, из которого изготавливается несущая плата 3.
Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков в заявляемом устройстве, решается полностью поставленная техническая задача, вытекающая из уровня техники, и, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Изобретение находится на стадии опытно-промышленных испытаний. Планируется серийное производство заявляемого устройства и использование в турбогенераторах в отечественной газодобывающей и газоперерабатывающей промышленности.
1. Газодинамический подшипник, содержащий пяту, корпус, в котором размещена кольцевая несущая плата с упругими, перекрывающими друг друга упругими лепестками, в плате напротив лепестков выполнены прорези, отличающийся тем, что несущая плата с лепестками выполнена из набора пластинчатых профилированных элементов, скрепленных между собой.
2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что пластинчатые профилированные элементы выполнены одинаковыми.
3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что пластинчатые профилированные элементы конструкции скреплены между собой в четырех местах.
4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что элементы скреплены между собой сварным швом.
5. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что на поверхности упругих лепестков выполнено антифрикционное покрытие.
