Опорный подшипниковый узел

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в высокоскоростных механизмах. Опорный подшипниковый узел включает вал (2), подшипник, в зазоре между которыми размещены лепестки, выполненные с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор (3) между валом (2) и рабочей поверхностью подшипника. Использован лепестковый подшипник, включающий, по меньшей мере, опорную (4) и несущую (5) платы, выполненные в виде втулок из упругого материала, последняя (5) из которых образует рабочую поверхность подшипника. Средство подвода сжатого газа в зазор (3) между валом (2) и рабочей поверхностью подшипника выполнено в виде сквозных каналов (6), сформированных в валу (2), выпускные отверстия (7) которых распределены по поверхности вала (2), обращенной в рабочий зазор, а приемное отверстие сквозного канала (6), расположенного в валу (2), выполнено с возможностью приема сжатого газа от внешнего источника при вращении вала (2). Технический результат: дополнительное повышение несущей способности лепесткового подшипника, в результате подачи сжатого газа от внешнего источника, а также увеличение эффективности охлаждения рабочей поверхности смазочным газом. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в высокоскоростных механизмах.

Известны газодинамические опорные лепестковые подшипники, содержащие втулку с размещенными внутри нее упругими многогранными подложками и несущими лепестками. Лепестки установлены поверх подложек и подвижно закреплены во втулке подшипника. Такое крепление позволяет свободно перемещаться подложке и лепестку друг относительно друга, что демпфирует колебания ротора. Все это ведет к снижению неравномерности износа лепестков (см. патент РФ №2204064, 10.05.2003).

Недостатком таких подшипников является низкая несущая способность, особенно на пусковых режимах работы механизма, а также недостаточное охлаждение рабочих поверхностей.

Известен также опорный подшипниковый узел, включающий вал, подшипник, в зазоре между которыми размещены лепестки, выполненные с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника (см. патент РФ №2440519, 20.01.2012).

Недостатком этих конструкций является то, что жесткая рабочая поверхность не позволяет автоматически формировать смазочный зазор.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение надежности и увеличение несущей способности подшипника.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в дополнительном повышении несущей способности лепесткового подшипника, в результате подачи сжатого газа от внешнего источника, а также увеличении эффективности охлаждения рабочей поверхности смазочным газом.

Поставленная задача решается тем, что опорный подшипниковый узел, включающий вал, подшипник, в зазоре между которыми размещены лепестки, выполненные с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника, отличается тем, что использован лепестковый подшипник, включающий, по меньшей мере, опорную и несущую платы, выполненные в виде втулок из упругого материала, последняя из которых образует рабочую поверхность подшипника, при этом средство подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника выполнено в виде сквозных каналов, сформированных в валу, выпускные отверстия которых распределены по поверхности вала, обращенной в рабочий зазор, а приемное отверстие сквозного канала, расположенного в валу, выполнено с возможностью приема сжатого газа от внешнего источника при вращении вала.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения и признаков прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

Признаки отличительной части формулы изобретения решает следующие функциональные задачи.

Признак: «…использован лепестковый подшипник, включающий, по меньшей мере, опорную и несущую платы…» - позволяет автоматически формировать смазочный зазор, отслеживая колебания вала, за счет использования особенностей работы лепестковых подшипников, и тем самым обеспечивается возможность существенного повышения рабочих скоростей вращения подшипника.

Признаки «…средство подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника выполнено в виде сквозных каналов, сформированных в валу, выпускные отверстия которых распределены по поверхности вала, обращенной в рабочий зазор…» обеспечивают подвод сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника, и тем самым придание газодинамическому подшипниковому узлу способности газостатического поддержания вала, обеспечивают повышение несущей способности подшипникового узла, особенно на пусковых режимах работы механизма (когда газодинамический эффект поддержания еще не проявляется в достаточной мере).

Признаки «…приемные отверстия выполнены с возможностью приема сжатого газа от внешнего источника при вращении вала…» обеспечивают возможность подачи сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника и после выхода подшипникового узла на газодинамический режим работы, и тем самым обеспечивает возможность повышения общей несущей способности подшипникового узла и эффективный отвод тепла из рабочего зазора подшипника.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен вид в плане опорного подшипникового узла; на фиг. 2 представлено сечение А-А опорного подшипникового узла; на фиг. 3 представлен общий вид лепесткового подшипника.

На чертежах показаны обойма 1, вал 2, зазор 3, опорная 4 и несущая 5 платы, сквозной канал 6, выпускные отверстия 7.

Опорный подшипниковый узел состоит из обоймы 1, вала 2, в зазоре между которыми размещен подшипник, выполненный с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор 3 между валом 2 и рабочей поверхностью подшипника. В качестве подшипника использован лепестковый подшипник, включающий, по меньшей мере, опорную 4 и несущую 5 платы, выполненные из упругого материала, последняя из которых образует рабочую поверхность подшипника. Опорная плата 4 выполнена в виде пружинной конструкции (например, гофрированной ленты). Опорную плату 4 и несущую плату 5 закрепляют в обойме 1. Средство подвода сжатого газа в зазор 3 между валом 2 и рабочей поверхностью подшипника выполнено в виде сквозного канала 6, сформированного в валу 2, выпускные отверстия 7, которые распределены по поверхности вала 2, обращенной в рабочий зазор. Отверстие 6 выполнено с возможностью приема сжатого газа от внешнего источника при вращении вала 2.

Предлагаемый подшипниковый узел работает следующим образом.

Опорная 4 и несущая платы 5 совместно с валом 2 образуют смазочный зазор 3. При вращении в клиновидном зазоре повышается давление газа. Повышенное давление обеспечивает несущую способность подшипника, благодаря которой он воспринимает радиальную нагрузку. Под действием давления опорная 4 и несущая 5 платы деформируются, автоматически отслеживая колебания вала 2.

Для дополнительного повышения давления в смазочном слое и охлаждения рабочих поверхностей подшипникового узла, в смазочный зазор 3 через отверстия 7 подается сжатый газ. В этом случае газ сжимается от внешнего источника (например, компрессора, на чертежах не показан).

Таким образом, давление в смазочном слое (а значит, и несущая способность подшипника) повышается в результате сжатия газа на клиновидном участке при вращении вала 2, а также в результате дополнительного нагнетания газа сжатого от внешнего источника.

Такое решение увеличивает несущую способность подшипника и надежность. В лаборатории ДВФУ были выполнены и испытаны опорные подшипники, работающие по такому принципу.

Опорный подшипниковый узел, включающий вал, подшипник, в зазоре между которыми размещены лепестки, выполненные с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника, отличающийся тем, что использован лепестковый подшипник, включающий, по меньшей мере, опорную и несущую платы, выполненные в виде втулок из упругого материала, последняя из которых образует рабочую поверхность подшипника, при этом средство подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника выполнено в виде сквозных каналов, сформированных в валу, выпускные отверстия которых распределены по поверхности вала, обращенной в рабочий зазор, а приемное отверстие сквозного канала, расположенного в валу, выполнено с возможностью приема сжатого газа от внешнего источника при вращении вала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к упорным подшипникам, в частности к способам и системам равномерного распределения осевых нагрузок по несущей поверхности упорных подшипников.

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными нагрузками, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении.

Изобретение принадлежит к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, содержащих ротор, который вращается, и хотя бы один упорный подшипник скольжения, который может быть как нереверсивным, так и реверсивным.

Изобретение принадлежит к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, которые содержат вал, который вращается, и хотя бы один опорный подшипник скольжения, который может быть как нереверсивным, так и реверсивным.
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно может применяться в высокоточных машинах и аппаратах с движущимися деталями, работающих в условиях газовой смазки.

Изобретение относится к системе для использования в гидростатическом подшипнике (10) прокатного стана для удаления ламинарного потока масла, выходящего тангенциально из зазора между вращающейся опорной втулкой (12) и фиксированным вкладышем (18), окружающим втулку (12).

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок. Упорный подшипниковый узел состоит из подпятника и пяты (7).

Изобретение относится, прежде всего, к прецизионному станкостроению и приборостроению и может применяться для создания пористых газостатических опор в высокоскоростных и/или высокоточных шпиндельных узлах, линейных направляющих, подпятниках и в других устройствах станков и измерительного оборудования.

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных и радиально-осевых опорах шпиндельных узлов металлообрабатывающих станков и имеет повышенную нагрузочную характеристику с диапазоном отрицательной податливости.

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков, при использовании в качестве смазывающей среды как жидкостей, так и газов.

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными нагрузками, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении.

Изобретение относится к гидродинамическому подшипнику (1), предназначенному для удержания полого барабана (2), в случае необходимости деформирующегося в радиальном направлении, приводимого в движение вращения вокруг своей оси.

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.

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными и осевыми нагрузками, при необходимости обеспечить большую несущую способность при сохранении устойчивого положения ротора, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении и в микрогазотурбинных электроагрегатах.

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными и осевыми нагрузками, в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, а также систем турбонаддува в современном автомобилестроении.

Изобретение относится к узлу безлюфтового подшипника скольжения. .

Изобретение относится к калибруемому материалу подшипника скольжения. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиальным подшипниковым узлам скольжения с керамическими парами трения машин и механизмов вращательного действия, предназначенных для работы в абразивосодержащих агрессивных средах в широком диапазоне температур и давлений, в частности в погружных центробежных электронасосных агрегатах для добычи нефти и т.п.

Изобретение относится к упругим элементам лепестковых газодинамических подшипников, применяющихся в малогабаритных высокоскоростных турбомашинах. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к подшипникам с газовой смазкой, используемым для подвески валов, роторов, вращающихся корпусов различных механизмов, имеющих сложный характер нагрузки несущих элементов, включая передачу крутящего момента, осевой и радиальной нагрузки, нагрузки от гармонических колебаний вращающихся частей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных узлах трения. Способ изготовления самосмазывающегося подшипника скольжения заключается в том, что на внутренней поверхности металлической втулки нарезают кольцевые канавки с профилем в виде ласточкиного хвоста и устанавливают в них продольно замкнутые пружины, при этом кольцевые канавки с размещенными в них пружинами заполнены антифрикционным покрытием.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в высокоскоростных механизмах. Опорный подшипниковый узел включает вал, подшипник, в зазоре между которыми размещены лепестки, выполненные с возможностью газодинамического формирования газовой смазки, снабженный средством подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника. Использован лепестковый подшипник, включающий, по меньшей мере, опорную и несущую платы, выполненные в виде втулок из упругого материала, последняя из которых образует рабочую поверхность подшипника. Средство подвода сжатого газа в зазор между валом и рабочей поверхностью подшипника выполнено в виде сквозных каналов, сформированных в валу, выпускные отверстия которых распределены по поверхности вала, обращенной в рабочий зазор, а приемное отверстие сквозного канала, расположенного в валу, выполнено с возможностью приема сжатого газа от внешнего источника при вращении вала. Технический результат: дополнительное повышение несущей способности лепесткового подшипника, в результате подачи сжатого газа от внешнего источника, а также увеличение эффективности охлаждения рабочей поверхности смазочным газом. 3 ил.

Наверх