Комбинированная опора с упругими элементами

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения. 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. На внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении. Технический результат: повышение надежности, долговечности, улучшение динамических характеристик системы ротор - опора и уменьшение амплитуды колебаний ротора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах.

В качестве прототипа данного технического решения выбрана комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения и подшипник скольжения, в которой 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 (см. патент РФ №2320908, МПК F16C 21/00, опубликовано 27.03.2008 г.).

Недостатком данной опоры является высокие амплитуды колебаний и большие потери на трение, а также отсутствие возможности активного управления динамическими характеристиками системы ротор - опора.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, - улучшение динамических характеристик системы ротор - опора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы.

Поставленная задача достигается тем, что комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения, 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. Согласно изобретению на внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении.

Технический результат применения данного устройства заключается в повышении надежности, долговечности, улучшении динамических характеристик системы ротор - опора и уменьшение амплитуды колебаний ротора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы.

На фиг. 1 изображена комбинированная опора, продольный разрез при зафиксированном положении подшипника качения в радиальном направлении относительно оси вала, на фиг. 2 изображена комбинированная опора, продольный разрез при незафиксированном положении подшипника качения в радиальном направлении относительно оси вала.

Комбинированная опора содержит корпус 1 с установленным в нем подшипником скольжения 2, в котором концентрично расположена шейка вала 3. На валу 3 концентрично установлен подшипник качения 4, внутренняя обойма которого неподвижно закреплена на валу 3, а внешняя обойма соединена с корпусом 1 через упругие кольца 5. На корпусе 1 установлены пьезоактуаторы 6, подключенные к источнику питания 7, которые приводят в движение подвижные колодки 8, фиксирующие внешнюю обойму подшипника качения 4.

Устройство работает следующим образом.

При запуске (остановке) машины вращение вала 3 и передача нагрузки на корпус 1 осуществляется через подшипник качения 4, подвижные колодки 8. Подвижные колодки 8 прижимаются к внешней обойме подшипника качения 4 с помощью пьезоакуаторов 6, на которые подается напряжение от источника питания 7. С увеличением частоты вращения в каналах подшипника скольжения 2 появляется гидростатодинамическая реакция и происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения 4 и подшипником скольжения 2.

Если при работе комбинированной опоры с включенным ПК возникает недопустимая вибрация, подвижные колодки 8 под действием собственных деформаций пьезоактуаторов 6, возникающих за счет падения напряжения, подаваемого источником питания 7, смещаются в осевом направлении, освобождая наружную обойму ПК. При этом нагрузка с вала 3 на корпус 1 передается через подшипник качения 4, упругие кольца 5 и подшипник скольжения 2. При уменьшении уровня вибрации до допустимых значений все процессы происходят в обратном порядке.

Комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения, 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, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстроходных роторных машинах. Комбинированная опора, содержит корпус с установленными в нем подшипником скольжения, подшипником качения, внутренняя обойма которого установлена неподвижно, с концентрично расположенной в подшипнике скольжения шейкой вала, а также подвижные колодки, закрепленные с возможностью перемещения в пазах.

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.

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.

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.

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.

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

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано в конструкциях горных машин. Технический результат направлен на уменьшение габаритов и увеличение ресурса работы комбайна проходческого.

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

Ось машины // 2428593
Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем подшипник скольжения и подшипник качения, расположенные параллельно относительно поверхности вала. Подшипник качения установлен на коническом участке вала через втулку с внутренней конической поверхностью с возможностью перемещения относительно вала в осевом направлении под действием линейных пьезоприводов, установленных в корпусе и подключенных к источникам питания. Технический результат: улучшение динамических характеристик, повышение надежности и ресурса системы "ротор - опоры" за счет включения, выключения подшипника качения из работы под действием линейных пьезоприводов. 2 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. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем подшипники качения и скольжения. Подшипник скольжения выполнен в виде втулки с металлическими пластинами, закрепленной на валу. В качестве установочных элементов в периоды пусков-остановов закреплены упругие металлические пластины, образующие клиновые зазоры. Упругие металлические пластины закреплены на втулке, установленной на валу, и образуют клиновые зазоры с наружной втулкой, установленной в подшипниках качения. В корпусе по окружности установлены электромагнитные катушки, подключенные к источнику питания, к которому подсоединены пьезоактуаторы, прижимаемые пружинами. Технический результат: повышение ресурса и надежности системы "ротор - опоры" за счет разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения и активного управления их характеристиками на различных режимах работы роторной машины. 3 ил.

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор роторов высокоскоростных машин и агрегатов для обеспечения большей несущей способности при сохранении устойчивого положения ротора, нагруженного радиальными и осевыми нагрузками, при максимально высоких оборотах, а также в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, систем турбонадува в современном автомобилестроении и в микрогазотурбинных электроагрегатах. Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения содержит корпус (1), выполненный в виде втулки с внутренней цилиндрической поверхностью, в котором установлены вкладыши (2) с прикрепленными к ним лепестками (3). В конструкции предусмотрены коническая и цилиндрическая части вала (5) и подшипника (4) скольжения. Поверхность вала (5) между подшипником (6) качения и подшипником (4) скольжения образована шевронными канавками (7). Внутренняя поверхность корпуса (1) выполнена в виде трех участков с разными диаметрами. На наружной поверхности корпуса (1) выполнены отверстия (8) для подвода газа. Технический результат: повышение ресурса и надежности системы «ротор - опоры» путем разделения и дублирования функций подшипников качения и подшипников скольжения. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторно-опорных узлах мало- и средненагруженных турбомашин, в высокочастотных бесконтактных электродвигателях, в турбогенераторах энергетических установок, в криогенных турбодетандерах установок разделения газовых смесей, в холодильных установках, а также в качестве опор, состоящих из комбинации подшипника скольжения и подшипника качения. Комбинированная опора содержит корпус (1) и вал (2), на котором закреплены подшипник (3) качения и газодинамический лепестковый подшипник скольжения с конической опорной поверхностью и подвижной конической втулкой (8). Газодинамический лепестковый подшипник скольжения содержит демпфирующие элементы (11), закрепленные точечной сваркой к креплениям лепестков (13), а также элементы переключения с центробежными грузами (7) и упругими пластинами (6), закрепленными винтами с подвижной конической втулкой (8) с возможностью обеспечения фрикционного контакта. Технический результат: повышение надежности и долговечности, упрощение конструкции, повышение быстроходности и существенное увеличение ресурса работы опоры. 2 ил.

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных роторов машин и агрегатов, нагруженных радиальными нагрузками. Комбинированная радиальная опора содержит корпус (1) подшипника, в пазах которого установлены лепестки (2), охватывающие втулку (3), установленную на цапфе ротора (4). На внутренней поверхности цапфы ротора (4) выполнен кольцевой выступ (5), в торцевую поверхность которого упирается кольцо (6), установленное внутри цапфы ротора (4) и сопряженное с ее внутренней поверхностью. На кольце (6) шарнирно установлены рычаги (7), равномерно расположенные по окружности относительно оси вращения цапфы ротора (4), которые шарнирно связаны с ответными рычагами (8), шарнирно установленными на ответном кольце (9), расположенном внутри цапфы ротора (4) и сопряженном с ее внутренней поверхностью. В торцевую поверхность (10) ответного кольца (9) упирается подвижная втулка (11), поджатая с обратной стороны (12) осевой пружиной (13), ограниченной в осевом направлении гайкой (14), зафиксированной на наружной поверхности цапфы ротора (4). Внутренняя поверхность подвижной втулки (11) выполнена конической и контактирует с ответной конической поверхностью обоймы шарикоподшипника (15), внутреннее кольцо которого установлено на внутреннем корпусе (16), механически связанном крышкой (17) с корпусом (1) подшипника. Шарикоподшипник (15) закрыт уплотнениями (18), содержащими консистентную смазку. Технический результат: повышение ресурса опоры, снижение тепловыделения и обеспечение транспортировки турбомашины без повреждения лепесткового газодинамического подшипника. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах. Комбинированная опора содержит корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения. 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. На внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении. Технический результат: повышение надежности, долговечности, улучшение динамических характеристик системы ротор - опора и уменьшение амплитуды колебаний ротора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы. 2 ил.

Наверх