Подшипниковый узел реверсивного ротора

 

1. ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ РЕВЕРСИВНОГО РОТОРА, содержащий самоустанавливающиеся на центральных опорах сегменты, а также напорные . щктки, отличающийся тем. что, с целью повышения несущей Способности , казкдый сегмент снабжен по меньшей мере одним золотниковым распределителем и выполнен соскосами у входной и выходной кромок с двумя t рядами отверстий, ось которых перпендикулярна его рабочей поверхности , выходящих на его рабочую поверхность у скосов, а также с выполненными в теле сегмента двумя сообщающимися по меньшей мере с одним золотниковым распределителем каналами, ось которых параллельна его рабочей поверхности, при этом каждый из каналов сообщен с отверстиями одного i ряда, а напорные щитки связаны с концами плунжеров. W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) А.. (д) 4. F 16 С 17/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2772277!25-27, 2855042/27 (22) 30.05.79 (23) 19.12.79 по п.З (46) 23.05.86. Вюл. Р 19 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) А.В.Терещенко (53) 62 1.822.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 631703, кл. F 16 С 17/06, 10.05.77. (54) (57) 1. ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ РЕВЕРСИВНОГО РОТОРА, содержащий самоустанавливающиеся на центральных опорах сегменты, а также напорные, щитки, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности, каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним золотниковым распределителем и выполнен со скосами у входной и выходной кромок с двумя рядами отверстий, ось которых перпендикулярна его рабочей поверхности, выходящих на его рабочую поверхность у скосов, а также с выполненными в теле сегмента двумя сообщающимися по меньшей мере с одним золотниковым распределителем каналами, ось которых параллельна его рабочей поверхности, при зтом каждый из каналов сообщен с отверстиями одного ряда, а напорные щитки связаны с концами плунжеров.

2. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что каждый из напорных щитков подпружинен по отношению к корпусу распределителя и жестко связан с концом плунжера.

3. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем,что напорные щитки

949994 связаны с плунжерами посредством кинематических звеньев в виде шарнирно соединенных между собой тяг и качалок, последние иэ которых шарнирно соединены с концами плунжеров, при этом щитки размещены на тягах.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях подшипников скольжения реверсивных машин, смазка которых осуществляется из масляной ванны, на- $ пример в подшипниках гидрогенераторов.

Известен подшипниковый узел ре» версивного ротора, содержащий самоустанавливающнеся на центральных опорах сегменты, а также напорные щитки.

Однако указанный подшипник обладает ограниченными возможностями по несущей способности при повышенных 15 .нагрузках, так как напорные щитки расположены в области пониженного кинетического напора масла.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности подшип- 20 ника реверсивного ротора.

Указанная цель достигается тем, что в подшипниковом узле реверсивного ротора, содержащем самоустанавливающиеся на центральных опорах сегменты, а также напорные щитки, каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним золотниковым распределителем и выполнен со скосами у вход- 30 ной и выходной кромок, с двумя рядами отверстий, ось которых перпендикулярна его рабочей поверхности, выходящих на его рабочую поверхность у скосов, а также выполненными в теле сегмента двумя сообщающимися по меньшей мере с одним золотниковым распределителем каналами, ось которых параллельна его рабочей поверхности, при этом каждый из каналов со-g0 общен с отверстиями одного ряда, а напорные щитки связаны с концами плунжеров.

Кроме того, каждый из напорных щитков может быть подпружинен по отношению к корпусу распределителя и жестко связан с концом плунжера или напорные щитки могут быть связаны с . плунжерами посредством кинематических звеньев в виде шарнирно соеди1 ненных между собой тяг и качалок, последние из которых шарнирно соединены с концами плунжеров, при этом щитки размещены на тягах.

На фиг.1 изображен подшипниковый узел реверсивного ротора в плане; на фиг.2 — сечение А-А на фиг. t) на фиг.3 — золотниковый распределитель с жестко связанными напорными щитками, продольный разрез, на фиг.4 — отдельный сегмент с напорными щитками,. связанными с плунжерами посредством кинематических звеньев, в плане, на фиг.5 - схема работы подшипникового узла.

Подшипниковый узел реверсивного ротора содержит самоустанавливающиеся сегменты 1 на центральных опорах

2. Каждый сегмент 1 выполнен со скосамн 3 у входной и выходной кромою с двумя рядами отверстий 4, ось которых перпендикулярна его рабочей поверхности, выходящих на его рабочую поверхность у. скосов 3. В теле каждого сегмента выполнены два кана-, 1 ла 5, ось которых параллельна рабо.чей поверхности сегмента, каждый иэ них сообщен с отверстиями 4 одного ряда. Далее каждый сегмент может быть соединен с одним золотниковым распределителем 6 (см. фиг.1) или с двумя (см. фиг.4).

В первом варианте исполнения (см. фиг.3) золотниковый распределитель

6 содержит корпус 7 с каналами 8 и 9 и плунжером 10. На выступающих иэ

949994

30 корпуса 7 концах плунжера 10 жестко установлены напорные щитки 11. Иежду щитками 11 и корпусом ? смонти» рованы упоры 12 и пружины 13. Трубопроводы 14 обеспечивают гидравлическую связь каналов 5 сегмента 1 с каналами 8 корпуса 7 золотникового распределителя. В другом варианте исполнения (см. фиг.4) золотниковые распределители 6 размещены в каждом канале сегмента 1 °

На торце каждого сегментф уставов\ лены кинематические звенья, содержащие двуплечие качалки 15 и тягу 16, 15 на которой размещены напорные щитки

11 соответственно прямого и обратного действия. Качалки 15 своими плечами шарнирно соединены с плунжерами

10 (см, фиг,4).

Отверстия 4 при соответствующем положении плунжеров 10 могут гидравлически связывать область трения с полостью маслованны (на чертежах не показана). 25

Подшипниковый узел реверсивного ротора работает следующим образом.

При движении подвижного элемента 17, погруженного в масло, например, по часовой стрелке (см.фиг.1 и 5) в маслованне формируется устойчивый поток масла, обусловленный вращением подвижного элемента. При этом тангенциальная составляющая потока масла

Ч и соответствующий ей кинетичес- З5

Щ кий напор имеют значительную величину. Кинетический напор в маслованне при взаимодействии с щитками 11 преобразуется в энергию давления, и ! щитки 11 под действием указанного 4о напора вместе с плунжером 10 передвигаются справа налево. Левая кольцевая проточка плунжера 10 совмещается с каналами 8 и 9 в корпусе 7 распределителя. В результате этого область трения сегмента 1 через отверстия 4, каналы 5, трубопроводы 14 и каналы

8 и 9 становится гидравлически связанной с маслованной. Гидродинамические давления в зоне отверстий 4 SO сегмента 1 резко снижаются, поток масла из области трения сегмента 1 устремляется в маслованну. Таким образом, искусственно создается граница обрыва смазочного слоя в области 5S трения сегмента 1. Если в начальный момент движения подвижного элемента

17 длина области гидродинамических

4 давлений была L, то после срабатывания командного агрегата гидродинами- ческие давления практически генерируются только на длине 6 . В результате этого сегмент .1, опирающийся на центральную опору 2, стал работать, как сегмент с эксцентричной опорой. При этом эксцентриситет е становится равным (Т-8) /2.

При движении плунжера 10 справа налево правый упор 12 (см. фиг.3) обеспечивает совмещение левой проточки указанного плунжера 10 с каналами

8 и 9 корпуса 7 распределителя, правая пружина 13 при этом сжимается и в процессе работы узла находится в сжатом состоянии.

Так как угол клинового зазора благодаря наличию скосов 3 в области выходной кромки сегмента 1 резко снижается по сравнению с углом наклона основного центрального участка поверхности сегмента 1, степень генерирования гидродинамических давлений на участке выходного скоса 3 также снижается. Именно поэтому целесообразно размещать отверстия 4, а следовательно, и обеспечивать искусственно обрыв смазочной пленки на линии перехода наклонных cpesos 3 в центральный участок поверхности трения сегмента 1.

Когда ротор машины будет остановлен и кинетический напор масла в маслованне снизится почти до нуля

{или будет равен нулю), правая пружина 13 (см. фиг.3), разжимаясь вернет плунжер 10 в нейтральное положение, и область трения сегмента 1 будет разобщена с полостью маслованны.

Золотниковый распределитель примет исходное положение.

При движении подвижного элемента слева направо работа подшипника ана- логична описанной.

Варьируя длину скосов 4 (L-t), можно задать любое значение эксцентриситета е, а при правильном выборе е (используя общеизвестные методики расчета эксцентрично опертых сегментов) можно получить максимальную гидродинамическую несущую способность сегмента.

Рассмотрим работу подшипникового узла при движении подвижного элемента, например, справа налево, как показано на фиг.4.

4 6

Когда подвижный элемент 17 остановлен и кинетический напор масла в ванне равен нулю, пружина 13 второго (по ходу движения элемента 17) плунжера 10 возвращает оба плунжера в исходное положение, и пояски обоих плунжеров перекрывают отверстия 4, разобщая тем самым область трения с полостью маслованны. Пружины 13 при этом остаются в подвижном сбстоянии, Количество отверстий 4 равно количеству поясков на плунжерах 10.

Такое решение исключает возможность перетекания жидкости в радиальном направлении области трения и нарушения закономерного распределения давлений в указанном направлении, когда отверстия 4 перекрыты поясками ппунжера 10. Это стабилизирует поток смазки в области трения и приводит к увеличению несущей способности подшип- . никового узла.

Размещение плунжеров в отдельных корпусах упрощает механическую обработку и доводку пары плунжер - корпус, а расположение пары плунжеркорпус в теле сегмента делает конструкцию сегмента более компактной.

5 94999

При взаимодействии тангенциально.

ro потока масла с напорными щитками

11 на последних возникает гидравлическое усилие, направленное в сто рону вращения элемента 17. Тяга 16 при этом перемещается в том же направлении и поворачивает качалки 15, которые, будучи кинематически связанными с плунжерами 10, перемещают их в корпусе 7. При этом первый (по хо- 10 ду движения элемента 17) плунжер 10 вытягивается из корпуса 7, а второй плунжер 10 вталкивается до упора 12, сжимая при этом пружину 13. В результате этого первый ряд отверстий 4 об- i5 ласти трения оказывается перекрытым пояском плунжера 10, а второй ряд отверстий 4 оказывается совмещенным с кольцевыми канавками плунжера. Таким образом, через второй (по ходу 20 движения элемента 17) ряд отверстий

4, каналы 8 и 9 область трения становится 1идравлически связанной с полостью маслованны. Поток масла из области трения сливается в маслованну 25 через отверстия 4, канал 8, кольцевые канавки второго плунжера 10 и канал 9.

В результате этого искусственно обеспечивается обрыв масляного слоя в Зр месте перехода наклонных срезов в центральный участок. Сегмент работает как эксцентрично опертый несущая способность значительно возрастает.

Наличие кинематических звеньев позволяет обеспечить перпендикуляр- ность напорных щитков к кинетичес- кому потоку и, таким образом, более рационально его испольэовать. ф

949994

Корректор Т. Колб.

Техред В.Кадар, Редактор О.Кузнецова

Заказ 2791/2 Тирам 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Умгород ул. Проектная, 4