SU1732035A1

SU1732035A1 - Radial segment gas-lubricated bearing

Info

Publication number: SU1732035A1
Application number: SU894687932A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Яхницкий; Александр Валерианович Наганов
Original assignee: Институт ядерной энергетики АН БССР
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Использование: дл подшипников скольжени с газовой смазкой. Сущность изобретени : дл упрощени технологии изготовлени и регулировки подшипника сегменты 2 установлены на упругих элементах 4, смонтированных в корпусе 1 и поджатых регулировочным кольцом 5. Упругие элементы 4 выполнены в виде арочных пластин. Выступы сегментов дополнительно поджаты в осевом направлении с помощью кольца 9. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.Use: for gas-lubricated plain bearings. SUMMARY OF THE INVENTION: To simplify the fabrication and adjustment of the bearing, the segments 2 are mounted on elastic elements 4 mounted in the housing 1 and pressed by the adjusting ring 5. The elastic elements 4 are made in the form of arched plates. The protrusions of the segments are additionally tightened in the axial direction by means of the ring 9. 1 Cp. F-crystals, 2 ill.

Description

Фиг.11

ч|h |

OJ ГОOJ GO

оabout

WW

с with

Изобретение относитс к подшипникам скольжени , а.более конкретно к газодинамическим подшипникам с упругодемпфер- ными элементами.The invention relates to sliding bearings, and more specifically to gas-dynamic bearings with elastic damping elements.

Вопросы повышени надежности работы газовых опор в услови х тепловых деформаций и при высоких частотах вращени успешно решаютс за счет использовани деформируемых опорных поверхностей и самоустанавливающихс сегментов, при этом стоит задача создани подшипников, обладающих низкой чувствительностью к разбалансировке и к тепловым деформаци м .The issues of improving the reliability of gas bearings under thermal deformation conditions and at high rotational frequencies are successfully solved by using deformable bearing surfaces and self-aligning segments, and the task is to create bearings with low sensitivity to imbalance and thermal deformations.

Известен радиальный сегментный газо- ciaTivi- CKiif .ю шпгник, содержащий само- усганарлив ищи(.с согменгы. снабженные сферической виемкой, в которую упираетс палец со сферическим наконечником. Упор-, ные пальцы попарно закреплены в коромысле , снаб кенном устройством передачи усили на корпус и регулировки установки сегментов. Кроме того, имеетс сильфонное устройство, обеспечивающее поджатие сег- ментгэ и регулировку зазоров. Внутри силь- фонов установлена упруга амортизирующа вставка с ограничителем хода.The radial segmented gasTiVi-CKiif. Of the schooner is known, which contains self-searching (search with the spherical shaft, against which the finger with the spherical tip rests. The stop fingers are fixed in pairs in the rocker arm, equipped with the force transmission device). body and adjustment of the installation of segments. In addition, there is a bellows device, which preloads the segment segment and adjusts the gaps. A elastic cushioning insert with travel stop is installed inside the bellows.

Однако приведенный подшипник сложен по конструкции, ознимает большой габарит , Tpebyoi создани специальной системы подачи сжз ою пзч.However, the given bearing is complicated in construction, it becomes large, Tpebyoi creates a special system for supplying the pump.

Известны также регулируемые газодинамические подшипники, не требующие системы подачи сж.-лого газа, например газодинамический подшипник, содержащий корпус, ленточные сегменты, узлы креплени и нат жени лент. Изменение положени поддерживаемого вала происходит за счег изменени нат жени лент сегментов с помощью грузов.Adjustable gas-dynamic bearings are also known that do not require a compressed gas supply system, for example, a gas-dynamic bearing comprising a housing, tape segments, attachment and tension assemblies of the tapes. A change in the position of the supported shaft occurs at the expense of a change in the tension of the strips of the segments with the help of weights.

Недостатками подшипника вл ютс сложность конструкции и невозможность мен ть его демпфирующие и упругие свойства .The disadvantages of the bearing are the complexity of the design and the inability to change its damping and elastic properties.

Наиболее близким к предлагаемому, вл етс газодинамический подшипник, содержащий устанорленные равномерно по окружности с возможностью самоустановки в корпусе посредством упругих элементов с регулирующим средством их жесткости сегментные вкладыши с опорными хвостовиками.Closest to the proposed one, there is a gas-dynamic bearing containing evenly circumferentially mounted with the possibility of self-installation in the housing by means of elastic elements with regulating means of stiffness segment liners with supporting shanks.

Недостатком известного подшипника вл етс необходимость замены упругих элементов дл изменени упругих свойств подшипника, что снижает эффективность работы.The disadvantage of the known bearing is the need to replace the elastic elements to change the elastic properties of the bearing, which reduces the efficiency.

Кроме того, диапазон демпфировани такого подшипника недостаточен из-за отсутстви средств регулировани рассеиваемой энергии.In addition, the range of damping of such a bearing is insufficient due to the lack of means for regulating the dissipated energy.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности работы.The aim of the invention is to increase efficiency.

Указанна цель достигаетс тем, что в радиальном сегментном газодинамическомThis goal is achieved by the fact that in the radial segment gas-dynamic

подшипнике, содержащем установленные равномерно по окружности с возможностью самоустановки в корпусе посредством упругих элементов с регулирующим средством их жесткости сегментные вкладыши с опор0 ными сферическими хвостовиками, упругий элемент каждого вкладыша выполнен еГвиде расположенной вдоль оси вала арочный в поперечном сечении пластины, один из продольных торцов которой свободноthe bearing, which are installed evenly around the circumference with the possibility of self-installation in the housing by means of elastic elements with their stiffness regulating means segment liners with supporting spherical shanks, the elastic element of each liner is made arched in the cross section of the plate along one axis, one of whose longitudinal ends is free

5 размещен в корпусе, а упом нутое регулирующее средство жесткости выполнено в виде охватывающей другие продольные торцы арочных пластин и смонтированной с возможностью продольного перемещени 5 is housed in the housing, and the said stiffness regulating means is made in the form of arching plates covering the other longitudinal ends and mounted with the possibility of longitudinal movement.

0 втулки с радизльно расположенными стопорами , кроме того, подшипник снабжен-подпружиненным С регулируемым усилием поджати в осевом направлении кольцом, смонтированном в корпусе с возможностью0 sleeves with radically located stoppers, in addition, the bearing is supplied-spring-loaded With an adjustable effort, press in the axial direction of the ring, mounted in the housing with the possibility

5 обеспечени контакта другим торцом со сферическими поверхност ми хвостовиков вкладышей.5 ensure that the other end contacts the spherical surfaces of the liner liners.

Отличительной особенностью изобретени вл етс выполнение опоры сегмен0 тов в радиальном направлении на поверхности упругих деталей, установленных в корпусе, который снабжен регулировочным кольцом, при этом жесткость упругих деталей установлена осевым поло5 жением регулировочного кольца. При передвижении регулировочного кольца в радиальном направлении можно во врем регулировки установить и зафиксировать соосность этого кольца и вала с высокойA distinctive feature of the invention is to support the segments in the radial direction on the surface of the elastic parts mounted in the housing, which is provided with an adjusting ring, while the rigidity of the elastic parts is set by axially positioning the adjusting ring. When the adjusting ring is moved in the radial direction, it is possible to adjust and fix the coaxiality of this ring and the shaft with the high

0 степенью точности относительно прин той за базовую поверхности корпуса.0 degree of accuracy relative to the base surface of the case.

Передвижением регулировочного кольца в осевом направлении измен ют жесткость упругих деталей и величину силыBy moving the adjusting ring in the axial direction, the stiffness of the elastic parts and the magnitude of the force are changed.

5 поджати сегментов в радиальном направлении , что повышает эффективность работы подшипника.5 preload segments in the radial direction, which increases the efficiency of the bearing.

Другой отличительной особенностью предлагаемого подшипника вл етс то, чтоAnother distinctive feature of the proposed bearing is that

0 корпус снабжен дополнительным, подвижным в осевом направлении и пбдпружинен- ным с регулируемым усилием поджати кольцом. Это дополнительное кольцо позвол ет , практически не увеличива габариты0 the case is provided with an additional axially movable and pbd-spring-loaded ring with adjustable force. This additional ring allows, almost without increasing the size

5 подшипника, получить возможность мен ть силу трени выступов по поверхности корпуса , что расшир ет возможность демпфировани колебаний. Мен жесткость упругих деталей и силу трени , измен ют амплитудно-частотную характеристику сиетемы ротор-подшипник без замены каких- либо деталей подшипника, что расшир ет его-диапазон демпфировани ,5, to be able to vary the force of friction of the protrusions along the surface of the housing, which expands the possibility of damping vibrations. The stiffness of elastic parts and the force of friction vary, they change the amplitude-frequency characteristic of the rotor-bearing system without replacing any bearing parts, which expands its damping range,

Возможность регулировки соосности вала и поверхностей корпуса снижает требовани к точности изготовлени деталей подшипника, а их конструктивна простота, малое число точных поверхностей упрощает технологию изготовлени . Независима регулировка осевых и радиальных сил, действующих на выступы сегментов, упрощает регулировку.The ability to adjust the axial alignment of the shaft and the housing surfaces reduces the accuracy requirements of the bearing components, and their structural simplicity, a small number of precision surfaces simplifies the manufacturing technology. Independent adjustment of axial and radial forces acting on the protrusions of the segments simplifies adjustment.

На фиг. 1 и 2 представлен пример конкретного исполнени газодинамического подшипника.FIG. 1 and 2, an example of a specific embodiment of a gas-dynamic bearing is shown.

В корпусе 1 предлагаемого подшипника установлены сегменты 2 с выступами 3. Упругие детали 4 одним концом опираютс на выступ корпуса 1, другим на регулировочное кольцо 5 и взаимодействуют с выступом 3 в радиальном направлении. Регулировочное кольцо 5 фиксируетс винтами 6. Дл контрол соосности вала относительно базовой поверхности 7 в корпусе 1 имеютс отверсти 8, лежащие в плоскости выступов 3 и проход щие между сегментами 2. В осевом направлении выступы 3 поджимаютс к корпусу кольцом 9 с пружиной 10, нат жение которой регулируетс с помощью гайки 11.Segments 2 with protrusions 3 are installed in the housing 1 of the proposed bearing. The elastic parts 4 at one end rest on the projection of the housing 1, the other on the adjusting ring 5 and interact with the protrusion 3 in the radial direction. The adjusting ring 5 is fixed with screws 6. To check the shaft alignment relative to the base surface 7, the housing 1 has holes 8 that lie in the plane of the projections 3 and extend between the segments 2. In the axial direction, the projections 3 are pressed against the case by the ring 9 with the spring 10, tension which is adjusted by means of a nut 11.

Подшипник работает следующим образом .The bearing works as follows.

Перемеща регулировочное кольцо 5 в осевом направлении, мен ют пролет упругой детали 4, ее жесткость. Таким образом, можно изменить частоту резонансных пиков , избега их по влени в рабочей области частот. Измен усилие зат жки пружины 10 с помощью гайки 11, мен ют силу трени выступов 3 о корпус и тем самым степень демпфировани колебаний системы ротор-подшипник.Moving the adjusting ring 5 in the axial direction, change the span of the elastic part 4, its rigidity. Thus, it is possible to change the frequency of the resonant peaks, to avoid their occurrence in the working frequency range. Changing the force of tightening the spring 10 with the help of the nut 11 changes the force of the friction of the protrusions 3 against the body and thereby the degree of damping of oscillations of the rotor-bearing system.

Перемеща регулировочное кольцо 5 в радиальном направлении, компенсируют неточности изготовлени упругой детали 4 и сегментов 2 и добиваютс соосного положени вала. Наличие отверстий 8 позвол ет контролировать положение вала с помощью индикатора.By moving the adjusting ring 5 in the radial direction, the inaccuracies in the manufacturing of the elastic part 4 and the segments 2 are compensated for and the axial position of the shaft is achieved. The presence of the holes 8 allows the position of the shaft to be monitored with an indicator.

При работе устройства с подшипником при некоторой частоте вращени между сегментами 2 и валом возникает несущий газовый слой, прогиб упругих деталей 4When the device operates with a bearing at a certain frequency of rotation, a carrier gas layer arises between the segments 2 and the shaft, the deflection of the elastic parts 4

увеличиваетс , выступы 3 проворачиваютс по своим сферическим поверхност м, и сегменты 2 самоустанавливаютс относительно движущейс поверхности вала.the protrusions 3 turn over their spherical surfaces, and the segments 2 self-align with the moving surface of the shaft.

обеспечива необходимую подъемную силу, При этом жесткость подшипника обеспечиваетс малой величиной относительных смещений сегментов 2, и в то же врем демпфируютс вибрационные нагрузки и колебани диссипацией энергии на трение в опорах выступов 3 и упругой деформацией деталей 4. Наличие в подшипнике устройства , позвол ющего выставл ть соосность поддерживаемого вала, дает возможностьproviding the necessary lifting force. At the same time, the rigidity of the bearing is provided by a small amount of relative displacements of the segments 2, and at the same time vibration loads are damped and oscillations of energy dissipation to friction in the supports of the projections 3 and elastic deformation of the parts 4. The presence in the bearing of a device that allows the coaxiality of the supported shaft allows

примен ть подшипники в устройствах с малыми радиальными зазорами, например, лабиринтных газодувках. Возможность измен ть упругие и демпфирующие свойства подшипника позвол ет примен ть егоuse bearings in devices with small radial clearances, for example, labyrinth gas blowers. The ability to change the elastic and damping properties of the bearing allows it to be applied

дл разных роторов, эффективно отстраиватьс от резонансов в рабочей области частот .for different rotors, it is effective to be rebuilt from resonances in the working frequency range.

Claims

1. Radial segment gas-dynamic bearing, which are installed evenly around the circumference with the possibility of self-installation in the housing by means of elastic elements with a regulating means of their rigidity segment

liners with supporting spherical shanks, characterized in that, in order to increase the efficiency of operation, the elastic element of each liner is made in the form of a shaft located along the axis

an arched cross-section plate, one of the longitudinal ends of which is freely placed in the housing, and the said stiffness regulating means is made in the form of embracing the other longitudinal

the ends of the arched plates and the sleeve mounted with the possibility of longitudinal movement with radially arranged stoppers.

2. A bearing according to claim 1, characterized in that, in order to expand the damping range, it is provided with a spring-loaded with adjustable force to press in the axial direction a ring mounted in the housing with the possibility of contacting the other end with the spherical surfaces of the liner liners.