CH649351A5

CH649351A5 - Cuscinetto radente a tacchetti oscillanti.

Info

Publication number: CH649351A5
Application number: CH4058/82A
Authority: CH
Inventors: Costantino Vinciguerra
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1981-07-07
Filing date: 1982-07-02
Publication date: 1985-05-15
Also published as: SE450281B; GB2101235B; US4457634A; DE3225423C2; IT8122776A0; GB2101235A; CA1192939A; DE3225423A1; JPS6213527B2; JPS5817213A; FR2509397A1; IT1137279B; SE8204114D0; SE8204114L; FR2509397B1

Description

La presente invenzione concerne un cuscinetto radente a tacchetti oscillanti per il supporto di un albero rotante secondo il preambolo della rivendicazione 1, ed in particolare per il supporto dell'albero motore di una turbina a gas. Più specificatamente l'invenzione si riferisce ad un efficace e semplice sistema di cuscinetto radente a tacchetti oscillanti che, oltre a smorzare drasticamente le ampiezze di oscillazione delle vibrazioni, comunque elevate, che si possono produrre a causa di sbilanciamenti o squilibri nel complesso rotante, in particolare nell'attraversamento di velocità critiche a regimi ridotti, consente pure di variare a piacere l'elasticità del cuscino portaalbero e conseguentemente le velocità critiche, pur mantenendo praticamente costante l'ingombro del cuscino stesso.

Come noto, un cuscino a tacchetti oscillanti viene generalmente utilizzato allorché si devono supportare alberi di grandi dimensioni e facilmente soggetti a vibrazioni, in quanto un siffatto tipo di cuscino è in grado di supportare carichi elevati nonché di smorzare le suddette vibrazioni.

Il cuscino a tacchetti oscillanti noto dallo stato della tecnica è sostanzialmente costituito da una serie di tacchetti in materiale rigido antifrizione montati oscillanti ed angolarmente equidistanti sulla superficie interna di un corpo anulare portatacchetti disposto attorno all'albero da supporto ed a sua volta contenuto in una scatola esterna di sostegno, la camera entro cui si trovano i tacchetti essendo riempita a pressione di olio di lubrificazione.

In questo tipo di supporto l'azione smorzante delle oscillazioni generate dalle vibrazioni dell'albero è dovuta al fatto che dette vibrazioni determinano oscillazioni dei tacchetti oscillanti che, modificando continuamente i giochi tra i tacchetti stessi e rispettivamente l'albero da supportare ed il corpo anulare portatacchetti, provocano rapidi movimenti d'olio nelle cavità che si vanno a formare, ciò che dà luogo a pompaggi e risucchi in tali cavità con evidenti effetti smorzanti.

Detti cuscini noti presentano però une serie di inconvenienti il principale dei quali è quello di non riuscire ad assorbire completamente squilibri di una certa consistenza in quanto l'entità di variazione dei suddetti giochi, da cui dipende l'effetto smorzante, risulta minima. D'altra parte la rigidità della struttura e cioè l'impossibilità di poter variare l'elasticità del cuscino a tacchetti oscillanti comporta l'ulteriore inconveniente di non poter conseguentemente modificare appropriatamente il limite delle velocità critiche onde portarlo al di fuori del range di funzionamento abituale degli alberi da supportare.

Infine, si deve tener presente che i cuscini noti e le strutture che li supportano presentano generalmente pure una disuniformità di rigidezza secondo i diversi piani orizzontale e verticale per cui le velocità critiche teoriche si sdoppiano.

Scopo della presente invenzione è appunto quello di ovviare ai suddetti inconvenienti e di fornire quindi un nuovo cuscinetto radente a tacchetti oscillanti che consenta di variare con facilità la sua elasticità onde modificare a piacere il limite di velocità critica e che presenti radialmente una uniforme rigidezza, pur mantenendo gli ingombri praticamente inalterati rispetto a quelli dei cuscini noti.

Ciò viene sostanzialmente conseguito per il fatto che delle molle a balestra vengono interposte angolarmente equidistanti tra la superficie esterna del corpo anulare portatacchetti e la sovrastante superficie interna della scatola esterna di sostegno, dette molle essendo immerse nell'olio di lubrificazione.

Più specificatamente, il cuscinetto a tacchetti oscillanti, costituito da una serie di tacchetti in materiale rigido antifrizione montati oscillanti ed angolarmente equidistanti sulla superficie interna di un corpo anulare portatacchetti disposto attorno all'albero da supportare ed a sua volta contenuto entro una scatola esterna di sostegno le cui pareti frontali sono provviste di guarnizioni di tenuta per l'olio di lubrificazione che riempie la camera entro cui si trovano i detti tacchetti, è caratterizzato secondo la presente invenzione dal fatto che tra la superficie esterna del detto corpo anulare portatacchetti e la sovrastante superficie interna della detta scatola esterna di sostegno è interposta una serie di molle a balestra tenute angolarmente equidistanti in posizione da spine laterali di posizionamento supportate dalla detta scatola esterna di sostegno, la camera anulare entro cui si trovano le dette molle a balestra essendo anch'essa riempita dal suddetto olio di lubrificazione e mezzi essendo inoltre previsti per premere elasticamente il detto corpo anulare portatacchetti assialmente contro una delle dette pareti frontali della scatola esterna di sostegno.

I vantaggi di una siffatta realizzazione sono subito evidenti.

Innanzitutto si deve notare che è tutto il corpo con i tacchetti che ora segue gli spostamenti dell'albero da supportare, contrastato dalla rigidezza delle molle a balestra. In altre parole il sistema non è più rigido ma elastico e la sua elasticità può essere facilmente variata a piacere sostituendo le molle a balestra con altre di diversa rigidezza. Inoltre, allorché per effetto di uno squilibrio dell'albero da supportare l'anello portatacchetti si sposta, esso comprime flettendole le molle a balestra ciò che porta a modificare i giochi frale medesime e rispettivamente il corpo anulare portatacchetti e la scatola esterna di sostegno, modificazioni che sono ora di maggiore entità ed interessano grandi superfici e quindi provocano rilevanti movimenti d'olio e conseguentemente un notevole effetto smorzante. D'altra parte l'effetto smorzante del cuscino viene ulteriormente incremen5

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tato dall'attrito tra il corpo anulare portatacchetti e la parete frontale della scatola esterna di sostegno che vengono tenuti elasticamente compresi tra loro dai suddetti mezzi.

Un ulteriore vantaggio è quindi dato dalla notevole compattezza della struttura il cui ingombro risulta appena maggiorato solo in senso radiale ma non in senso assiale rispetto a quello dei cuscini noti.

Secondo poi una realizzazione preferenziale della presente invenzione, le suddette molle a balestra sono realizzate di larghezza pari alla lunghezza del corpo anulare portatacchetti e sono ricavate da un unico anello segato di raggio maggiore di quello dell'anello portatacchetti. In tal modo è possibile realizzare raggi e spessori delle molle con tolleranze molto ristrette ed in modo economico e semplice, ciò che permette l'uniformità dei giochi creati da tali molle e conseguentemente una distribuzione uniforme dei carichi e quindi l'ottenimento di una uniforme rigidezza in ogni direzione.

Per esempio, i suddetti mezzi per premere elasticamente il detto corpo anulare portatacchetti assialmente contro una delle dette pareti frontali della scatola esterna di sostegno consistono in una serie di molle elicoidali che, inserite in una corrispondente serie di cavità assiali presenti angolarmente equidistanti sulla circonferenza del detto corpo anulare portatacchetti, cooperano con l'altra delle dette pareti frontali della scatola esterna di sostegno.

Infine, secondo un'altra realizzazione preferenziale dell'invenzione il suddetto corpo anulare portatacchetti presenta una gola circonferenziale sulla sua superficie esterna nonché fori passati radiali per facilitare il passaggio dell'olio di lubrificazione.

L'invenzione viene ora meglio chiarita con riferimento ai disegni allegati che illustrano una forma preferenziale di realizzazione pratica data a solo titolo esemplificativo ma non limitativo in quanto varianti tecniche o costruttive potranno essere sempre apportate senza uscire dall'ambito della presente invenzione.

In detti disegni:

la fig. 1 mostra una vista in sezione laterale parziale di un cuscinetto a tacchetti oscillanti con il sistema di smorzamento vibrazioni secondo l'invenzione;

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la fig. 2 mostra una vista in sezione frontale del cuscino a tacchetti oscillanti fatta secondo la linea II-II di fig. 1.

Con riferimento alle figure, con 1 viene indicato l'albero di una turbina a gas che deve essere supportato dal cuscinetto a tacchetti oscillanti 2. Detto cuscino 2 consta di una serie di tacchetti in materiale rigido antifrizione 3i (in fig. 2 sono mostrati cinque tacchetti 3i, 32, 33, 34 e 35) che, disposti angolarmente attorno all'albero 1 vengono supportati oscillanti, mediante perni di oscillazione 4, dalla superficie interna del corpo anulare portatacchetti 5 il quale è a sua volta contenuto entro una scatola esterna di sostegno 6 chiusa frontalmente dalle due pareti frontali 7 ed 8 ad essa fissate mediante le viti 9. Le pareti frontali 7 ed 8 sono inoltre provviste di guarnizioni di tenuta, rispettivamente 10 ed 11, per l'olio di lubrificazione che, introdotto a pressione attraverso il condotto d'immissione 12 presente nella detta scatola 6, riempie completamente la camera anulare 13 entro cui si trovano detti tacchetti 3i.

Tra la superficie esterna del detto corpo anulare portatacchetti 5 e la sovrastante superficie anulare interna della detta scatola esterna di sostegno 6 è poi interposta una serie di molle a balestra 14i (in fig. 2 sono mostrate cinque molle a balestra 14i, 142, 143, 144 e 145) tenute angolarmente equidistanti in posizione da coppie di spine laterali di posizionamento, rispettivamente 15 e 16, supportate dalla detta scatola 6.

Dette molle a balestra 14i vengono realizzate di larghezza pari alla lunghezza del corpo anulare portatacchetti (vedere fig. 1) e vengono inoltre ricavate segando un unico anello di raggio maggiore di quello del detto corpo portatacchetti 5, cosicché si è garantiti sull'uniformità dei giochi 17 e 18 creati.

Onde poi regolare il passaggio dell'olio di lubrificazione dal condotto 12 alla camera 13 nonché il riempimento totale della camera anulare 19 entro cui si trovano le dette molle a balestra 14i, il corpo anulare portatacchetti 15 è provvisto di una gola circonferenziale 20 sulla sua superficie esterna nonché di fori passanti 21 disposti radialmente.

Infine, il corpo anulare portatacchetti 5 presenta pure una serie di cavità assiali 22 disposte circonferenzialmente, nelle quali trova alloggio una corrispondente serie di molle elicoidali 23 che, cooperando con la detta parete frontale 7 della scatola esterna di sostegno 6, portano il corpo anulare portatacchetti 5 a premere elasticamente contro l'altra parete frontale 8.

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1 foglio disegni

Claims

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1. Cuscinetto radente a tacchetti oscillanti per il supporto di un albero rotante, costituito da una serie di tacchetti (3) in materiale rigido antifrizione montati oscillanti ed angolarmente equidistanti sulla superficie interna di un corpo portatacchetti 65) disposto attorno all'albero (1) da supportare ed a sua volta contenuto entro una scatola esterna (6) di sostegno le cui pareti frontali sono provviste di guarnizioni di tenuta (10,11) per l'olio di lubrificazione che riempie a pressione la camera entro cui si trovano i detti tacchetti, caratterizzato dal fatto che tra la superficie esterna del detto corpo anulare portatacchetti e la sovrastante superficie interna della detta scatola esterna di sostegno è interposta una serie di molle a balestra (14) tenute angolarmente equidistanti in posizione da spine laterali di posizionamento (15, 16) supportate dalla detta scatola esterna di sostegno, la camera anulare entro cui si trovano le dette molle a balestra essendo anch'essa riempita dal suddetto olio di lubrificazione e mezzi (23) essendo inoltre previsti per premere elasticamente il detto corpo anulare (5) portatacchetti assialmente contro una delle dette pareti frontali della scatola esterna di sostegno.

2. Cuscinetto a tacchetti oscillanti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi per premere elasticamente il detto corpo anulare portatacchetti assialmente contro una delle dette pareti frontali della scatola esterna di sostegno consistono in una serie di molle elicoidali che, inserite in una corrispondente serie di cavità assiali presenti angolarmente equidistanti sulla circonferenza del detto corpo anulare porta-tacchetti, cooperano con l'altra delle dette pareti frontali della scatola esterna di sostegno.

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RIVENDICAZIONI

3. Cuscinetto a tacchetti oscillanti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le suddette molle a balestra sono realizzate di larghezza pari alla lunghezza del corpo anulare portatacchetti e presentano un raggio di curvatura maggiore di quello dell'anello portatacchetti.

4. Cuscinetto a tacchetti oscillanti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il suddetto corpo anulare porta-tacchetti presenta una gola circonferenziale sulla sua superficie esterna nonché fori passanti radiali.