CS269434B1 - Olejový tlumič pro tlumeni vibraci hřidelů uložených ve valivých ložiscích - Google Patents

Abstract

Tlumič obsahuje olejový tlumicí proetor mezi statorem a ložiskovým pouzdrem uloženým ve statoru hydrostaticky pomoci tlakového olejového prostředí v mezeře mezi ložiskovým pouzdrem β statorem. Mezera Je napojená Jednak na zdroj tlakového oleje o Jednak na okolní prostor, přičemž pouzdro ja zajištěno vůči statoru proti pohybu v axiálním směru a proti otáčeni v obvodovém směru. Řešeni spočívá v tom, žs po obvodě ložiskového pouzdra Jsou rozmístěny přetlakové komůrky navazující na mezeru mezi ložiskovým pouzdrem a statorem a napojené kalibrovanými otvory na zdrój ' tlakového oleje. Pouzdro Je spojeno ee statorem pohyblivě v radiálním směru pomo- ! ci kloubu otáčivě okolo středu otáčeni a stacionárně v axiálním I a obvodovém směru.

Description

Vynález se týká olejového Hutněni vibraci hřídelů uložených ve valivých ložiscích. Zejména se vztahuje na tluaeni vibraci hřídelů, které jsou pří své funkcí vystavovány kritický· otáSkáa.

Je znáaé, že při otáčení hřídelů s proaěnlivou frekvenci otáčeni docházi ke stavů·, kdy hřídel otáčí s otáčkaai, které jsou pro néj kritické. Nepříznivý provozní stav hřídelů a jejích uložení při kritických otáčkách je možno zlepšit zvýšením tlumicích vlastností uložení.

Je známé, že se pro tlumeni určitých konkrétních rozsahů vibraci používá tlumičů z poddajného materiálu s veliký· mateři šlovým tlumením, například pryžových tlumíčú-silenbloků. Pro zařízení, kde se pracuje s různými rozsahy otáček se však tyto tlumiče nehodí a je nutné používat hydraulického tlumení, přičemž se jako tlumícího prostředí používá olej.

Je známo řešení, kdy ložiskové pouzdro je průžni uloženo na statoru a do mezery aezi statorem a rotorem se vrtánia přivádí olej. Při pohybu-pouzdra se olejový film vytékajícího oleje vytlačuje a práce vynaložená na vyaačknutf filmu je energií, která způsobuje tluaeni vibrace. Nedostatkea tohoto řešeni je, že kolem přívodního otvoru vzniká zvýšené nebezpečí kavitace, a to vzhledem k velkým rychlostem oleje v mezeře blízko otvoru a vzhledem k poklesu statického tlaku v tomto místě, které je s tím spojeno. Další nevýhodou je nutnost realizace pružného uloženi ložiskového pouzdra.

Podle jiného známého řešení není pouzdro příao připojeno ke statoru, ale je volně uloženo, přičeaž olejový prostor mezi statorem a pouzdrem je na stranách utěsněn. K tlumení docházi přeléváním náplně aezi statorem a pouzdrem ložiska z místa, kde se vůle zmenšuje, do místa, kde se vůle zvětšuje, a energie nutná pro přemistováni oleje je energie k tlumeni vibraci. Nedostatkem tohoto řešeni je, že olej pohlcuje energií a protože se nevyměňuje, zahřívá se, následkem čehož se snižuje jeho viskozita, a tím se mění tlumicí vlastnosti ložiska.

Je obecně znáaé, že alternativou valivého aložení hřídele je uloženi hydrostatické. Možnost současného valivého a hydrostatického uloženi hřídele je známá z německého patentového spisu č. 1 965 302, kde je valivé ložisko pro zajištění provozu hřídele při zvýšených teplotách uloženo hydrostaticky v obvodové skříní s mezilehlou mezerou vyplněnou tlakovým tekutý· prostředím, které je schopné udržovat souosost hřídele a realizovat radiální vůli pro tepelné dilatace. Z předmětu tohoto patentového spisu však není zřejmé, že by měl autor představu o možnosti využít hydrostatického uloženi pro olejové tluaeni vibraci při nadkritických otáčkách, ani v něm nejsou popsány konkrétní prostředky, které by umožnily takového cíle dosahovat. Tak například není řešeno zajištění pouzdra vůči statoru v obvodovém, případně i axiálním směru tak, aby mohlo docházet k radiálním výchylkám pouzdra, k nesouosostem pouzdra a statorů ve všech směrech v rovině kolmé na osu hřídele, a to v rozmezí vůle mezi pouzdrem a statorem. To je podmínkou funkce hydrostatického tlumeni.

Uvedené nedostatky odstraňuje předmět vynálezu, mající olejový tlumič pro tlumeni vibraci hřídelů uložených ve valivých ložiscích s ložiskovým pouzdrem, uloženým ve statoru hydrostaticky pomocí tlakového olejového prostředí v mezeře mezi ložiskovým pouzdrem a statorem, napojené jednak na zdroj tlakového oleje a jednak na okolní prostor, který se podle vynálezu vyznačuje tim, že po obvodu ložiskového pouzdra jsou rozmístěny přetlakové komůrky navazující na mezeru mezi ložiskovým pouzdrem a statorem a napojené kalibrovanými otvory na zdroj tlakového oleje, přičemž pouzdro je spojeno so statorem pohyblivě v radiálním směru pomoci kloubu otáčivě okolo středu otáčeni a stacionárně v axiálním směru a obvodovém směru.

CS 269434 81

Podle výhodného znaku vynálezu se součet délek obvodů mezery po obvodu komůrek voli 0,5 až 2násobek součtu délek obvodů, jimiž vytéká olejové prostředí z mezery do okolního prostoru.

Kloub olejového tlumiče je podle jednoho provedeni vynálezu tvořen realálnlm palcem se středem otáčeni, umístěným v hlavě palce, který je radiálně posuvně uložen v radiálním průchodu ve stěně pouzdra. Podle jiného provedeni je kloub tvořen ojnicl tuhou v axiálním 1 obvodovém směru, loubově připojenou ke statoru a k pouzdru.

Takto řešený tlumič využívá hydrostatického principu uloženi tak, že se pří vybočeni pouzdra vůči statoru zvětši na jedné straně mezera, takže se v odpovídajících komůrkách sníží hydrostatický tlak, zatímco na protilehlé straně se odtoková mezera zmenši a tlak v odpovídající míře vzroste. Tento tlakový vzrůst působí proti vybočeni takže se pouzdro vrací do původního směru a zachovává souosost. Současně vzhledem k poměrně velké ploše na vstupu do mezery není rychlost oleje v tomto místě veliká, takže nedochází k velkému poklesu statického tlaku a k nebezpečí vzniku kavitačnich jevů. Stálý průtok oleje mezerou vede k tomu, že se olej v mezeře nepřehřivá, takže je zajištěna stálost tlumicích vlastnosti.

Celková tlumici vlastnost tlumiče podle vynálezu se skládá jednak z tlumeni výchylek ložiska, zvláště pouzdra, při nižších rychlostech otáčeni, jednak z tlumeni vzniklého vytlačováním olejového filmu z mezery mezi pouzdrem a statorem, které převažuje při vysokých frekvencích otáčeni.

Tlumič podle vynálezu neni konstrukčně ani provozně náročný, protože se využívá olejového systému stroje, jehož hřídel se v tlumeném ložisku otáčí.. Tlumeni pokrývá rozsáhlou škálu otáček, takže na hřídel mohou být aplikovány různé zátěže s různou frekvenci otáčeni. Tlumič neni nutné vyvíjet pro konkrétní aplikaci, takže vynález se obzvláště dobře hodí pro zkušební zařízeni, které slouží pro celý soubor zkoušených výrobků, například leteckých motorů. U takových zařízeni neni rentabilní vyvíjet pryžové tlumiče, protože se jedná o rozsáhlé pásmo otáček, které je nutno pokrýt, přičemž v rámci tohoto pásma se vyskytuje frekvence, která je pro hřídel zkušebního zařízení kritické. Tlumič podle vynálezu umožňuje tento problém jednoduše odstranit bez nevýhod nebo závad, které se vyskytují u známých a výše popsaných hydraulických tlumičů.

Vhodnou kombinaci hydrostatického uložení a vzájemného bodového spojeni pouzdra a statoru se zajištěním proti obvodovému a axiálhimu posunu je podle vynálezu vytvořena možnost napojit na kloubový spoj pouzdra a statoru převodník. Tímto převodníkem je možné měřit axiální zatížení ložiska, popřípadě ztráty kroutícího momentu nebo třeni v ložisku.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu s odvoláním na výkresy, na kterých znázorňuje obr. 1 axiální řez valivým ložiskem opatřeným tlumičem podle vynálezu při prvním provedeni spojovacího kloubu, obr. 2 příčný řez rovinou II-II z obr. 1, obr. 3 axiální řez valivým ložiskem opatřeným tlumičem podle vynálezu s druhým provedením kloubu mezi pouzdrem a statorem a obr. 4 řez rovinou IV-IV z obr. 3.

Z obr. 1 je zřejmé, že ložiskové pouzdro j je uloženo ve statoru £ s mezilehlou mezerou i, v niž je olejové prostředí J.Jak je vidět z obr.1 a lépe z obr. 2, jsou po . obvodu ložiskového pouzdra j rozmístěny přetlakové komůrky 2, navazující na mezeru 3 mezi ložiskovým pouzdrem j a statorem 4 a napojené kalibrovanými otvory 6 na zdroj 1g tlakového oleje, kterým může být společný rozvodový systém tlakového oleje zkoušeného stroje.

Ložiskové pouzdro j je spojeno se statorem 4 pohyblivě v radiálním směru pomoci kloubu Z tvořeného radiálním palcem 2- Střed otáčeni 8 kloubu Z je umístěn v hlavě j.0 palce 2· 4

Palec 2 J· radiálně posuvně uložen v radiálním průchodu H ve stěně pouzdra.

Dojde-lí k výchylkám hřídele, tedy 1 ložiskového pouzra 1, ze souoseé polohy, tlačí ložisková pouzdro 1 do strany na olejové prostředí 2 v mezeře 3, které je pod kontrolovaným tlakem a které tlumí vibrace. Omezený pohyb pohyb ložiskového pouzdra 1 vůči statoru je dovolen pouze v radiálním směru, a to posunem vůči palci 2 a otáčením celého ložiskového pouzdra 1 na palci 9 okolo středu otáčení 5.

Podle druhého prováděni kloubu tlumiče podle vynálezu, znázorněného na obr. 3 a 4, je kloub Z tvořen ojnicí 12, tuhou v axiálním i obvodovém směru. Ojnice 12 je pomoci čepu 20 otáčivě připojena k výstupku 1* ložiskového pouzdra 1. Dalším čepem 21 ie připojena ke statoru £. Tento čep 21 vymezuje i v příčné rovině pouzdra 1 střed otáčení 8, okolo něhož se pouzdro 1 otáčí na kloubu Z tvořeném ojnicí 12, v ráčí vůle vymezeném mezerou 2 s olejovým tlumicím prostředím 2·

Podle výhodného znaku vynálezu je součet délek obvodů c^, mezery 3 P° obvodu komůrek 2 roven 0,5 až 2násobku součtu délek obvodů c^, jimiž vytéká olejově prostředí 2 z mezery 2 do okolního prostoru 1§. Velikost přívodní plochy olejového filmu do mezery i, daná součtem obvodů c^, každé komůrky je tedy vázána na velikost součtu obou výtokových obvodů Cg, na každé straně ložiska a naopak.

Otvory komůrek pro přívod tlakového oleje jsou kalibrovány vhodnou volbou jejich plochy tak, aby tlak oleje, který se vytváří v komůrkách, byl mezi tlakem napájeciho oleje a tlakem v okolním prostoru, v němž je ložisko umístěno.

Mezera mezi ložiskovým pouzdrem a statorem se volí obvykle v rozmezí od 20 do 700/im a je určena hydrodynamickým výpočtem na základě očekávané frekvence kritických otáček hřídele, vazkosti použitého olejového prostředí a rozměrů tlumiče.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Olejový tlumič pro tlumení vibrací hřídelů uložených ve valivých ložiscích, s ložiskovým pouzdrem uloženým ve statoru hydrostaticky pomoci tlakového olejového prostředí v mezeře mezi ložiskovým pouzdrem a statorem, napojené jednak ná zdroj tlakového oleje, jednak na okolní prostor, se zajištěním ložiskového pouzdra vůči statoru proti otáčeni v obvodovém směru, vyznačujicim se tim, že po obvodu ložiskového pouzdra /1/ jsou rozmístěny přetlakové komůrky /5/ navazující na mezeru /3/ mezi ložiskovým pouzdren /1/ a statorem /4/ a napojené kalibrovanými otvory /6/ na zdroj /19/ tlakového oleje, přičemž pouzdro /1/ je spojeno se statorem /4/ pohyblivě v radiálním směru pomoci kloubu /7/ otáčivě okolo středu otáčeni /8/ a stacionárně v axiálním a obvodcvém směru.
2. 2. Olejový tlumič podle bodu 1, vyznačující se tim, že součet délek obvodů /o^ mezery po obvodu komůrek /5/ se rovná 0,5 až 2násobku součtu délek obvodů /o/, jimi i vytéká olejové prostředí /2/ z mezery /3/ do okolního protoru /18/.
3. 3. Olejový tlumič podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tim, že kloub /7/ je tvořen radiálním palcem /9/ se středem otáčeni /8/ umístěným v hlavě /10/ palce /9/, který je radiálně posuvně uložen v radiálním průchodu /11/ ve stěně pouzdra /1/.
4. 4. Olejový tlumič podle bodů 1 a nebo 2, vyznačující se tim, že kloub /7/ je tvořen ojnici /12/ tuhou v axiálním i obvodovém směru, kloubově připojenou ke statoru /4/ a