CS269435B1 - Olejový tlumič pro tlumeni vibraci hřídelů uložených ve valivých ložiscích - Google Patents

Abstract

Tlumič obsahuje olejový tlumici prostor mezi statorem a ložiskovým pouzdrem, uloženým ve statoru hydrostaticky pomocí tlakového olejového prostředí v mezeře mezi ložiskovým pouzdrem a statorem. Mezera je napojená jednak na zdroj tlakového oleje a jednak na okolní prostor, přičemž pouzdro je zajištěno vůči statoru proti otáčenl v obvodovém směru. Řešeni spočívá v tom, že po obvodě ložiskového pouzdra jsou rozmístěny přetlakové komůrky navazující na mezeru mezi ložiskovým pouzdrem a statorem a napojené kalibrovanými otvory na ždroj tlakového oleje. Pouzdro je spojeno se statorem posuvně v radiálním směru a stacionárně v obvodovém a axiálním směru pomoci mezlčlenu, jehož poloha je jištěna Jednak vůči pouzdru a jednak vůči statoru dvojicemi odpovídajících čepů a druhých Čepů, volně pohyblivých v radiálně orientovaných otvorech.

Description

Vynález se týká tlumení vibraci hřidelů uložených ve valivých ložiscích, zejména se vztahuje na tlumení vibraci hřídelů, které jsou při funkci vystavovány kritickým otáčkám.

Je známé, že při otáčení hřídelů s proměnlivou frekvencí otáčení dochází ke stavům, kdy se hřídel otáčí s otáčkami, které jsou pro něj kritické. Nepříznivý provozní stav hřidelů a jejich uloženi při kritických otáčkách je možno zlepšit zvýšením tlumicich vlastností uložení.

Je známé, že se pro tlumeni určitých konkrétních rozsahů vibrací používá tlumičů z poddajného materiálu s velkým materiálovým tlumením, například pryžových tlumičů silentbloků. pro zařízení, kde se pracuje s různými rozsahy otáček, se však tyto tlumiče nehodí a je nutné používat hydraulického tlumeni, přičemž se jako tlumicího prostředí používá olej.

Je známo řešeni, kdy ložiskové pouzdro je pružně uloženo na statoru a do mezery mezi statorem a rotorem se vrtáním přivádí olej. Při pohybu pouzdra se olejový film vytékajícího oleje vytlačuje a práce vynaložená na vymáčknuti filmu je energií, která způsobuje tlumení vibrace. Nedostatkem tohoto řešení je, že kolem přívodního otvoru vzniká zvýšené nebezpečí kavítace, 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. Ďalši nevýhodou je nutnost realizace průžného uložení ložiskového pouzdra.

Podle jiného známého řešení není pouzdro přímo připojeno ke statoru, ale je volně uloženo, přičemž olejový prostor mezi statorem a pouzdrem je na stranách utěsněn. K tlumeni dochází přeléváním náplně mezi statorem a pouzdrem ložiska z místa, kde se vůle zmenšuje, do místa, kde se vůle zvětšuje, a energie nutná pro přemísťování oleje • je energie k tlumeni vibraci. Nedostatkem řešení je, že olej pohlcuje energii a protože se nevyměňuje, zahřívá se, následkem čehož se snižuje jeho viskozita, a tím se mění tlumicí vlastností ložiska.

Je obecně známé, že alternativou valivého uložení 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 zajištěni provozu hřídele při zvýšených teplotách uloženo hydrostaticky v obvodové skříni s mezilehlou mezerou vyplněnou tlakovým tekutým prostředím, které je schopné udržovat souosost hřídele a realizovat radiální vůli tepelné dilatace. Z předmětu tohoto patentového spisu však není zřejmé, že by měl autor představu o možností využít hydrostatického uložení pro olejové tlumení vibraci při nadkritických otáčkách, ani v něm nejsou popsány konkrétní prostředky,' které by umožnily takového cíle dosahovat. Tak například není řešeno zajištěni pouzdra vůči statoru v obvodovém a případně i axiálním směru tak, aby mohlo docházet k radiálním výchylkám pouzdra, tj. k nesouosostem’pouzdra a statoru 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 vibrací 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 tím, 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 se statorem posuvně v radiálním směru a >ta<ionárně v obvodovém a axiálním směru pomoci mezičlenu, přičemž je'jištěn vůči pouzdru dvěma diametrálně protilehlými prvními čepy, radiálně volně zasunutými do radiálních průchodů v pouzdře, a současně je jištěn v ob2 vodovém směru vůči statoru dvěma diametrálně protilehlými druhými čepy, radiálně volně zasunutými do radiálních průchodů v mezičlenu a pootočenými vůči prvním čepům o 30 až 90°.

Podle 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.

Takto řešený tlumič využívá hydrostatického principu uloženi tak, že se při 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 mlče vzroste. Tento tlakový vzrůst působí proti vybočeni takže se pouzdro vrací do původního směru a zachovává se souosost. Současné vzhledem k poměrně velké ploče na vstupu do mezery není rychlost oleje v tomto mistě 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, a z tlumeni vzniklého vytlačováním olejového filmu z mezery mezi pouzdrem a statorem, které převažuje při vysokých frskvsnčrtchLotáčeni.

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 aplikací, takže vynález se obzvláště dobře hodí pro zkušební zařízení, které slouží pro celý soubor zkoušených výrobků, například leteckých motorů. U těchto zařízení není rentabilní vyvíjet pryžové tlumiče, protože se jedná o rozsáhlé pásmo otáček, které je nutno pokrýt, přičemž v . rámci pásma se vyskytuje frekvence, která je pro hřídel zkušebního zařízení kritická. Tlumič podle vynálezu umožňuje tento problém jednoduše odstranit bez nevýhod nebo závad, které se vyskytují u známých výše popsaných hydraulických tlumičů.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 exiální řez valivým ložiskem opatřeným tlumičem podle vynálezu a obr. 2 příčný řez rovinou II —II z obr. 1.

Z obr. 1 je zřejmé, že ložiskové pouzdro 1 je,uloženo ve statoru 4 s mezilehlou mezerou i, v níž je tlumící olejové prostředí g. Obr. 1 1 obr. 2 značí, že jsou po obvodu ložiskového pouzdra 1 rozmístěny přetlakové komůrky £, navazující na mezeru J mezi ložiskovým pouzdrem 1 a statorem 4 a napojené kalibrovanými otvory 6 na zdroj 12 tlakového oleje, kterým může být společný rozvodný systém tlakového oleje zkoušeného stroje.

.ložiskové pouzdro 1 je spojeno se statorem 4 pomoci mezičlenu 15 ve tvaru prstence, umístěného mezi pouzdrem a statorem 4. Mezičlen je v obvodovém směru jištěn vůči pouzdru 1 dvěma diametrálně protilehlými prvními čepy 14, radiálně volně zasunutými do radiálních průchodů v pouzdře 1, a současně je jištěn v obvodovém směru vůči statoru 4 dvěma diametrálně protilehlými druhými čepy 15. Druhé čepy 15 jsou radiálně volně zasunuty do radiálních průchodů ve statoru 4 a jsou pootočeny vůči prvním čepům 14 v daném konkrétním příkladě o 90°.

Tímto uložením je zajištěno jištění pouzdra 1 vůči statoru v obvodovém i axiálním směru, avšak je možné klouzání ve dvou navzájem kolmých směrů, definovaných čepy 14 a 1J. Tyto směry určuji složky radiálního pohybu, který může ložiskové pouzdro 1 vykonávat vůči statoru 4 při vibracích, které jsou tlumeny olejovým prostředím £ v mezeře 3.

Podle výhodného znaku vynálezu je součet délek obvodů o^, mezery 3 po obvodu komůrek {> roven 0,5 až 2násobku součtu délek obvodů o^, jimiž vytéká olejové prostředí 2 z mezery 13 do okolního prostoru 15. Velikost přiyodni plochy olejového filmu člo mczery i, daná součte· obvodů o^, každé komůrky 5, výtokových obvodů na každé straně ložiska a

Otvory komůrek pro přívod tlakového oleje plochy tak, aby tlak oleje, který se vytváří v je tedy vázána na velikost součtu obou naopak.

jsou kalibrovány vhodnou volbou jejich komůrkách, byl mezi tlakem napájecího oleje a tlakem v okolním prostoru, v němž je ložisko umístěno

Mezera mezi ložiskovým pouzdrem a statorem se voli obvykle 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 (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Olejový tlumič pro tlumeni vibraci 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 na zdroj tlakového oleje a jednak na okolní prostor, se zajištěním ložiskového pouzdra vůči statoru proti otáčeni v obvodovém směru, vyznačující se tím, že po obvodů ložiskového pouzdra /1/ jsou rozmístěny přetlakové komůrky /5/ navazující na mezeru /3/ mezi ložiskovým pouzdrem /1/ a statorem /4/ a napojené kalibrovanými otvory /6/ na zdroj /19/ tlakového oleje, přičemž pouzdro /1/ je spojeno se statorem /4/ posuvně v radiálním směru a stacionárně v obvodovém a v axiálním směru pomoci mezičlenu /13/, přičemž mezičlen /13/ je jištěn vůči pouzdru /1 / dvěma diametrálně protilehlými prvními čepy /14/, radiálně volně zasunutými do radiálních průchodů v pouzdře /1/, a současně je jištěn vůči statoru /4/ dvěma diametrálně protilehlými druhými čepy /15/, radiálně volné zasunutými do radiálních průchodů v mezičlenu /13/ a pootočenými vůči prvním čepům /14/ o 30 až 90°.

2. Olejový tlumič podle bodu 1, vyznačující se tím, že součet délek obvodů /o^/ mezery /3/ po obvodu komůrek /5/ se rovná 0,5 až 2násobku součtu délek obvodů la^l, jimiž vytéká olejové prostředí /2/ z mezery /3/ do okolního prostoru /12/.