FI71981C - Lagersystem. - Google Patents

Description

71 981

Laakeri järjestelmä Lagersystem

Keksinnön kohteena on laakeri järjestelmä, joka käsittää kiinteän tukikehyksen, jossa on sen läpi menevä pitkittäinen aukko pyörivän akselin siihen asettamista varten olennaisesti saman-keskisesi sen kanssa samaan linjaan, sekä olennaisesti pyörit-tämättömän laakerikehyksen, joka on asetettu akselin ja tukikehyksen väliin. Keksintö liittyy pääasiassa alaan, joka käsittelee suurinopeuksisia rotaatiokoneita varten olevia laakereita, ja tarkemmin se liittyy laakeri järjestelmään, jossa akselin tuenta, joustava tuenta ja vaimennus on kukin muodostettu erillisinä järjestelminä, jotka voidaan sovittaa yksilöllisesti pyörivän akselin tuentajärjestelmän kriittisten taajuuksien virittämiseksi optimaalisesti pois rotaatiokoneen halutulta toiminta-alueelta.

Suurinopeuksisten rotaatiokoneiden akseli tai roottori on ‘ usein tuettu laakerein siten, että akseli voi pyöriä hyvin suurilla nopeuksilla aina noin 150.000 kierrokseen minuutissa (k/min) asti samalla aksiaalisuutensa säilyttäen. Useat ilmiöt vaikuttavat akseliin sen heittämiseksi pois linjastaan ja näiden ilmiöiden vaikutukset ovat yleensä vakavampia suuremmilla pyörintänopeuksilla.

Erästä tällaista ilmiötä kutsutaan usein synkroniseksi kiertämiseksi ja se on olennaisesti keskipakoisvoimien aiheuttama, jotka vaikuttavat massaltaan tasapainottamattomaan akseliin. Akseli on yleensä massaltaan tasapainottamaton, koska akselin geometrinen ja hitausakseli eivät tyypillisesti ole yhtenevät sellaisten tekijöiden kuten koneistustoleranssien ja materiaalin epätäydellisyyden vaikutuksesta. Lisäksi epätasapaino voi johtua eri osasten toistuvasta asennuksesta ja purkamisesta, normaalista kulumisesta ja akselin taipumisesta käytön aikana. Tietyillä pyörintänopeuksilla akselilla on taipumus pyöriä mieluummin hitausakselinsa kuin geometrisen akselinsa ympäri, mikä saa aikaan sen, että akseli kiertää tai pyörii laakerike- 2 71981 hyksessä. Kun synkroninen kiertäminen herättää resonanssitaa-juuden laakeri järjestelmässä, järjestelmän värähtelyamplitudit voivat tulla liian suuriksi. Järjestelmän luonnollista reso-nanssitaajuutta kutsutaan yleensä sen kriittiseksi nopeudeksi. Koska pitkällä akselilla, joka on esimerkiksi tuettu kahdella aksiaalisesti erillään olevalla liukulaakerilla, voi olla useita sivuttaissuuntaisia värähtelymuotoja, voi järjestelmällä olla useita kriittisiä nopeuksia. Sen seurauksena voi olla vielä muita synkronisen kiertoresonanssin tapauksia toisella, kolmannella tai korkeammilla kriittisillä nopeuksilla, jotka riippuvat roottorin laakerijärjestelmän kiinteiden ja taipuneiden värähtelymuotojen taajuuksista.

Toista tällaista ilmiötä kutsutaan yleisesti puolitaajuudeksi, puolinopeudeksi tai itseherätetyksi kiertämiseksi. Kun akselin nopeus lähestyy nopeutta, joka on suunnilleen kaksi kertaa kriittinen nopeus, akseliin kohdistuu kerrannaisvärähtely tai -kiertäminen, joka yhdistyy sama-aikaiseen akselin kiertämiseen. Tämän värähtelyn amplitudi kasvaa nopeasti ja se on usein katastrofaalinen laakerille.

Muut ilmiöt, jotka voivat aiheuttaa akselin epävakautta, erityisesti ulkoneviksi tai pystyyn asennetuissa rotaatiokoneissa kuten pakokaasuahtimissa, jäähdytyshöyrystimissä, kompressoreissa, höyrystinohjatuissa kompressoreissa ja vastaavissa, ovat kaasudynamiikan aiheuttamia herätyksiä, jotka voivat alun perin johtua esimerkiksi painevaihteluista juoksupyörien ja tiivisteiden ympäristön ympärillä.

Vielä eräänä pyörivän akselin epävakauden lähteenä voivat olla voimat, jotka johtuvat materiaalin hystereesistä, pyörivien ja kiinteiden osien välisestä kitkasta sekä muista tällaisista vaikutusvoimista, jotka ovat rotaatiokoneissa yleisiä.

Sen takaamiseksi, että sellaisten ilmiöiden vaikutukset, jotka edellä on kuvattu, eivät johda laakerivaurioihin tai jopa konerikkoihin, täytyy laakeri järjestelmän pystyä tukemaan akselia samalla tehokkaasti vastustaen akselin pyrkimystä 3 71981 värähtelyyn tai sen liikkumista säteittäissuunnassa.

Eräs tapa, jolla laakeri järjestelmä voi vastustaa akselin värähtelyjä, on kaksoislaakerijärjestelmä, joka koostuu jousista ja viskoosisesta väliaineesta. Kun akseli liikkuu säteen suunnassa, se aiheuttaa liikkeen suuntaisen voiman laakeriin niiden yhteisen pituuden yli, mikä voima voi olla tai olla olematta yhtä suuri tämän yhteisen pituuden matkalla. Laakeri-järjestelmä vastustaa ja vaimentaa tätä voimaa aiheuttamalla voiman jousimekanismiin, joka on kosketuksessa siihen sekä kiinteään pintaan, sekä laakeri järjestelmän ja kiinteän pinnan välissä olevaan viskoosiseen väliaineeseen. Jousen ja viskoo-sisen väliaineen erilaisilla reagoinneilla aiheutettuun voimaan on taipumus vaimentaa värähtelyä. Tällaisessa järjestelmässä akselin tuennan hoitaa laakeri, joustavan tuennan muodostaa jousimekanismi ja vaimennus on hoidettu viskoosisella väliaineella.

Eräs tekniikan tasoon kuuluva laakeri järjestelmä on esitetty. US-patenttijulkaisussa 4097094 - Gardner. Tässä Gardnerin järjestelmässä on liukulaakeri tuettu joustavasti jäykkään kehykseen kaarevien jousielementtien avulla. Viskoosinen vaimennus on saatu aikaan nesteellä täytetyllä voiteluainepe-säkkeellä, joka sijaitsee laakerin ja kehyksen välissä. Tämän voiteluainepesäkkeen aksiaalinen pituus on pienempi kuin laakerin pinnan.

Gardnerin järjestelmässä on useita haittapuolia. Yksi haittapuoli on se, että koska viskoosisen vaimennuksen suuruus on suoraan verrannollinen nesteellä täytetyn voiteluainepesäkkeen aksiaaliseen pituuteen, ei viskoosisen vaimennuksen suuruus, joka voidaan saada aikaan, ole täysin riippumaton laakerin pinnasta. Tämä sen johdosta, koska Gardnerin järjestelmässä ei nesteellä täytetyn voiteluainepesäkkeen pituus voi olla suurempi kuin laakeripinnan ja siten suuremman kuin millään annetulla nesteellä täytetyllä voiteluainepesäkkeellä viskoosisen vaimennuksen saavuttamiseksi täytyisi laakeripinnan aksiaalista pituutta lisätä. Tämä ei kuitenkaan ole toivottavaa, koska 4 71981 suurempi laakeripinta saa aikaan mekaanista rasitusta rotaa-tiokoneille ja myös siksi, koska muuttuneesta laakeripinnan ja akselin pinnan välisestä suhteesta voi aiheutua dynaamisia herkkyysongelmia.

Toinen Gardnerin järjestelmän haittapuoli on saavutettavan vaimennuksen kokonaismäärän rajallisuus. Niin kuin tiedetään, voidaan vaimennuksen suuruutta kasvattaa pienentämällä nesteellä täytetyn voiteluainepesäkkeen leveyttä. Kuitenkaan ei voiteluainepesäkkeen leveyttä voida pienentää pienemmäksi kuin noin 0,025 mmriin (0,001 tuumaa) koneistustoleransseista johtuen. Lisäksi osien lämpövääristyminen, viskoosiseen nesteeseen joutunut lika ja laakerikehyksen kartiomaiset poikkeamat tekevät vaikeaksi jopa tämän kokoisen voiteluainepesäkkeen ylläpitämisen. Näin ollen on Gardnerin järjestelmällä saavutettavan vaimennuksen suuruus rajoitettu, ellei voiteluainepesäkkeen aksiaalista pituutta lisätä ja sen johdosta välttämättä myös laakeripinnan pituutta.

Kuten edellä on esitetty, tietyillä pyörintänopeuksilla akseli herättää resonanssitaajuuden laakeri järjestelmässä, mikä voi johtaa katastrofaalisiin seurauksiin. Eräs tapa näiden seurausten välttämiseksi on suunnitella laakeri järjestelmä siten, että sen resonanssitaajuudet eivät satu yhteen koneen haluttujen toiminnallisten pyörintänopeuksien kanssa. Kuitenkin laakeri järjestelmien suunnittelua rajoittaa se, että laakeri järjestelmän täytyy muodostaa tehokas akselin tuenta, jousto ja viskoosinen vaimennus.

Eräs tapa tällaisen rajoituksen voittamiseksi on muodostaa sellainen laakeri järjestelmä, jossa näitä kolmea toimintaa voidaan säätää toisistaan riippumatta. Sen johdosta muutos laakerijärjestelmän suunnittelussa, esimerkiksi resonanssitaa-juusongelman välttämiseksi, joka vaikuttaisi yhteen laakeri-järjestelmän toimintoon, ei vaikuttaisi kahteen muuhun toimintoon. Sellaisessa järjestelmässä laakeri järjestelmä voitaisiin suunnitella tai suunnittelua voitaisiin muuttaa siten, että saataisiin edullinen vaikutus yhteen toimintoon ilman, että 5 71981 siitä olisi seurauksena mahdollisesti väistämätön haitallinen vaikutus toiseen muista toiminnoista.

Sen johdosta on tämän keksinnön eräänä kohteena saada aikaan parannettu laakerijärjestelmä rotaatiokoneita varten.

Tämän keksinnön toisena kohteena on saada aikaan parannettu laakerijärjestelmä rotaatiokoneita varten, jossa akselin tuen-ta-, joustava tuenta- ja viskoosinen vaimennustoiminnot on muodostettu toisistaan riippumattomasti siten, että kutakin toimintoa voidaan säätää yksilöllisesti vaikuttamatta kumpaankaan kahdesta muusta toiminnosta.

Edellä mainitut sekä muut kohteet, jotka käyvät ilmeisiksi alan ammattimiehelle tämän selostuksen lukemisen jälkeen, saadaan aikaan laakerijärjestelmällä, joka tunnetaan siitä, että siinä on yhdistetty: A) ainakin yksi pari laakerielimiä, jolloin kussakin laakeri-elimessä on laakeripinta mainitun akselin kannattamiseksi pyörivästi, sekä holkkiosa laakerielinparin välissä, joka holkkiosa ei ole akselia tukeva; B) viskoosinen vaimennuselin, joka käsittää pääasiassa yhtenäisen rengasmaisen tilan tukikehyksen ja laakerikehyksen välissä pitkin ainakin osaa niiden aksiaalisesta pituudesta, joka aksiaalinen pituusosa on suurempi kuin laakeri-pintojen pituus, jolloin rengasmainen tila on täytetty viskoosisella materiaalilla läpi mainitun aksiaalisen pituusosan; ja C) useita erillään olevia elastisia tukia, jotka ovat kosketuksessa laakerikehykseen ja tukikehykseen.

Termiä "laakeripinta" käytetään esillä olevassa selityksessä sekä vaatimuksissa tarkoittamaan pintaa, jonka kautta pyörivä akseli ja tuki ovat suorassa kosketuksessa tai jonka kautta pyörivä akseli ja tuki voivat välittää voiman keskenään niiden 6 71 981 välissä olevan ohuen nestekalvon läpi.

Piirroksen lyhyt kuvaus

Kuva 1 on leikkauskuva, jossa osat on leikattu pystysuoraan, höyryturbiinikäyttöisestä kompressorista, jossa käytetään tämän keksinnön mukaisen laakeri järjestelmän erästä edullista suoritusmuotoa.

Tämän keksinnön mukainen laakerijärjestelmä kuvataan yksityiskohtaisesti viitaten kuvaan 1.

Kokoonpanossa 110 on kiinteä tukikehys 111, jossa on sen läpi menevä pitkittäissuuntainen aukko tai poraus. Akseli 113 on asetettu poraukseen ja linjattu olennaisesti samakeskisesti porauksen akselin kanssa, ja se on tuettu pyörivästi olennaisesti pyörimättömälle laakerikehykselle 116. Laakerikehyksen 116 pyöriminen voidaan estää esimerkiksi laakerikehyksen ja tukikehyksen välissä olevalla pyörimisen estävällä tapilla tai elimillä, joita käytetään mekaanisesti yhdistämään laakerike-hys tukikehykseen.

Laakerikehys 116 on sovitettu akselin 113 ja tukikehyksen 111 väliin ja se käsittää ainakin yhden parin aksiaalisesta toisistaan erillään olevia laakerielimiä tai laakerinaluksia 117, jotka on yhdistetty toisiinsa rengasmaisella holkkielimellä 118. Vaikkakin aksiaalisesti toisistaan erillään olevat laake-rielimet 117 sekä rengasmainen holkkielin 118 voivat olla yhtä kappaletta, yleensä laakerielimet ja holkki ovat erillisiä osia, jotka on kiinnitetty toisiinsa.

Laakerielimet 117 kannattavat akselia 113 ohuen voiteluaine-kalvon päällä, joka on tuotu kumpaankin laakerielimeen voiteluaineen syöttöjärjestelmän kautta, joka selitetään yksityiskohtaisesti jäljempänä. Kuvan 1 mukaisessa suoritusmuodossa laakerielimet käsittävät parin liukulaakereita 119a ja 119b ja myös parin päittäislaakereita 122a ja 122b.

7 71981

Laakerikehys on yleensä metallinen, koska se on sopiva käytettäväksi rotaatiokoneissa. Esimerkiksi jos rotaatiokone on jäähdytyshöyrystin, voi laakerikehys olla tehty useistakin materiaaleista mukaanlukien ruostumaton teräs, titaani, beryl-liumi ja kupari. Laakerikehys voi olla tehty useammastakin kuin yhdestä materiaalista. Esimerkiksi aksiaalisesti toisistaan erillään olevat laakerinaluset 117 voi olla tehty yhdestä materiaalista ja rengasmainen holkkielin 118 voi olla tehty toisesta materiaalista.

Tämä joustavuus materiaalin valinnassa yhdessä sen kanssa, että laakerikehyksen tilavuutta voidaan muuttaa suhteessa akselin tilavuuteen, mahdollistaa sen, että laakerikehyksen massan suhdetta akseliin voidaan vaihdella hyvin laajasti. Muuttamalla laakerikehyksen massan suhtetta akselin massaan voidaan muuttaa rotaatiokoneen resonanssitaajuuksia ja suunnitella kone siten, että resonanssitaajuudet eivät osu halutulle toiminta-alueelle. Yleensä on laakerikehyksen massan suhde akselin massaan noin 0,01-1,0. Akselin massaan kuuluu turpii- · nipyörien, kompressoripyörien sekä pyörivän akselin muiden tarvittavien osien massa.

Vaikka laakerikehys 116 on pyörimätön, voi se vapaasti värähdellä samassa tahdissa pyörivän akselin värähtelyn kanssa. Värähtelymahdollisuus on saatu aikaan yhdistämällä laakerikehys 116 joustavasti kiinteään tukeen 111 toisistaan erillään olevien elastisten tukien tai jousien 120 avulla. Nämä elastiset tuet on sijoitettu pääasiassa symmetrisesti laakerikehyksen molemmin puolin reagoinnin symmetrisyyden aikaansaamiseksi ja laakerikehyksen siirtämiseksi samakeskisyyteen tukikehykseen nähden.

Elastinen tuki voi olla minkä tyyppinen tahansa, kuten esimerkiksi värähteleviä jousia tai kierrejousia, ja se on riittävän jäykkä vastustamaan taivutusta, ellei siihen kohdistu huomattavan suuri kuormitus. Edullisesti elastiset tuet ovat metalli jousia. Elastiset metalli jouset voivat olla yhtenäisiä joko laakerikehyksen 116 tai tukikehyksen 111 kanssa. Elastiset 8 71 981 tuet 120 ovat kuitenkin yleensä rakenteellisesti erillään sekä laakerikehyksestä että tukikehyksestä.

Edullisesti elastiset tuet sijaitsevat välimatkan päässä vis-koosisen vaimennuselimen aksiaalisista päistä, vaikkakin ne voivat olla rajakkain viskoosisen vaimentimen aksiaalisten päiden kanssa. Lisäksi elastiset tuet voivat olla järjestetyt siten, että niihin kohdistuva voima ei ole samassa linjassa laakerielimiin vaikuttavan voiman kanssa, s.o. niiden ei tarvitse olla järjestetty samaan linjaan laakerielinten kanssa.

Elastiset tuet on valittu yhteensopiviksi viskoosisen vaimentimen rakenteen kanssa rotaatiolaitteen vakavuusmarginaalin maksimoimiseksi. Kuten tämän alan ammattimies hyvin tietää, elastisten tukien liian suuri jäykkyys heikentää viskoosisen vaimentimen tehokkuutta ja liian pehmeä elastinen tuki sallii laakerikehyksen liian suuren staattisen painuman tai siirtymän, mikä johtaa siihen että kokoonpano tulee kokonaan toimintakyvyttömäksi .

Elastisen tuen 120 sallimat laakerikehyksen 116 värähtelyt tukikehyksessä 111 vaimennetaan viskoosisella vaimennuselimel-lä 121, joka käsittää kapean pääasiassa yhtenäisen rengasmaisen tilan tai pienen radiaalisen raon kiinteän tukikehyksen 111 sisäpinnan ja laakerikehyksen 116 ulkopinnan välissä ainakin osalla niiden yhteistä aksiaalista pituutta.

Radiaalinen rako on pääasiassa yhtenäinen pitkin aksiaalista pituutta. Kuvan 1 mukaisessa suoritusmuodossa radiaalinen rako voi olla noin 0,05-1,40 mm (0,002-0,055 tuumaa) ja edullisesti se on noin 0,076-0,38 mm (0,003-0,015 tuumaa).

Vaimennuselin tai rengasmainen tila 121 on täytetty materiaalilla, jonka viskositeetti ja kemialliset ominaisuudet ovat sopivat tiettyyn suoritusmuotoon. Yleensä käytetty materiaali on juoksevaa väliainetta ja edullisesti se on samaa väliainetta, jota käytetään laakereissa. Viskoosisia materiaaleja, joita voidaan käyttää tämän keksinnön yhteydessä, on useita ja 71981 niihin kuuluu luonnollisia ja synteettisiä öljyjä, mukaanlukien silikonit, diesterit, polymeeriöljyt, fosfaattiesterit, kuten myös glykolit ja vesi.

Kun vaimennuselimessä 121 käytetään viskoosisena materiaalina juoksevaa väliainetta, käytetään asianmukaista syöttöverkos-toa. Kuvassa 1 esitetty syöttöverkosto kuvaillaan yksityiskohtaisesti jäljempänä.

Vaimennuselimellä 121 aikaansaadun vaimennuksen suuruus muuttuu vaimennuselimen aksiaalisen pituuden mukaan. Koska laake-reiden aksiaalinen pituus ei rajoita vaimennuselimen aksiaalista pituutta, voidaan nyt saavuttaa suurempi vaimennus kuin on tähän asti ollut mahdollista saavuttaa minkään kokoisella laakerilla. Tämä mahdollisuus on erityisen käyttökelpoinen korkeammilla pyörintätaajuuksilla. Lisäksi voidaan aikaansaadun vaimennuksen suuruutta muuttaa laajoissa rajoissa muuttamatta koko kokoonpanon jäykkyysominaisuuksia, koska vaimennusta voidaan lisätä suurentamalla vaimennuselimen aksiaalista· pituutta vaikuttamatta kummankaan akselituen; s. o. laakerien tai elastisten tukien rakenteeseen tai suorituskykyyn.

Edelleen tämän keksinnön mukainen laakeri järjestelmä mahdollistaa paljon suuremman joustavuuden vaimennuksen syötössä kuin on tähän asti ollut mahdollista. Kuten alaan perehtyneet hyvin tietävät, vaimennusvoima on verrannollinen tekijään D (L/C)3 jossa D on nesteraon halkaisija, L on nesteraon pituus ja C on nesteraon säteen suuntainen syvyys tai leveys. Kuten edellä selostettiin, vaimennusta voidaan suurentaa suurentamalla tekijää L. Vaimennusta voidaan lisätä myös pienentämällä tekijää C. Ei kuitenkaan ole toivottavaa pienentää tekijää C pienemmäksi kuin noin 0,025 mm (0,001 tuumaa) koneistustolerans-sien vuoksi. Lisäksi voi osien lämpövääntyminen pienentää tällaisen pienen välyksen nollaksi, ja viskoosiseen väliaineeseen joutunut lika sekä roottorin kartiomaiset poikkeamat 10 71 981 voivat estää tai rajoittaa laakerikehyksen tarvittavaa suhteellista liikettä. Tämän keksinnön mukainen laakeri järjestelmä mahdollistaa sen, että tämä rajoitus voidaan voittaa haluttujen lisäysten saavuttamisessa vaimennuksessa kasvattamalla tekijää L, millä saadaan aikaan paremmat mahdollisuudet ottaa onnistuneesti huomioon mukaan joutunut lika, koneistustole-ranssit, kartiomaiset poikkeamat ja lämpövääristyminen, kuten edellä selostettiin.

Viskoosisen vaimennuselimen edullinen suoritusmuoto saadaan aikaan, kun vaimennuselin 121 on sijoitettu holkkielimen 118 ja tukikehyksen 111 väliin. Täten viskoosinen vaimennuselin ei ole suuntautunut samaan linjaan laakerivoimien kanssa, jotka välittyvät laakeripinnan kautta.

Näin ollen esillä olevaa keksintöä käyttämällä voidaan saada aikaan tarvittava vaimennuksen suuruus ilman, että sitä rajoittaa käytetyn laakerielimen pituudella saavutettava vaimennuksen määrä.

Viitaten nyt kuvaan 1 turpiinipyörä tai juoksupyörä 140 ja kompressoripyörä tai juoksupyörä 141 on asennettu akselin 113 vastakkaisille puolille kiinteän tukikehyksen 111 sisällä. Korkeapaineinen paisutettava väliaine tuodaan säteen suuntaisesti turpiinipyörään 140 turpiinin sisääntuloaukon 142 ja turpiinikierukan 143 kautta suuttimista, joita ei ole esitetty. Tämä väliaine kulkee turpiinipyörän kanavien 144 kautta, jotka on muodostettu siivillä 145, jotka ulottuvat pyörän 140 ja rengasmaisen kuoren 146 välissä, ja se poistuu turpiinista aksiaalisuunnassa turpiinin poistodiffuusoriin 147. Kun tämä paineistettu väliaine paisuu turpiinipyörässä 140, se pyörittää akselia 113, joka vuorostaan pyörittää jonkintyyppistä tehoa kuluttavaa laitetta, tässä tapauksessa kompressoripyörää 141.

Turpiinipyörässä 140 paisuvan väliaineen vaikutuksesta pyörivä kompressoripyörä 141 imee väliainetta kompressorin imu- tai sisääntuloaukon 148 kautta. Tämä väliaine tulee paineen alai- 11 71981 seksi virtaamalla kompressorikanavien 149 kautta, jotka on muodostettu siipien 150 avulla, jotka ulottuvat pyörän 141 ja rengasmaisen kuoren 151 välissä, ja se poistetaan kompressorin kierukan 152 ja poistodiffuusorin 153 kautta.

Akseli 113 on asennettu pyörivästi liukulaakereille 119a ja 119b ja se on aksiaalisesti sovitettu laakerikehykseen 116 päittäislaakerien 122a ja 122b avulla. Laakerikehys 116 on vuorostaan sovitettu kiinteässä tukikehyksessä 111 olevaan poraukseen. Tukikehys koostuu pääasiassa useista erillisistä osista, jotka on kiinnitetty tai liitetty yhteen asianmukaisilla kiinnikkeillä tai sovituksilla. Kumpikin liuku- ja päit-täislaakeripari 119a ja 122a, sekä 119b ja 122b on muodostettu rengasmaisella laakerielimellä tai laakerilohkolla 117. Laake-rilohkojen laakeripinnat voidellaan voiteluverkoston kautta, jossa on sisääntuloaukko 123 sekä voitelukanavat 124 ja 125. Voiteluaine, joka imetään säiliöstä, tuodaan sisääntuloaukkoon 123, se kulkee läpi kanavien 124 ja 125, ja se pakotetaan liukulaakereille 119a ja 119b ja päittäislaakereille 122a ja · 122b sopivan kokoisten syöttöaukkojen kautta. Voiteluaine virtaa akselin ja säteen suuntaisesti eri liuku- ja painelaakereissa voidellen laakereita ja tukien akselia sekä radiaali-sia että aksiaalisia kuormia vastaan.

Kuvan 1 suoritusmuodossa esitetään pari päittäislaakereita liukulaakeriparin lisäksi, joka tukee akselia 113. Kuten alalla hyvin tiedetään, ei päittäislaakereita tarvitse käyttää, jolleivät työntövoimat muodosta ongelmaa. Jos huomattavan suuria työntövoimia esiintyy, voidaan tarvita vain yhtä päit-täislaakeria, jos työntövoimat voidaan järjestää vaikuttamaan vain yhdessä suunnassa.

Liukulaakereilta 119a ja 119b poistunut voiteluaine virtaa rengasmaisiin syvennyksiin 126 ja vastaavasti 127. Voiteluaine virtaa sitten voiteluaineen pääkeräyskammioon 130 tyhjennys-johtoja 128 ja 129 pitkin, jossa kammiossa se sekoittuu voiteluaineeseen, joka on poistettu päittäislaakereilta 122a ja 122b. Jos viskoosisessa vaimennuselimessä käytetty väliaine on 12 71 981 samaa, jota käytetään laakereiden voitelemiseen, voidaan käyttää pientä aukkoa 137, joka sallii viskoosisen väliaineen kulkea viskoosiselta vaimennuselimeltä 121 voiteluaineen kerä-yskammioon 130. Voiteluaine poistetaan kammiosta 130 voiteluaineen tyhjennysputkea 131 pitkin.

Voiteluaineen vuotamisen estämiseksi aksiaalisesti pitkin akselia 113 kohti paisunta/kompressoripyöriä 140 ja 141 on labyrinttityyppiset tiivisteet 132 ja 133 sijoitettu laakerien ja pyörien väliin. Nämä tiivisteet on muodostettu koneistamalla lähekkäin olevia veitsimäisiä harjanteita akseliin 113, jotka siten saavat aikaan pakko-ohjatun virtausreitin pitkin akselia ja laakerikehyksen sisäpintaa. Tiivistyskaasua suihkutetaan labyrinttitiivisteisiin kohdasta, joka on niiden päiden keskivälillä pitkin kanavia 134 ja 135. Tämä kaasu suihkutetaan riittävän suurella paineella siten, että se vuotaa akselin suunnassa kohti akselitiivisteen kumpaakin päätä. Tällä tavoin kaasu tehokkaasti tiivistää kokoonpanon työkammiot vuodoilta ja myös estää työväliaineiden ja voiteluaineen kaiken sekoittumisen.

Koska tiivisteet ovat yhtenäiset laakerikehyksen kanssa ja koska elastiset tuet on sijoitettu pääasiassa symmetrisesti laakerikehyksen suhteen siten, että ne näin pitävät laakerikehyksen pääasiassa samakeskisenä tukikehykseen nähden, korostuu samakeskisyys laakereissa, tämä on edullista koska, kuten alan ammattimiehet hyvin tietävät, epäkeskinen tiiviste voi kuluttaa kolme kertaa niin paljon tiivistyskaasua kuin samakeskinen tiiviste.

Laakerikehys 116 käsittää aksiaalisesti toisistaan erillään olevat laakerilohkot 117, jotka on yhdistetty rengasmaisella holkkielimellä tai hylsyholkilla 118. Laakerilohkot 117 on kiinnitetty elimeen 118 ruuveilla 136, jotka on sijoitettu kehän suunnassa erilleen lohkojen 117 ympärille. Laakerikehys 116 on yhdistetty joustavasti kiinteään tukeen 111 kahdella erillisellä metallisella elastisella tuella tai jousella 120. Jouset mahdollistavat laakerikehyksen värähtelyn samassa tah- 13 71 981 dissa pyörivän akselin värähtelyn kanssa.

Laakerikehyksen 116 värähtelyt, jotka aiheutuvat useista eri herätyslähteistä, vaimennetaan viskoosisella vaimentimella 121, joka käsittää pienen radiaalisen raon tukikehyksen 111 sisäpinnan ja kehämäisen holkkielimen tai hylsyholkin 118 ulkopinnan välissä. Tässä kuvan 1 suoritusmuodossa viskoosinen vaimennin 121 on täytetty samalla väliaineella, jota käytetään liukulaakerien ja päittäislaakerien voitelemiseen. Tämä väliaine ruiskutetaan vaimentimeen 121 voiteluverkoston voiteluai-nehaaroista 124 ja 125 sopivien syöttöjohtojen kautta. Viskoosinen vaimennin voi kuitenkin olla täytetty millä tahansa sopivalla materiaalilla, eikä sen tarvitse olla samaa, jota käytetään laakerien voiteluun.

Tarvittaessa on rengasmaiset tiivistyselimet, esim. nitriili-kumiset O-renkaat, männänrenkaat, jne., sijoitettu tukikehyksen 111 ja laakerikehyksen 116 väliin eristämään eri väliaine-kanavia.

Vaikka kuvassa 1 esitetyssä suoritusmuodossa käytetään laake-rieliminä liukulaakereita pyörivän akselin kantamiseen, ei tätä keksintöä ole rajoitettu liukulaakereihin tai nestekalvo-laakereihin. Pyörivän akselin tukemiseen voidaan käyttää muunkin tyyppisiä laakereita, kuten kuulalaakereita, rullalaake-reita ja magneettilaakereita. Koska tällä keksinnöllä saadaan aikaan elin vaimennuksen suuruuden lisäämiseksi tarvitsematta suurentaa laakerin kokoa, tämä keksintö voi olla erityisen käyttökelpoinen vähentämään laakerikuormia ja lisäämään laakerin ikää ei-nestekalvolaakereissa, kuten kuulalaakereissa. Näin sen johdosta, koska ei-nestekalvolaakereilla on hyvin pieni ominainen vaimennuskyky ulkopuolelta aiheutuvien värähtelyjen vaimentamiseen.

Tämän keksinnön mukaisen laakerikokoonpanon toinenkin etu on esitetty kuvassa 1. Kuten tämän alan ammattimies hyvin tietää, pyörivissä, juoksevaa väliainetta käyttävissä laitteissa, kuten turpiineissa, kompressoreissa ja vastaavissa, täytyy 14 71 981 akselilla olevia kaasu- ja nestetiivisteitä varten olla hyvin pienet välykset kaasun ja voiteluaineen kulutuksen minimoimiseksi sekä koneiston hyötysuhteen maksimoimiseksi. Koska laa-kerikehys 116 ei ole täysin kiinteä, vaan se voi värähdellä akselin mukana, voivat niiden väliset labyrinttitiivisteet säilyttää suunnitellut välyksensä ja samakeskisyytensä helpommin kuin muutoin. Sen seurauksena hyödyttää vähentynyt akselin ja laakerikehyksen välinen etäisyys myös akselin laakereita, koska siten voidaan tiivistevälykset määritellä jo alun perin pienemmiksi.

Tämän keksinnön mukaisen laakerikokoonpanon käyttämisellä saadaan laakerikokoonpano, jossa akselin tuenta, jousto ja viskoosinen vaimennus voidaan saada aikaan olennaisesti toisistaan riippumatta, ja jossa mikä tahansa niistä voidaan säätää optimitasolleen vaikuttamatta kumpaankaan kahdesta muusta. Tämä on erityisen hyödyllistä suurinopeuksisissa ro-taatiokoneissa, joissa vaaditaan erittäin laajaa viskoosista vaimennusta.

Vaikka tämän keksinnön mukainen laakerikokoonpano on esitetty yksityiskohdittain viittauksin yhteen edulliseen suoritusmuotoon, on ymmärrettävä, että tästä keksinnöstä on olemassa monia muitakin suoritusmuotoja patenttivaatimusten puitteissa ja hengessä.

Claims (11)

1. 71 981
2. 1. Laakeri järjestelmä, joka käsittää kiinteän tukikehyksen (111), jossa on sen läpi menevä pitkittäinen aukko pyörivän akselin (113) siihen asettamista varten olennaisesti saman-keskisesti sen kanssa samaan linjaan, sekä olennaisesti pyörimättömän laakerikehyksen (116), joka on asetettu akselin (113) ja tukikehyksen (111) väliin tunnettu siitä, että siinä on yhdistetty ainakin yksi pari laakerielimiä (117), jolloin kussakin laakerielimessä (117) on laakeripinta akselin (113) kannattamiseksi pyörivästi, sekä holkkiosa (118) laa-kerielinparin (117) välissä, joka holkkiosa (118) ei ole akselia (113) tukeva; viskoosinen vaimennuselin, joka käsittää pääasiassa yhtenäisen rengasmaisen tilan (121) tukikehyksen (111) ja laakerikehyksen (116) välissä pitkin ainakin osaa niiden aksiaalisesta pituudesta, joka aksiaalinen pituusosa on suurempi kuin laakeripintojen pituus, jolloin rengasmainen tila (121) on täytetty viskoosisella materiaalilla läpi mainitun aksiaalisen pituusosan; ja useita erillään olevia elasti- · siä tukia (120), jotka ovat kosketuksessa laakerikehykseen (116) ja tukikehykseen (111).
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakeri järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut laakerielimet (117) ovat liuku-laakereita (119a, 119b, 122a, 122b).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakerijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu viskoosinen materiaali on viskoosista nestettä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakeri järjestelmä, tunnettu siitä, että viskoosinen vaimennuselin käsittää pääasiassa yhtenäisen rengasmaisen tilan (121) holkkiosan (118) ja tukikehyksen (111) välissä.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakeri järjestelmä, tunnettu siitä, että elastiset tuet (120) ovat metalli jousia. 16 71 981
7. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakerijärjestelmä, tunnettu siitä, että elastiset tuet (120) on sijoitettu pääasiassa symmetrisesti laakerikehyksen (116) suhteen.
8. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakerijärjestelmä, tunnettu siitä, että elastiset tuet (120) on sijoitettu erilleen viskoosisen vaimennuselimen (121) aksiaalisista päistä.
9. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakerijärjestelmä, tunnettu siitä, että elastiset tuet (120) on sijoitettu siten, että elastisiin tukiin (120) vaikuttava voima ei ole samassa linjassa laakerielimiin (117) vaikuttavan voiman kanssa.
10. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laakerijärjestelmä, tunnettu siitä, että laakerikehyksen (116) ja akselin (113) toisiaan päin olevat pinnat muodostavat akselitiivisteen (132, 133) ainakin pitkin osaa niiden aksiaalista pituutta.
11. 1. Lagersystem omfattande en fast stödstomme (111) med en genomgäende llngsträckt öppning i vilken avses att med den-samma väsentligen koncentriskt i samma linje placera en rote-rande axel (113), samt en väsentligen icke roterbar lager-stomme (116) anordnad mellan axeln (113) och stödstommen (111), kännetecknat därav, att däri är förenade ätminstone ett par lagerorgan (117), varvid i varje lagerorgan (117) är en lageryta för att roterbart uppbära axeln (113), samt ett hylsparti (118) mellan lagerorganparet (117), vilket hylsparti icke stöder axeln (113); ett visköst dämpningsorgan omfattande ett huvudsakligen enhetligt ringformat utrymme (121) mellan stödstommen (111) och lagerstommen (116) längs ätminstone ett parti av deras axiella utsträckning, vilket axiala längdparti är större än lagerytornas längd, varvid det ringformade utrymmet (121) är fyllt med ett visköst material