RU131828U1

RU131828U1 - RADIAL BEARING ASSEMBLY

Info

Publication number: RU131828U1
Application number: RU2013110905/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Дидов; Виктор Дмитриевич Сергеев
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-08-27

Abstract

Полезная модель относится к области турбостроения и может быть использована при проектировании, например, газотурбинных установок, работающих как по замкнутому, так и по открытому циклам, при высоких давлениях наддува в подшипниках и градиентах температур. Радиальный подшипниковый узел включает полый корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов, и цапфу, размещенную с возможностью вращения в полости втулки. Сегменты втулки выполнены из немагнитного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины и отделены друг от друга клиньями, выполненными в виде Т-образных планок с возможностью скрепления с корпусом. Контактирующие боковые кромки клиньев и сегментов втулки выполнены с возможностью зацепления последних первыми. На поверхности желоба каждого сегмента втулки, обращенной к цапфе, выполненной из немагнитного материала, зафиксированы полюса, выполненные в виде планок из материала с высокой магнитной проницаемостью, между которыми размещены магнитные планки, контактирующие с полюсами, выполненные из постоянных магнитов с тангенциальным намагничиванием. Магнитным планкам придана трапециевидная форма поперечного сечения, широкое основание которых обращено к поверхности желоба сегмента, а с узким основанием каждой магнитной планки контактирует немагнитный клин, выполненный в виде полосы из немагнитного материала, жестко скрепленный с контактирующими с ним сторонами полюсов. Внешняя поверхность, образованная немагнитными клиньями и полюсами, обращенная к цапфе, выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора с поверхностью цапфы. На поверхности полости корпуса размещена упругая прокладка. В объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха, выполненными с возможностью подачи сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки и полюса. Упругая прокладка выполнена в виде сегментов цилиндрической втулки содержащей пластину с продольными гофрами, заполненными привулканизированным слоем резины или полиуретана. Кроме того магнитные планки выполнены из сплава неодим-железо-бор.The utility model relates to the field of turbine engineering and can be used in the design, for example, of gas turbine units operating both in closed and open cycles, at high boost pressures in bearings and temperature gradients. The radial bearing assembly includes a hollow housing, in the cavity of which a sleeve made of segments is placed, and a trunnion rotatably placed in the sleeve cavity. The segments of the sleeve are made of non-magnetic material in the form of trough-like elongated elements of the same angular length and are separated from each other by wedges made in the form of T-shaped strips with the possibility of fastening to the body. The contacting lateral edges of the wedges and segments of the sleeve are configured to engage the latter first. On the surface of the groove of each segment of the sleeve facing the trunnion made of non-magnetic material, poles are fixed made in the form of strips of material with high magnetic permeability, between which are placed magnetic strips in contact with the poles made of permanent magnets with tangential magnetization. The magnetic strips are given a trapezoidal cross-sectional shape, the wide base of which is facing the surface of the groove of the segment, and a non-magnetic wedge made in the form of a strip of non-magnetic material, rigidly bonded to the sides of the poles in contact with it, is in contact with the narrow base of each magnetic strip. The outer surface formed by non-magnetic wedges and poles facing the pin is cylindrical with the formation of a working gap with the surface of the pin. An elastic gasket is placed on the surface of the body cavity. In the volume of the segments of the sleeve, a system of communicating channels is made, in communication with nozzles for introducing compressed air, configured to supply compressed air from an external source, while the outlet openings of the system of communicating channels are communicated with a working gap through radial feed holes passing through the segments of the sleeve and the pole. The elastic gasket is made in the form of segments of a cylindrical sleeve containing a plate with longitudinal corrugations filled with a vulcanized layer of rubber or polyurethane. In addition, the magnetic strips are made of a neodymium-iron-boron alloy.

При этом магнитные планки и полюса скреплены клеем с сегментами втулки. Кроме того, цапфа выполнена полой и снабжена внутренним силовым каркасом. Кроме того, поверхность цапфы, обращенная к цилиндрической поверхности втулки, покрыта слоем высоко электропроводного материала, например, меди и выполнена с высокой чистотой поверхности. Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск турбомашины, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю» и снижение деформации зазора в газостатическом подшипнике при высоких давлениях наддува. 3 ил. In this case, the magnetic strips and poles are fastened with glue to the segments of the sleeve. In addition, the trunnion is hollow and equipped with an internal power frame. In addition, the trunnion surface facing the cylindrical surface of the sleeve is coated with a layer of highly electrically conductive material, such as copper, and is made with high surface purity. EFFECT: provision of high bearing capacity of a radial bearing assembly in operating mode while reducing friction losses in them, reliable start of a turbomachine, as well as increased rotor resistance to a “half-speed vortex” and reduced clearance deformation in a gas-static bearing at high pressurization pressures. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области турбостроения и может быть использована при проектировании, например, газотурбинных установок, работающих как по замкнутому, так и по открытому циклам, при высоких давлениях наддува в подшипниках и градиентах температур.The utility model relates to the field of turbine engineering and can be used in the design, for example, of gas turbine units operating both in closed and open cycles, at high boost pressures in bearings and temperature gradients.

Известен радиальный подшипниковый узел, содержащий корпус, самоустанавливающиеся сегментные вкладыши, установленные с радиальным зазором относительно вала (SU 1493811 А1, опубл. 15.07.1989, F16С 39/06, 27/02).Known radial bearing assembly comprising a housing, self-aligning segmented liners installed with a radial clearance relative to the shaft (SU 1493811 A1, publ. 15.07.1989, F16C 39/06, 27/02).

В данном подшипнике сегментные вкладыши связаны с корпусом с помощью сферических шарниров, выполненных в виде двух сопряженных звеньев, одно из которых выполнено из магнитотвердого материала, другое - из ферромагнитного электропроводного материала. Демпфирование угловых колебаний сегментных вкладышей в данном подшипнике происходит за счет трения в шарнире, а радиальных высокочастотных колебаний - за счет перемагничивания звена из ферромагнитного материала магнитным полем звена из магнитотвердого сплава, а также за счет вихревых токов, наводимых в ферромагнитном электропроводном материале.In this bearing, segmented liners are connected to the housing using spherical joints made in the form of two conjugated links, one of which is made of hard magnetic material, and the other is made of ferromagnetic electrically conductive material. Damping of the angular vibrations of the segmented liners in this bearing occurs due to friction in the joint, and radial high-frequency vibrations due to the magnetization reversal of the link from the ferromagnetic material by the magnetic field of the link from the hard magnetic alloy, and also due to the eddy currents induced in the ferromagnetic electrically conductive material.

Недостатком данного технического решения является уменьшение надежности и ресурса работы подшипника за счет наличия трения в сферических шарнирах. При длительной эксплуатации такого подшипника за счет коррозии и засорения продуктами износа происходит «залипание» сферических шарниров, что приводит к поломке подшипника. Другим недостатком является усложнение конструкции подшипника из-за наличия в нем дополнительных деталей, образующих сферические шарниры.The disadvantage of this technical solution is to reduce the reliability and service life of the bearing due to the presence of friction in spherical joints. During long-term operation of such a bearing due to corrosion and clogging with wear products, “sticking” of spherical joints occurs, which leads to bearing failure. Another disadvantage is the complexity of the bearing design due to the presence in it of additional parts forming spherical joints.

Известен также радиальный подшипниковый узел, включающий полый корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов и цапфу, размещенную с возможностью вращения в полости втулки, при этом корпус снабжен патрубками для ввода сжатого воздуха с возможностью его подвода в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью цапфы (см. RU №2330197, МПК F16C 17/04, 2008 г.).Also known is a radial bearing assembly including a hollow housing, in the cavity of which a sleeve is made, made of segments and a trunnion, rotatably placed in the cavity of the sleeve, the housing being equipped with nozzles for introducing compressed air with the possibility of supplying it to the working gap between the surface of the sleeve cavity and the surface of the journal (see RU No. 2330197, IPC F16C 17/04, 2008).

При использовании подшипникового узла в мощных турбомашинах необходимо увеличивать диаметр цапф радиального подшипникового узла для получения необходимой несущей способности, что приводит к высоким окружным скоростям цапф, что в свою очередь, приводит к значительным потерям на трение в нем ввиду малости радиального зазора в газостатическом подшипниковом узле (мощность трения в подшипниковом узле пропорциональна третьей степени радиуса цапфы и обратно пропорциональна радиальному зазору).When using the bearing assembly in powerful turbomachines, it is necessary to increase the diameter of the trunnions of the radial bearing assembly to obtain the necessary bearing capacity, which leads to high circumferential speeds of the trunnions, which in turn leads to significant friction losses in it due to the small radial clearance in the gas-static bearing assembly ( the friction power in the bearing assembly is proportional to the third degree of the radius of the journal and inversely proportional to the radial clearance).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение высокой несущей способности радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в нем потерь на трение.The task to which the proposed technical solution is directed is to ensure high bearing capacity of the radial bearing assembly in operating mode while reducing friction losses in it.

Технический результат предлагаемого технического решения выражается в обеспечении высокой несущей способности радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежном запуске турбомашины, а также повышении устойчивости ротора к «полускоростному вихрю» и снижении деформации зазора в газостатическом подшипнике при высоких давлениях наддува.The technical result of the proposed technical solution is expressed in providing a high bearing capacity of the radial bearing assembly in operating mode while reducing friction losses in them, reliable start of the turbomachine, as well as increasing the rotor resistance to a “half-speed vortex” and reducing the clearance deformation in a gas-static bearing at high pressurization pressures .

Поставленная задача решается тем, что радиальный подшипниковый узел, включающий полый корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов, и цапфу, размещенную с возможностью вращения в полости втулки, при этом корпус снабжен патрубками для ввода сжатого воздуха с возможностью его подвода в рабочий зазор между поверхностью полости втулки и поверхностью цапфы, отличается тем, что использован внешний источник сжатого воздуха, при этом сегменты втулки выполнены из немагнитного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины и отделены друг от друга клиньями, выполненными в виде Т-образных планок с возможностью скрепления с корпусом, при этом контактирующие боковые кромки клиньев и сегментов втулки выполнены с возможностью зацепления последних первыми, кроме того, на поверхности желоба каждого сегмента втулки, обращенной к цапфе, выполненной из немагнитного материала, зафиксированы полюса, выполненные в виде планок из материала с высокой магнитной проницаемостью, между которыми размещены магнитные планки, контактирующие с полюсами, выполненные из постоянных магнитов с тангенциальным намагничиванием, при этом магнитным планкам придана трапециевидная форма поперечного сечения, широкое основание которых обращено к поверхности желоба сегмента, кроме того, с узким основанием каждой магнитной планки контактирует немагнитный клин, выполненный в виде полосы из немагнитного материала, жестко скрепленный с контактирующими с ним сторонами полюсов, при этом внешняя поверхность, образованная клиньями и полюсами, обращенная к цапфе, выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора с поверхностью цапфы, кроме того, на поверхности полости корпуса размещена упругая прокладка, кроме того, в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха, выполненными с возможностью подачи сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки и полюса. При этом упругая прокладка выполнена в виде сегментов цилиндрической втулки содержащей пластину с продольными гофрами, заполненными привулканизированным слоем резины или полиуретана. Кроме того, магнитные планки выполнены из сплава неодим-железо-бор. При этом магнитные планки и полюса скреплены клеем с сегментами втулки. Кроме того, цапфа выполнена полой и снабжена внутренним силовым каркасом. Кроме того, поверхность цапфы, обращенная к цилиндрической поверхности втулки, покрыта слоем высокоэлектропроводного материала, например, меди и выполнена с высокой чистотой поверхности.The problem is solved in that the radial bearing assembly, including a hollow housing, in the cavity of which is placed a sleeve made of segments, and a trunnion placed for rotation in the cavity of the sleeve, while the housing is equipped with nozzles for introducing compressed air with the possibility of its supply into the working the gap between the surface of the sleeve cavity and the surface of the journal, characterized in that an external source of compressed air is used, while the segments of the sleeve are made of non-magnetic material in the form of elongated grooves elements of the same angular length and are separated from each other by wedges made in the form of T-shaped strips with the possibility of fastening to the body, while the contacting side edges of the wedges and segments of the sleeve are made to engage the latter first, in addition, on the surface of the groove of each segment of the sleeve, facing a trunnion made of non-magnetic material, fixed poles made in the form of strips of material with high magnetic permeability, between which are placed magnetic strips in contact with poles made of permanent magnets with tangential magnetization, while the magnetic strips are given a trapezoidal cross-sectional shape, the wide base of which is facing the surface of the trough of the segment, in addition, a non-magnetic wedge made in the form of a strip of non-magnetic material is in contact with the narrow base of each magnetic strip rigidly bonded to the sides of the poles in contact with it, while the outer surface formed by wedges and poles facing the pin is cylindrical with By specifying the working gap with the trunnion surface, in addition, an elastic gasket is placed on the surface of the body cavity, in addition, a system of communicating channels is made in the volume of the sleeve segments, communicating with nozzles for introducing compressed air, configured to supply compressed air from an external source, the outlet openings of the system of communicating channels are communicated with a working gap through the radial feed openings passing through the segments of the sleeve and the pole. The elastic gasket is made in the form of segments of a cylindrical sleeve containing a plate with longitudinal corrugations filled with a vulcanized layer of rubber or polyurethane. In addition, the magnetic strips are made of a neodymium-iron-boron alloy. In this case, the magnetic strips and poles are fastened with glue to the segments of the sleeve. In addition, the trunnion is hollow and equipped with an internal power frame. In addition, the trunnion surface facing the cylindrical surface of the sleeve is coated with a layer of highly conductive material, for example, copper, and is made with high surface purity.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution and the essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty."

При этом совокупность существенных признаков отличительной части формулы полезной модели позволяют обеспечть высокую несущую способность радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск турбомашины, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю» и снижение деформации зазора в газостатическом подшипнике при высоких давлениях наддува.At the same time, the set of essential features of the distinguishing part of the utility model formula allows to ensure high bearing capacity of the radial bearing assembly in the operating mode while reducing friction losses in them, reliable start of the turbomachine, as well as increasing the rotor resistance to the “half-speed vortex” and reducing the clearance deformation in the gas-static bearing at high boost pressures.

На фиг.1 показан продольный разрез радиального подшипникового узла, а на фиг.2, фиг.3 - поперечные разрезы по его средней плоскости и по радиальным питающим отверстиям, соответственно.Figure 1 shows a longitudinal section of a radial bearing assembly, and figure 2, figure 3 is a transverse section along its middle plane and along the radial feed holes, respectively.

На чертежах показаны корпус 1, втулка 2, цапфа 3, клинья 4, полюса 5, магнитные планки 6, немагнитные клинья 7, рабочий зазор 8, упругая прокладка 9, продольные гофры 10, осевые 11 и тангенциальные 12 каналы, патрубки 13, радиальные отверстия 14, заглушка 15, крышка 16, штуцеры 17 и уплотнительные кольца 18, 19.The drawings show the housing 1, sleeve 2, pin 3, wedges 4, poles 5, magnetic strips 6, non-magnetic wedges 7, working clearance 8, elastic gasket 9, longitudinal corrugations 10, axial 11 and tangential 12 channels, nozzles 13, radial holes 14, plug 15, cover 16, fittings 17 and o-rings 18, 19.

Радиальный подшипниковый узел включает полый корпус 1, в полости которого размещена втулка 2, выполненная из сегментов, и цапфу 3, размещенную с возможностью вращения в полости втулки 2. Сегменты втулки 2 выполнены из немагнитного материала, например, нержавеющей немагнитной стали или титана в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины и отделены друг от друга клиньями 4, выполненными в виде Т-образных планок, скрепленных с корпусом 1.Контактирующие боковые кромки клиньев 4 и сегментов втулки 2 выполнены с возможностью зацепления последних первыми. На поверхности каждого сегмента втулки 2, обращенной к цапфе 3, выполненной из немагнитного материала, равномерно по окружности расположены полюса 5, выполненные в виде планок из материала с высокой магнитной проницаемостью (например, из сплава 48КНФ), между которыми размещены магнитные планки 6, контактирующие с полюсами 5. Магнитные планки 6 выполнены, например, из материала неодим-желез-бор и по всей осевой длине намагничены в тангенциальном направлении (вдоль окружности). Магнитные планки 6 имеют трапециевидную форму поперечного сечения, их широкое основание обращено к поверхности желоба сегмента втулки 2, а с узким основанием каждой магнитной планки 6 контактирует немагнитный клин 7, выполненный в виде полосы из немагнитного материала, жестко и заподлицо скрепленный с двумя соседними полюсами 5. При этом поверхность, образованная немагнитными клиньями 7 и полюсами 5, обращенная к цапфе 3, выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора 8 с поверхностью цапфы 3.The radial bearing assembly includes a hollow housing 1, in the cavity of which a sleeve 2 made of segments is placed, and a trunnion 3, arranged for rotation in the cavity of the sleeve 2. The segments of the sleeve 2 are made of non-magnetic material, for example, stainless non-magnetic steel or titanium in the form of gutters elongated elements of the same angular length and are separated from each other by wedges 4 made in the form of T-shaped strips fastened to the housing 1. The contacting side edges of the wedges 4 and segments of the sleeve 2 are made with the possibility gearing the latter first. On the surface of each segment of the sleeve 2, facing the trunnion 3, made of non-magnetic material, poles 5 are evenly spaced around the circumference, made in the form of strips of a material with high magnetic permeability (for example, from 48KNF alloy), between which are placed magnetic strips 6 in contact with poles 5. Magnetic strips 6 are made, for example, of neodymium-iron-boron material and are magnetized along the entire axial length in the tangential direction (along the circumference). The magnetic strips 6 have a trapezoidal cross-sectional shape, their wide base facing the surface of the groove of the sleeve segment 2, and a non-magnetic wedge 7 made in the form of a strip of non-magnetic material fixed rigidly and flush with two adjacent poles 5 is in contact with the narrow base of each magnetic stripe 6 In this case, the surface formed by non-magnetic wedges 7 and poles 5, facing the pin 3, is made cylindrical with the formation of a working gap 8 with the surface of the pin 3.

На поверхности полости корпуса 1 размещена упругая прокладка, выполненная в виде сегментов цилиндрической втулки 2, содержащих упругую прокладку 9 с продольными гофрами 10, заполненными привулканизированным слоем резины или полиуретана.On the surface of the cavity of the housing 1 is placed an elastic gasket made in the form of segments of a cylindrical sleeve 2 containing an elastic gasket 9 with longitudinal corrugations 10 filled with a vulcanized layer of rubber or polyurethane.

В объеме сегментов втулки 2 выполнена система сообщающихся осевых 11 и тангенциальных.12 каналов, сообщенная с патрубками 13 для подвода сжатого воздуха, выполненными с возможностью подачи сжатого воздуха от внешнего источника (на чертеже не показан). Выходные отверстия системы сообщающихся каналов 11 и 12 сообщены с рабочим зазором 8 через радиальные питающие отверстия 14, проходящие через сегменты втулки 2 и полюса 5. Осевые каналы 11 снабжены заглушкой 15, а тангенциальные каналы 12 - крышкой 16. В патрубке 13 установлен штуцер 17 с уплотнительными кольцами 18, 19.In the volume of segments of the sleeve 2, a system of communicating axial 11 and tangential 12 channels is made, in communication with nozzles 13 for supplying compressed air, configured to supply compressed air from an external source (not shown in the drawing). The outlet openings of the system of communicating channels 11 and 12 are connected with a working gap 8 through radial feed holes 14 passing through the segments of the sleeve 2 and the pole 5. The axial channels 11 are provided with a plug 15, and the tangential channels 12 with a cover 16. A fitting 17 s is installed in the pipe 13. O-rings 18, 19.

Наружную поверхность цапфы 3 покрывают слоем меди и обрабатывают с высокой чистотой.The outer surface of the trunnion 3 is coated with a layer of copper and treated with high purity.

Изготавливают и собирают радиальный подшипниковый узел следующим образом. В сегментах втулки 2 сверлят глухие осевые отверстия 11 и закрывают их заглушками 15 со стороны сверления. Фрезеруют тангенциальные каналы 12, сообщающиеся с осевыми каналами 11, и закрывают их крышками 16, скрепленными сваркой с сегментами втулки 2.A radial bearing assembly is made and assembled as follows. In the segments of the sleeve 2, blind axial holes 11 are drilled and covered with plugs 15 from the drilling side. The tangential channels 12 are milled, communicating with the axial channels 11, and are closed with lids 16 fastened by welding with segments of the sleeve 2.

Диаметр осевых отверстий 11 сегмента втулки 2 должен быть минимальным, но суммарная площадь проходного сечения этих отверстий должна превышать суммарную площадь радиальных отверстий 14, проходящих через сегменты втулки 2 и полюса 5, в три - пять раз, а площадь проходного сечения тангенциального канала 12 сегмента втулки 2 должна быть больше или равна суммарной площади проходного сечения осевого отверстий 11 сегмента втулки 2, что позволит уменьшить деформации осевого рабочего зазора 8 от действия высокого давления газа в этих отверстиях и тангенциальных каналах 16.The diameter of the axial holes 11 of the segment of the sleeve 2 should be minimal, but the total area of the passage section of these holes should exceed the total area of the radial holes 14 passing through the segments of the sleeve 2 and pole 5, three to five times, and the area of the passage section of the tangential channel 12 of the segment of the sleeve 2 should be greater than or equal to the total area of the bore of the axial holes 11 of the segment of the sleeve 2, which will reduce the deformation of the axial working gap 8 from the action of high gas pressure in these holes and the tang ntsialnyh channels 16.

На внутренней поверхности сегментов втулки 2 располагают по разметке равномерно по окружности полюса 5, имитаторы магнитных планок, устанавливают на соседние полюса 5 немагнитные клинья 7, приваривают их к полюсам и зачищают швы. Далее вместо имитаторов устанавливают на клей магнитные планки 6. Полученные комплекты полюсов 5, магнитных планок 6 и немагнитных клиньев 7 в сборе устанавливают на клей на внутренней поверхности сегментов втулки 2. Далее в полюсах 5 и в сегментах втулки 2 сверлят радиальные отверстия 14 до выхода в осевые каналы 11.On the inner surface of the segments of the sleeve 2 are arranged according to the marking evenly around the circumference of the pole 5, simulators of magnetic strips, set non-magnetic wedges 7 on adjacent poles 5, weld them to the poles and clean the seams. Next, instead of imitators, magnetic strips 6 are installed on the adhesive. The resulting sets of poles 5, magnetic strips 6 and non-magnetic wedges 7 assembled are mounted on glue on the inner surface of the segments of the sleeve 2. Then, in the poles 5 and in the segments of the sleeve 2, the radial holes 14 are drilled to exit axial channels 11.

К корпусу 1 приклеивают пластины 9 упругих прокладок, которые деформируют с образованием кольцевых гофров 10, а на них приклеивают сегменты втулок 2, с торца вставляют клинья 4 между сегментами втулки 2 и фиксируют клинья 4, например, винтами. В каждый сегмент втулки 2 вкручивают штуцеры 17, имеющие канавки для установки уплотнительных колец 18, 19. Сегменты втулок 2 фиксируют технологическими клиньями и притиром притирают внутреннюю поверхность сегментов 2 до получения необходимого монтажного радиального зазора в подшипнике. Демонтируют технологические клинья, покрывают притертую поверхность антифрикционным покрытием, например, ВАП-2. Цапфу 3 покрывают слоем меди и обрабатывают с высокой степенью чистоты.Plate 9 of elastic gaskets is glued to the body 1, which deform with the formation of annular corrugations 10, and segments of the sleeves 2 are glued to them, wedges 4 are inserted from the end between the segments of the sleeve 2 and the wedges 4 are fixed, for example, with screws. The fittings 17 are screwed into each segment of the sleeve 2, having grooves for installing the sealing rings 18, 19. The segments of the bushings 2 are fixed with technological wedges and lapped the inner surface of the segments 2 until the required mounting radial clearance in the bearing is obtained. Dismantle technological wedges, cover the ground surface with an antifriction coating, for example, VAP-2. The trunnion 3 is coated with a layer of copper and treated with a high degree of purity.

Радиальный подшипниковый узел работает следующим образом. Перед началом вращения цапфы 3 через отверстия патрубков 13 и штуцеры 17 в сегменты втулки 2 подают под высоким давлением смазывающий газ от внешнего компрессора. Этот газ поступает в тангенциальный канал 12 и затем распределяется по осевым каналам 11 сегментов втулки 2 и далее через радиальные питающие отверстия 14 в сегментах втулки 2 и полюсах 5 поступает в рабочий зазор 8. В результате этого цапфа 3 всплывает на газовом смазочном слое. При вращении цапфы 3 дополнительно возникают электродинамические силы, обусловленные взаимодействием вихревых токов, наведенных магнитным полем магнитных планок 6 в цапфе 3, с этим полем. Радиальные составляющие электродинамических сил действует отталкивающим образом между цапфой 3 и полюсами 5. Эти силы суммируются с силами газостатического подшипника, действующими на цапфу 3. В результате увеличивается радиальный рабочий зазор 8 в подшипниковом узле за счет деформации гофры 10 и пластины 9 упругой прокладки. При этом снижается трение в радиальном подшипниковом узле ввиду увеличения радиального зазора. Пластина 9 упругой прокладки и гофр 10 позволяют компенсировать как температурную деформацию цапфы 3, так и ее радиальную деформацию от действия центробежных сил при вращении. Тангенциальная составляющая электродинамической силы оказывает тормозящее воздействие, но она незначительна. С увеличением линейной скорости на поверхности цапфы 3 отталкивающая составляющая электродинамической силы увеличивается, а тормозящая - уменьшается.Radial bearing unit operates as follows. Before starting the rotation of the axle 3 through the holes of the nozzles 13 and the fittings 17, lubricating gas from an external compressor is supplied under high pressure to the segments of the sleeve 2. This gas enters the tangential channel 12 and then is distributed along the axial channels 11 of the segments of the sleeve 2 and then through the radial feed holes 14 in the segments of the sleeve 2 and the poles 5 enters the working gap 8. As a result, the pin 3 floats on the gas lubricating layer. When the pin 3 rotates, additional electrodynamic forces arise due to the interaction of the eddy currents induced by the magnetic field of the magnetic strips 6 in the pin 3 with this field. The radial components of the electrodynamic forces act in a repulsive manner between the trunnion 3 and the poles 5. These forces are summed up with the gas-static bearing forces acting on the trunnion 3. As a result, the radial working clearance 8 in the bearing assembly increases due to deformation of the corrugation 10 and the elastic gasket plate 9. This reduces friction in the radial bearing unit due to the increase in radial clearance. The plate 9 of the elastic strip and the corrugation 10 can compensate for both the thermal deformation of the journal 3 and its radial deformation from the action of centrifugal forces during rotation. The tangential component of the electrodynamic force has an inhibitory effect, but it is insignificant. With an increase in the linear velocity on the surface of the pin 3, the repulsive component of the electrodynamic force increases, and the braking one decreases.

Магнитная и газостатическая части предлагаемого радиального подшипникового узла автоматически реализуют отрицательную обратную связь по отклонению цапфы 3 от соосного положения относительно точки подвижного равновесия цапфы 3 в радиальном подшипниковом узле и не требуют дополнительных устройств (датчиков отклонения и быстродействующих регуляторов).The magnetic and gas-static parts of the proposed radial bearing assembly automatically implement negative feedback on the deviation of the journal 3 from the coaxial position relative to the point of movable equilibrium of the journal 3 in the radial bearing assembly and do not require additional devices (deviation sensors and high-speed regulators).

Claims

1. A radial bearing assembly, comprising a hollow housing, in the cavity of which a sleeve made of segments is placed, and a trunnion rotatably placed in the cavity of the sleeve, the housing being equipped with nozzles for introducing compressed air with the possibility of supplying it to the working gap between the surface of the cavity of the sleeve and the trunnion surface, characterized in that an external source of compressed air is used, while the segments of the sleeve are made of non-magnetic material in the form of elongated grooved elements of the same angular length and separated from each other by wedges made in the form of T-shaped strips with the possibility of fastening to the body, while the contacting side edges of the wedges and segments of the sleeve are made to engage the latter first, in addition, on the surface of the groove of each segment of the sleeve facing the pin, made of non-magnetic material, fixed poles made in the form of strips of material with high magnetic permeability, between which are placed magnetic strips in contact with the poles, made of constant magnets with tangential magnetization, while the magnetic strips are given a trapezoidal cross-sectional shape, the wide base of which is facing the surface of the trough of the segment, in addition, a non-magnetic wedge made in the form of a strip of non-magnetic material rigidly bonded to with the sides of the poles, with the outer surface formed by non-magnetic wedges and poles facing the pin, made cylindrical with the formation of the working azoor with the trunnion surface, in addition, an elastic gasket is placed on the surface of the housing cavity, in addition, a system of communicating channels is made in the volume of the sleeve segments, communicating with nozzles for introducing compressed air, configured to supply compressed air from an external source, while the outlet openings systems of communicating channels are communicated with a working gap through radial feed holes passing through the segments of the sleeve and the pole.

2. The radial bearing assembly according to claim 1, characterized in that the elastic gasket is made in the form of segments of a cylindrical sleeve containing a plate with longitudinal corrugations filled with a vulcanized layer of rubber or polyurethane.

3. The radial bearing assembly according to claim 1, characterized in that the magnetic strips are made of a neodymium-iron-boron alloy.

4. The radial bearing assembly according to claim 1, characterized in that the magnetic strips and poles are glued together with segments of the sleeve.

5. The radial bearing assembly according to claim 1, characterized in that the pin is hollow and provided with an internal power frame.

6. The radial bearing assembly according to claim 1, characterized in that the trunnion surface facing the cylindrical surface of the sleeve is coated with a layer of highly conductive material, such as copper, and is made with a high surface finish.