RU141368U1

RU141368U1 - VERTICAL ROTOR SUPPORT

Info

Publication number: RU141368U1
Application number: RU2013141654/11U
Authority: RU
Inventors: Валерий Васильевич Алисин; Михаил Александрович Борик; Елена Евгеньевна Ломонова; Валентина Алексеевна Мызина; Василий Васильевич Нагрешников; Михаил Николаевич Рощин
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2014-05-27

Abstract

Опора вертикального ротора, содержащая подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника, отличающаяся тем, что подпятник выполнен из керамического материала, для которого произведение микротвердости по Виккерсу на коэффициент пластичности более 1000 кг/ мм, отношение радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника равно 0,7-0,8 и внутренняя рабочая поверхность сферы покрыта антифрикционной углеродной пленкой с размером кристаллов тетраэдрического углерода не более 80 нм и толщиной 600 ÷ 1000 нм.A vertical rotor support comprising a thrust bearing made of ceramic material with a spherical bearing surface and a trunnion with a spherical surface located on the bearing surface of the thrust bearing, characterized in that the thrust bearing is made of ceramic material for which the Vickers microhardness product by the ductility coefficient is more than 1000 kg / mm, the ratio of the radius of the sphere of the working surface of the journal to the radius of the spherical surface of the thrust bearing is 0.7-0.8 and the inner working surface of the sphere is covered with antifriction lerodnoy film with tetrahedral carbon crystal size less than 80 nm and a thickness of 600 ÷ 1000 nm.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в конструкциях быстровращающихся валов различных механизмов и машин.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in the construction of rapidly rotating shafts of various mechanisms and machines.

Известна конструкция опоры вертикального ротора, содержащая подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника ( патент РФ № 2360155 по кл.F16C 17/18 от 13.06.2007 г.).A known design of a support of a vertical rotor containing a thrust bearing made of ceramic material with a spherical bearing surface and a trunnion with a spherical surface located on the bearing surface of the thrust bearing (RF patent No. 2360155 according to class F16C 17/18 of 06/13/2007).

Недостатком данной конструкции является относительно низкая эксплуатационная надежность опоры и значительная трудоемкость ее изготовления.The disadvantage of this design is the relatively low operational reliability of the support and the significant complexity of its manufacture.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является опора вертикального ротора, содержащая подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника (патент РФ № 2360154 по кл. Р16С 17/18 от 13.06.2007 г.).The closest technical solution for the totality of the essential features is the support of a vertical rotor containing a thrust bearing made of ceramic material with a spherical bearing surface and a trunnion with a spherical surface located on the bearing surface of the thrust bearing (RF patent No. 2360154 according to class P16C 17/18 dated 06/13/2007 .).

Недостатком данной конструкции является недостаточная несущая способность опоры, необходимость погружения в смазывающую жидкость, трудоемкость изготовления и высокие материальные затраты при этом.The disadvantage of this design is the insufficient bearing capacity of the support, the need for immersion in a lubricating fluid, the complexity of manufacturing and high material costs.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель заключается в повышении несущей способности опоры, эксплуатационной надежности и снижения трудоемкости изготовления.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the bearing capacity of the support, operational reliability and reduce the complexity of manufacturing.

Поставленная задача решается за счет того, что в опоре вертикального ротора, содержащей подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника, подпятник выполнен из керамического материала для которого произведение микротвердости по Виккерсу на коэффициент пластичности более 1000 кг/ мм², отношение радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника равно 0,7-0,8 и внутренняя рабочая поверхность сферы покрыта антифрикционной углеродной пленкой с размером кристаллов тетраэдрического углерода не более 80 нм и толщиной 600 ÷1000 нм.The problem is solved due to the fact that in the support of a vertical rotor containing a thrust bearing made of ceramic material with a spherical bearing surface and a trunnion with a spherical surface located on the bearing surface of the thrust bearing, the thrust bearing is made of ceramic material for which the product of Vickers microhardness by a plasticity coefficient of more than 1000 kg / mm ^2, the ratio of the radius of the sphere to the working surface of the trunnion radius of the spherical surface and the thrust bearing is equal to 0.7-0.8 the inner working surface areas carbon film coated with antifriction tetrahedral carbon crystal size less than 80 nm and a thickness of 600 ÷ 1000 nm.

На фиг.1 представлена иллюстрация опоры вертикального ротора ,гдеFigure 1 presents an illustration of the support of the vertical rotor, where

1 - подпятник сосферической опорной поверхностью1 - thrust bearing spherical abutment surface

2 - цапфа2 - axle

3 - антифрикционная пленка3 - anti-friction film

Подпятник 1 выполнен из керамического материала для которого произведение микротвердости по Виккерсу на коэффициент пластичности более 1000 кг/ мм², в качестве материала подпятника используется наноструктурированный кристалл частично стабилизированного диоксида циркония. Отношение радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника равно 0,7-0,8.The thrust bearing 1 is made of ceramic material for which the Vickers microhardness product and the ductility coefficient are more than 1000 kg / mm ² , and a nanostructured partially stabilized zirconia crystal is used as the thrust material. The ratio of the radius of the sphere of the working surface of the journal to the radius of the spherical surface of the thrust bearing is 0.7-0.8.

Внутренняя рабочая поверхность сферы покрыта антифрикционной углеродной пленкой с размером кристаллов тетраэдрического углерода не более 80 нм и толщиной 600 ÷ 1000 нм.The inner working surface of the sphere is covered with an antifriction carbon film with a crystal size of tetrahedral carbon no more than 80 nm and a thickness of 600 ÷ 1000 nm.

Указанные технические характеристики материала подпятника, с отношением радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника, равным 0,7-0,8, а также наличие пленки тетраэдрического углерода толщиной 600-1000 нм с размером кристаллов не более 80 нм, позволило повысить несущую способность опоры, ресурс ее эксплуатации в устройствах с повышенной скоростью вращения ротора.The specified technical characteristics of the thrust material, with the ratio of the radius of the sphere of the working surface of the trunnion to the radius of the spherical surface of the thrust bearing, equal to 0.7-0.8, as well as the presence of a tetrahedral carbon film 600-1000 nm thick with a crystal size of not more than 80 nm, allowed to increase the bearing support ability, its service life in devices with increased rotor speed.

Использование данной опоры вертикального ротора позволило отказаться от применения жидких смазок, использование которых требовало дополнительных технологических и конструктивных введений, что в конечном итоге повышало стоимость и усложняло конструкцию опоры.The use of this support of a vertical rotor made it possible to abandon the use of liquid lubricants, the use of which required additional technological and structural introductions, which ultimately increased the cost and complicated the design of the support.

Claims

A vertical rotor support, comprising a thrust bearing made of ceramic material with a spherical bearing surface and a trunnion with a spherical surface located on the bearing surface of the thrust bearing, characterized in that the thrust bearing is made of ceramic material for which the Vickers microhardness product has a plasticity coefficient of more than 1000 kg / mm ² , the ratio of the radius of the sphere of the working surface of the journal to the radius of the spherical surface of the thrust bearing is 0.7-0.8 and the inner working surface of the sphere is covered with antifriction carbon film with a crystal size of tetrahedral carbon no more than 80 nm and a thickness of 600 ÷ 1000 nm.