RU1619808C

RU1619808C - Упругодемпферная опора ротора

Info

Publication number: RU1619808C
Authority: RU
Inventors: Ю.К. Пономарев
Original assignee: Пономарев Юрий Константинович
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1994-05-15

Abstract

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для гашения колебаний роторов турбомашины. Целью изобретения является повышение эффективности гашения радиальных и осевых колебаний ротора за счет возможности гашения осевых колебаний конусными гофрированными многослойными демпферами, а также отказа от разгрузочного устройства, за счет особого расположения стыков лент конусных гофрированных демпферов. При наличии шпоночных пазов у последних можно полностью скомпенсировать силу веса ротора, если расположить шпоночные пазы сверху опоры под углом 25-30в поперечной плоскости от вертикали в сторону, противоположную направлению прецессии ротора. Поскольку внутренний диаметр у гидродинамического демпфера опоры является податливым, то соответствующим расчетом характеристик цилиндрического многослойного гофрированного демпфера 8 можно избавиться от нежелательных режимов работы (турбулентный режим, кавитация) гидродинамического демпфера. Следовательно, создаются благоприятные условия совместной работы цилиндрического демпфера 8, конических демпферов 14 и 15 и гидродинамического демпфера при гашении радиальных колебаний ротора. 4 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для гашения колебаний роторов турбомашин.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения радиальных и осевых колебаний ротора за счет возможности гашения осевых колебаний конусными гофрированными многослойными демпферами, а также отрезка от разгрузочного устройства, за счет особого расположения стыков лент конусных гофрированных демпферов.

На фиг. 1 изображена упругодемпферная опора, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 конусных демпферов с распределением нагрузок на вершинах гофров; на фиг. 4 - расчетная зависимость смещения центра траектории движения вала в опоре при одновременном действии постоянной силы веса ротора и вращающей силы от дисбаланса, которая варьировалась в диапазоне 50-1000 ч.

Упругодемпферная опора состоит из корпуса 1, подшипника 2, двух крышек 3 и 4, закрепляемых на корпусе 1 болтами 5. На невращающемся кольце подшипника 2 установлены две профильные втулки 6 и 7, имеющими на торце фланец с конусной наружной поверхностью. Втулки 6 и 7 охватывают цилиндрический гофрированный многослойный демпфер 8, торцы которого образуют зазор со стенками фланцев. Тонкостенное кольцо 9 охватывает цилиндрический гофрированный демпфер 8. В зазор 10 гидродинамического демпфера по каналам 11 нагнетается рабочая среда, например масло, образующая слой повышенного давления. Для уменьшения потерь рабочей среды в зазоре 10 помещены уплотнительные кольца 12 и 13 типа поршневых. Крышки 3 и 4 выполнены с кольцевыми буртами, внутренняя поверхность которых конусная и эквидистантна наружной конусной поверхности фланцев. Между этими поверхностями с натягом установлены конусные многослойные гофрированные демпферы 14 и 15. Для регулировки радиального натяга в демпферах 14 и 15 предусмотрена установка между крышками 3 и 4 и корпусом 1 дистанционных прокладок 16 и 17. Втулки 6 и 7 жестко связаны между собой по поверхности 18. Для охлаждения опоры в корпусе 1 выполнены каналы 19 и 20 для подвода масла. Слив отработанного масла осуществляется через торцовые щели 21 и 22. Цилиндрический гофрированный демпфер 8 собран из общего стыка равномерным распределением стыков всех лент по толщине пакета (фиг. 2). Для предотвращения от проворачивания конусных гофрированных демпферов 14 и 15 в крышках 3 и 4 сверху опоры установлены входящие в стыки лент шпонки 23 (фиг. 3). Стыки лент обоих демпферов 14 и 15 развернуты на угол 25-30^о в поперечной плоскости от вертикали в сторону, противоположную направлению прецессии вала. Необходимость такой установки стыка демпферов продиктована следующими обстоятельствами. Расчеты показывают, что если демпферы выполнены без разреза (стыка), то при одновременном действии на них постоянной силы веса ротора и вращающей силы от его дисбаланса траектория движения центра цапфы имеют вид смещенных относительно центра опоры эллипсов, причем координаты центров этих эллипсов (точки пересечения главных диагоналей) в зависимости от соотношения модулей вращающей силы Р к силе веса G ротора при его прецессировании перемещаются по кривым, показанным на фиг. 4. Из расчетов видно, что центр траекторий цапфы лежит во втором квадранте в узком секторе, отстоящем от вертикали на угол 25-30^о с другой стороны, расчеты гофрированных демпферов, имеющих шпоночный паз, показывают, что при их сборке нормальные силы реакций гофров при одинаковом поджатии демпфера не являются одинаковыми (фиг. 3). Равнодействующая всех сил Р_i оказывается направленной в сторону шпоночного паза. Поскольку после сборки все силы должны быть уравновешены, то под действием этой результирующей силы Q втулки 6 и 7 сдеформируют демпферы 14 и 15, которые переместятся в сторону шпоночного паза и скомпенсируют смещение от веса ротора при его прецессировании. При этом зазор 10 гидродинамического демпфера станет коаксиальным, что создает идеальные условия для его работы.

При больших внешних нагрузках у гидродинамических демпферов с жесткими стенками масляный слой может уменьшиться настолько, что это приводит к переходу от ламинарного на турбулентный режим, происходит срыв потока, кавитация, что ухудшает его демпфирующие характеристики. Поскольку внутренний диаметр у гидродинамического демпфера упругодемпферной опоры является податливым, то соответствующим расчетом характеристик цилиндрического многослойного демпфера 8 можно вообще избавиться от нежелательных режимов работы гидродинамического демпфера.

Упругодемпферная опора работает следующим образом.

Колебания вала в осевом направлении гасятся двумя коническими многослойными демпферами 14 и 15. Радиальные колебания при прецессировании ротора гасятся как двумя коническими демпферами 14 и 15, так и рабочей средой в кольцевом зазоре 10 гидродинамического демпфера, работающего в сочетании с цилиндрическим демпфером 8, который, рассеивая сам энергию колебаний ротора, создает благоприятные условия для работы гидродинамического демпфера. (56) Авторское свидетельство СССР N 723252, кл. F 16 F 7/00, 1976.

Claims

УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА РОТОРА, содержащая крышки, корпус, размещенные в нем кольцо, подшипник и упругодемпфирующее устройство комбинированного типа, состоящее из гидродинамического демпфера, расположенного между корпусом и кольцом, и многослойного гофрированного демпфера, расположенного между подшипником и кольцом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности гашения радиальных и осевых колебаний ротора, крышки выполнены с кольцевыми буртами, внутренняя поверхность которых конусная, кольцо выполнено тонкостенным, упругодемпферная опора ротора снабжена двумя профильными втулками, установленными внутренними цилиндрическими поверхностями на подшипнике одна навстречу другой, охваченными цилиндрическим гофрированным демпфером и имеющими на торце фланец, расположенный с зазором относительно торца цилиндрического гофрированного демпфера и имеющий конусную наружную поверхность, эквидистантную конусной внутренней поверхности бурта, и двумя конусными многослойными гофрированными демпферами, размещенными между этими конусными поверхностями, стыки лент которых расположены в верхней части упругодемпферной опоры и повернуты в поперечной плоскости от вертикальной оси на угол 25 - 30^o в направлении, выбираемым противоположным прецессии ротора.