RU2236904C1 - Vertical rotary plant with gas-static bearing unit - Google Patents

Vertical rotary plant with gas-static bearing unit Download PDF

Info

Publication number
RU2236904C1
RU2236904C1 RU2003122290/03A RU2003122290A RU2236904C1 RU 2236904 C1 RU2236904 C1 RU 2236904C1 RU 2003122290/03 A RU2003122290/03 A RU 2003122290/03A RU 2003122290 A RU2003122290 A RU 2003122290A RU 2236904 C1 RU2236904 C1 RU 2236904C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bearing
gas
rotor
revolution
working body
Prior art date
Application number
RU2003122290/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Артамонов (RU)
В.А. Артамонов
Эдуард Леонидович Бороха (BY)
Эдуард Леонидович Бороха
Владимир Васильевич Воробьёв (BY)
Владимир Васильевич Воробьёв
Евгений Николаевич Иванов (BY)
Евгений Николаевич Иванов
А.Ю. Козин (RU)
А.Ю. Козин
Григорий Михайлович Лускин (BY)
Григорий Михайлович Лускин
Original Assignee
Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр"
ЗАО "Урал-Омега"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр", ЗАО "Урал-Омега" filed Critical Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр"
Priority to RU2003122290/03A priority Critical patent/RU2236904C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2236904C1 publication Critical patent/RU2236904C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: rotary plants with vertical axis of rotation.
SUBSTANCE: proposed rotary plant has housing, working member, gas-static bearing unit with bearing surfaces in form of part of sphere whose pivot is connected with working member forming rotor and step bearing is provided with central hole for delivery of gaseous working medium to bearing surfaces, gas supply system connected with central hole of step bearing, flexible bearing unit located above working member and provided with rotating bearing member made in form of ferrule and secured on working member, at least three bodies of revolution; each body of revolution is provided with flexible ring-shaped member and is mounted on axle; one end of each bearing member is connected with housing for radial displacement and is spring-loaded relative to it and second end is connected with axle of body of revolution; clearance is provided between ferrule and body of revolution.
EFFECT: enhanced operational reliability.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к роторным установкам с вертикальной осью вращения ротора и может найти применение в различных отраслях машиностроения: дробилки и мельницы с роторным рабочим органом, центрифуги и сепараторы различного назначения, центробежные испытательные стенды, турбины, электрогенераторы, двигатели, станки и другие роторные установки с преимущественно высокоскоростным рабочим органом для осуществления технологических процессов, вызывающих значительную динамическую неуравновешенность ротора.The invention relates to rotary plants with a vertical axis of rotation of the rotor and can find application in various industries: crushers and mills with a rotary working body, centrifuges and separators for various purposes, centrifugal test benches, turbines, electric generators, engines, machine tools and other rotary plants with mainly high-speed working body for the implementation of technological processes that cause significant dynamic rotor imbalance.

Известна вертикальная роторная установка (центрифуга) с газостатическим опорным узлом, содержащая корпус, рабочий орган, газостатический вертикальный опорный узел с полусферическими несущими поверхностями, пята которого непосредственно соединена с рабочим органом, образуя ротор, а подпятник (статор) которого имеет отверстия для подвода и отвода газа, систему газообеспечения, содержащую компрессор, связанную с подпятником, и пневмопривод, взаимодействующий с опорным узлом с возможностью радиальных и угловых смещений ротора, при этом центр кривизны несущих поверхностей совпадает или расположен выше центра масс ротора [1].Known is a vertical rotor installation (centrifuge) with a gas-static supporting unit, comprising a housing, a working body, a gas-static vertical supporting unit with hemispherical bearing surfaces, the heel of which is directly connected to the working body, forming a rotor, and the thrust bearing (stator) of which has openings for supply and exhaust gas, a gas supply system containing a compressor associated with a thrust bearing, and a pneumatic actuator interacting with the support node with the possibility of radial and angular displacements of the rotor, while npt curvature of the bearing surfaces coincides with, or is located above the center of the rotor mass [1].

Однако известная роторная установка обладает низкой надежностью и не позволяет добиться значительного снижения динамических воздействий ротора на опорный узел и фундамент установки при осуществлении технологических процессов, вызывающих значительную динамическую неуравновешенность ротора при высоких удельных энергозатратах, вследствие того, что функциональные характеристики опорного узла (параметры несущих поверхностей и величина зазора между несущими поверхностями), системы газообеспечения (параметры газового потока) и привода (вращательный момент, передаваемый на ротор) не оптимизированы.However, the known rotor installation has low reliability and does not allow to significantly reduce the dynamic effects of the rotor on the support node and the installation foundation during the implementation of technological processes that cause significant dynamic unbalance of the rotor at high specific energy costs, due to the fact that the functional characteristics of the support node (parameters of bearing surfaces and the gap between the bearing surfaces), gas supply systems (gas flow parameters) and drive (The torque transmitted to the rotor) have not been optimized.

Известна также вертикальная роторная установка с газостатическим опорным узлом, содержащая корпус, рабочий орган, газостатический вертикальный опорный узел с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого непосредственно соединена с рабочим органом, а подпятник которого выполнен с центральным отверстием для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, систему газообеспечения, содержащую, по крайней мере, один вентилятор и связанную с центральным отверстием подпятника, и привод с механической передачей, состоящей из трех валов, последовательно соединенных с возможностью пересечения осей, один из которых выполнен телескопическим [2].Also known is a vertical rotor installation with a gas-static supporting unit, comprising a housing, a working body, a gas-static vertical supporting unit with bearing surfaces in the form of a part of a sphere, the heel of which is directly connected to the working body, and the thrust bearing is made with a central hole for supplying a gaseous working medium to the bearing surfaces, a gas supply system containing at least one fan and connected to the Central hole of the thrust bearing, and a drive with a mechanical transmission, consisting boxes of three shafts connected in series with the possibility of intersection of the axes, one of which is made telescopic [2].

Однако данная роторная установка обладает недостаточно высокой надежностью работы, т.к. при возникновении режимного дисбаланса в рабочем органе и на резонансных частотах вращения возникает неуравновешенность ротора, обуславливающая высокоамплитудные радиальные и угловые колебания ротора, которые могут привести к трению и ударам пяты о подпятник и выходу газостатического опорного узла из строя. Эти недостатки связаны с низкой радиальной и угловой устойчивостью ротора, вызванной отсутствием упругого ограничения радиальных и угловых колебаний ротора.However, this rotary installation has insufficiently high reliability, because when a mode imbalance occurs in the working body and at the resonant rotation frequencies, rotor imbalance occurs, which causes high-amplitude radial and angular oscillations of the rotor, which can lead to friction and impact of the heel on the thrust bearing and the failure of the gas-static support unit. These disadvantages are associated with low radial and angular stability of the rotor caused by the absence of elastic restrictions on the radial and angular oscillations of the rotor.

Задача изобретения состоит в повышении надежности работы роторной установки путем предотвращения ударов и трения пяты о подпятник при возникновении неуравновешенности ротора за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении радиальной и угловой устойчивости ротора путем обеспечения упругого ограничения радиальных и угловых колебаний ротора.The objective of the invention is to increase the reliability of the rotor installation by preventing impacts and friction of the heel on the thrust bearing when rotor imbalance occurs due to the achievement of the technical result, which consists in increasing the radial and angular stability of the rotor by providing elastic limitation of the radial and angular oscillations of the rotor.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи вертикальная роторная установка с газостатическим опорным узлом, содержащая корпус, рабочий орган, газостатический вертикальный опорный узел с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого непосредственно соединена с рабочим органом, образуя ротор, а подпятник которого выполнен с центральным отверстием для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, систему газообеспечения, связанную с центральным отверстием подпятника, и привод с механической передачей, состоящей из трех валов, последовательно соединенных с возможностью пересечения осей, один из которых выполнен телескопическим, согласно изобретению содержит упругий опорный узел, расположенный над рабочим органом и состоящий из вращающегося опорного элемента в виде обечайки, установленного на рабочем органе, тел вращения в количестве не менее трех, каждое из которых установлено на оси, и опорных элементов, каждый из которых одним концом соединен с корпусом с возможностью радиальных перемещений и подпружинен к нему, а вторым концом - с осью тела вращения, причем между обечайкой и телами вращения имеется зазор. Кроме этого, тела вращения снабжены упругим кольцеобразным элементом.The essence of the invention lies in the fact that to solve the problem, a vertical rotor installation with a gas-static supporting unit, comprising a housing, a working body, a gas-static vertical supporting unit with bearing surfaces as part of a sphere, the heel of which is directly connected to the working body, forming a rotor, and a thrust bearing which is made with a Central hole for supplying a gaseous working fluid to the bearing surfaces, a gas supply system associated with the Central hole of the thrust bearing, and a drive with mechanical transmission, consisting of three shafts connected in series with the possibility of intersection of the axes, one of which is made telescopic, according to the invention contains an elastic support node located above the working body and consisting of a rotating supporting element in the form of a shell mounted on a working body, rotation bodies in number of at least three, each of which is mounted on an axis, and supporting elements, each of which is connected at one end to the housing with the possibility of radial movement and is spring loaded to it, and the second end - with rotation axis of the body, wherein between the shell and a gap rotating bodies. In addition, the bodies of revolution are equipped with an elastic ring-shaped element.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид установки в разрезе, фиг.2 - вид А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings: figure 1 - General view of the installation in section, figure 2 - view a in figure 1.

Вертикальная роторная установка с газостатическим опорным узлом содержит корпус 1, рабочий орган 2, газостатический опорный узел с несущими поверхностями в виде части сферы, пята 3 которого непосредственно соединена с рабочим органом 2, образуя ротор, а подпятник 4 которого выполнен с центральным отверстием 5 для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, систему газообеспечения (не показана), связанную с центральным отверстием 5 подпятника 4, упругий опорный узел, расположенный над рабочим органом 2 и состоящий из вращающегося опорного элемента 6, выполненного в виде обечайки и закрепленного на рабочем органе 2, тел 7 вращения в количестве не менее трех, каждое из которых снабжено упругим кольцеобразным элементом 8 и установлено на оси 9, и опорных элементов 10, каждый из которых одним концом соединен с корпусом 1 с возможностью радиальных перемещений и подпружинен к нему посредством пружины 11, а вторым концом - с осью 9 тела 7 вращения, причем между обечайкой 6 и упругими элементами 8 тел 7 вращения имеется зазор, и привод 12 с механической передачей 13, состоящей из трех валов, последовательно соединенных с возможностью пересечения осей, один из которых выполнен телескопическим.The vertical rotor installation with a gas-static supporting unit comprises a housing 1, a working body 2, a gas-static supporting unit with bearing surfaces as part of a sphere, the heel 3 of which is directly connected to the working body 2, forming a rotor, and the thrust bearing 4 of which is made with a central hole 5 for supply a gaseous working fluid to the bearing surfaces, a gas supply system (not shown), connected to the Central hole 5 of the thrust bearing 4, an elastic support node located above the working body 2 and consisting of a rotary the axis of the supporting element 6, made in the form of a shell and mounted on the working body 2, of the rotation bodies 7 in an amount of at least three, each of which is equipped with an elastic ring-shaped element 8 and mounted on the axis 9, and supporting elements 10, each of which is connected at one end with the housing 1 with the possibility of radial movements and spring-loaded to it by means of a spring 11, and the second end - with the axis 9 of the body 7 of rotation, and between the shell 6 and the elastic elements 8 of the body 7 of rotation there is a gap, and the drive 12 with a mechanical transmission 13, consisting of tr x shafts, connected in series with the possibility of intersection of the axes, one of which is formed telescopically.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Включают систему газообеспечения (не показана), содержащую, например, вентилятор, связанную с отверстием 5 подпятника 4. Газ (воздух) через отверстие 5 поступает к несущим поверхностям и создает между ними избыточное давление, под действием которого ротор приподнимается (“всплывает”), создавая технологический зазор. В зазоре создается воздушная подушка, обеспечивающая ротору опору в осевом и радиальном направлениях.They include a gas supply system (not shown), containing, for example, a fan connected to the hole 5 of the thrust bearing 4. Gas (air) through the hole 5 enters the bearing surfaces and creates an excess pressure between them, under which the rotor rises (“pops up”), creating a technological gap. An air cushion is created in the gap, providing the rotor with support in the axial and radial directions.

Затем включают привод 12 (электродвигатель) с механической передачей 13 и придают ротору вращение с требуемой для данного технологического процесса и рабочего органа 2 скоростью.Then turn on the drive 12 (electric motor) with a mechanical gear 13 and give the rotor rotation at the speed required for the given technological process and working body 2.

При прохождении резонансных частот, возникающих при разгоне и торможении вращения ротора, а также при режимном дисбалансе, возникающем в рабочем органе 2, ротор совершает радиальные и угловые колебания, амплитуда и сила которых зависит от скорости вращения ротора. При этом вращающийся рабочий орган 2 посредством обечайки 6 взаимодействует с упругим кольцеобразным элементом 8 тела 7 вращения, которое соединено посредством оси 9 с упругим опорным элементом 10. Вращаясь вокруг своей оси, тела 7 вращения позволяют воспринимать упругому опорному узлу радиально угловые колебания ротора в плоскости, перпендикулярной оси вращения, и осуществлять их гашение. Таким образом достигается ограничение амплитуды радиальных и угловых колебаний ротора, что позволяет предотвратить удары и трение пяты 3 о подпятник 4.When passing through the resonant frequencies that occur during acceleration and deceleration of the rotor rotation, as well as during operational imbalance that occurs in the working body 2, the rotor performs radial and angular vibrations, the amplitude and strength of which depends on the speed of rotation of the rotor. In this case, the rotating working body 2 interacts with the elastic ring-shaped element 8 of the rotation body 7 by means of the shell 6, which is connected via the axis 9 to the elastic supporting element 10. Rotating around its axis, the rotation bodies 7 allow radial angular oscillations of the rotor to be perceived by the elastic supporting unit, perpendicular to the axis of rotation, and to extinguish them. Thus, the limitation of the amplitude of the radial and angular oscillations of the rotor is achieved, which helps prevent impacts and friction of the heel 3 on the thrust bearing 4.

Источники информацииSources of information

1. Патент Великобритании №839622, В 04 В 9/12, опубл. 1960.1. British patent No. 839622, 04 04/12, publ. 1960.

2. Патент РФ №2183136, В 02 С 13/14, опубл. 10.06.2002.2. RF patent No. 2183136, 02 C 13/14, publ. 06/10/2002.

Claims (2)

1. Вертикальная роторная установка с газостатическим опорным узлом, содержащая корпус, рабочий орган, газостатический вертикальный опорный узел с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого непосредственно соединена с рабочим органом, образуя ротор, а подпятник которого выполнен с центральным отверстием для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, систему газообеспечения, связанную с центральным отверстием подпятника, и привод с механической передачей, состоящей из трех валов, последовательно соединенных с возможностью пересечения осей, один из которых выполнен телескопическим, отличающаяся тем, что установка содержит упругий опорный узел, расположенный над рабочим органом и состоящий из вращающегося опорного элемента в виде обечайки, установленного на рабочем органе, тел вращения в количестве не менее трех, каждое из которых установлено на оси, и опорных элементов, каждый из которых одним концом соединен с корпусом с возможностью радиальных перемещений и подпружинен к нему, а вторым концом с осью тела вращения, причем между обечайкой и телами вращения имеется зазор.1. A vertical rotor installation with a gas-static supporting unit, comprising a housing, a working body, a gas-static vertical supporting unit with bearing surfaces in the form of a part of a sphere, the heel of which is directly connected to the working body, forming a rotor, and the thrust bearing of which is made with a central hole for supplying a gaseous working bodies to bearing surfaces, a gas supply system connected to the center hole of the thrust bearing, and a drive with a mechanical transmission consisting of three shafts, connected in series with the possibility of intersecting axes, one of which is made telescopic, characterized in that the installation contains an elastic support node located above the working body and consisting of a rotating supporting element in the form of a shell mounted on a working body, rotation bodies in an amount of at least three, each of which are mounted on the axis, and supporting elements, each of which is connected at one end to the housing with the possibility of radial movement and is spring-loaded to it, and the other end to the axis of the body of revolution, and between the shell and bodies of revolution have a gap. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что тела вращения снабжены упругим кольцеобразным элементом.2. Installation according to claim 1, characterized in that the rotation bodies are provided with an elastic ring-shaped element.
RU2003122290/03A 2003-07-16 2003-07-16 Vertical rotary plant with gas-static bearing unit RU2236904C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003122290/03A RU2236904C1 (en) 2003-07-16 2003-07-16 Vertical rotary plant with gas-static bearing unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003122290/03A RU2236904C1 (en) 2003-07-16 2003-07-16 Vertical rotary plant with gas-static bearing unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2236904C1 true RU2236904C1 (en) 2004-09-27

Family

ID=33434065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003122290/03A RU2236904C1 (en) 2003-07-16 2003-07-16 Vertical rotary plant with gas-static bearing unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2236904C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3393037B2 (en) Method and bearing support for maintaining operation of an aircraft turbo engine after accidental eccentricity of the rotor has appeared
US6494032B2 (en) Ducted fan gas turbine engine with frangible connection
KR101657590B1 (en) Reduction of turbocharger core unbalance with centering device
US4627747A (en) Device for balancing of rotors without journals
CN102812261B (en) Rotating machinery, gas turbine engine and the damped system for rotating machinery
CA1210259A (en) Tuned gyroscope with dynamic absorber
RU2475309C2 (en) Centrifugal separator
JPH10299415A (en) Supporting device for rotor
EP1802849A1 (en) Compact compliant centering support for roller bearing having squeeze film damper
EP1214152B1 (en) Centrifuge gyro diaphragm capable of maintaining motor shaft concentricity
US20060091741A1 (en) Turbine generator vibration damper system
US4201066A (en) Flexible shaft construction for a high inertia centrifuge
JP2703878B2 (en) Turbo molecular pump
US20100167902A1 (en) Centrifuge having a rotor having horizontal axis of rotation
EP0467427B1 (en) Mass impact damper for rotors
CA1251334A (en) Drive shaft assembly
JPS6314205B2 (en)
CN209673347U (en) A kind of vibrate adds centrifugal compound fatigue rig
RU2236904C1 (en) Vertical rotary plant with gas-static bearing unit
US7589447B2 (en) High speed aerospace generator resilient mount
RU2246055C1 (en) Vertical rotor installation with gas-static support
CN217237200U (en) Aero-engine rotor and stator rub-impact test device
Kalmegh et al. Dynamic balancing of centrifugal pump impeller
RU2259239C1 (en) Self-balancing vertical rotary mechanism with gas-lubricated support
RU2222381C1 (en) Centrifugal apparatus with gas static supporting unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140717