RU2347961C1 - Gasostatic radial-thrust bearing with shaft position adjuster - Google Patents
Gasostatic radial-thrust bearing with shaft position adjuster Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347961C1 RU2347961C1 RU2007118732/11A RU2007118732A RU2347961C1 RU 2347961 C1 RU2347961 C1 RU 2347961C1 RU 2007118732/11 A RU2007118732/11 A RU 2007118732/11A RU 2007118732 A RU2007118732 A RU 2007118732A RU 2347961 C1 RU2347961 C1 RU 2347961C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- bearing
- membrane
- nozzles
- indicator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к газостатическим опорам скольжения, и может быть использовано в устройствах с вращающимися валами, и особенно в турбоустановках общепромышленного назначения, в том числе в газовой промышленности, а также на авиационных газотурбинных двигателях.The invention relates to mechanical engineering, namely to gas-static sliding bearings, and can be used in devices with rotating shafts, and especially in turbine plants for general industrial use, including in the gas industry, as well as on aircraft gas turbine engines.
Известен "Газостатический подшипник", патент США №7066652, МПК F16C 32/06, от 26.01.2007. В нем рассматривается шпиндельное устройство, в котором бесконтактное положение вала в опорах корпуса обеспечивается подачей газа под давлением извне к кольцевым вкладышам с имеющимися в них организованной системой дросселей для стабилизации положения вала в радиальном и осевом направлениях.Known "Gas-static bearing", US patent No. 7066652, IPC F16C 32/06, from 01/26/2007. It considers a spindle device in which the contactless position of the shaft in the bearings of the housing is provided by supplying gas under pressure from outside to the ring inserts with an organized system of chokes in them to stabilize the position of the shaft in the radial and axial directions.
Основным недостатком данного устройства является незащищенность системы при изменении нагрузки на шпинделе, а также в условиях инерционных и вибрационных нагрузок.The main disadvantage of this device is the insecurity of the system when the load on the spindle changes, as well as under inertial and vibration loads.
Известен "Газостатический подшипник", свидетельство на полезную модель РФ №26092, МПК F16C 32/06, от 10.11.2002, в котором управление положением вала в опорах подшипника при действии внешних возмущений - инерционных, вибрационных нагрузок, возлагается на пневматический струйный регулятор.The well-known "Gas-static bearing", certificate for utility model of the Russian Federation No. 26092, IPC F16C 32/06, dated 10.11.2002, in which the control of the shaft position in the bearing supports under the action of external disturbances - inertial, vibration loads, is assigned to a pneumatic jet regulator.
В состав регулятора, кроме струйных блоков управления, входят индикаторные сопла, регистрирующие положение и перемещение вала, опорные дроссели, подающие воздух под давлением в циркуляционный зазор подшипника от источника питания.The regulator, in addition to inkjet control units, includes indicator nozzles that record the position and movement of the shaft, supporting throttles that supply air under pressure to the bearing circulation from the power source.
Парные индикаторные сопла и им соответственные опорные дроссели размещены на корпусе подшипника по двум осям координат диаметрально противоположно, причем ось ординат при горизонтальном положении вала совпадает с направлением действия сил земного притяжения и пересекается в центре подшипника с его горизонтальной осью.Paired indicator nozzles and corresponding supporting throttles are placed diametrically opposite on the bearing housing along two coordinate axes, and the ordinate axis in the horizontal position of the shaft coincides with the direction of gravity and intersects in the center of the bearing with its horizontal axis.
Индикаторные сопла на корпусе подшипника связаны трубопроводами с соответствующими входами каналов управления в струйных блоках регулятора, а их выходы (блоков) соединены с соответствующими опорными дросселями, обеспечивая подачу воздуха с противоположных сторон вала.The indicator nozzles on the bearing housing are connected by pipelines to the corresponding inputs of the control channels in the jet blocks of the controller, and their outputs (blocks) are connected to the corresponding supporting chokes, providing air supply from opposite sides of the shaft.
Основным недостатком данного устройства является то, что подача воздуха в циркуляционный зазор с необходимым расходом воздуха обеспечивается струйным блоком регулирования, который должен обладать при этом высоким коэффициентом усиления по расходу воздуха при необходимом уровне его давления. В этом случае возникает необходимость увеличения в блоке управления числа каскадов усиления, увеличения размеров каналов струйных элементов с соответствующим увеличением габаритов и массы блока управления, что в авиационной практике нежелательно, особенно при больших размерах вала мощных двигателей.The main disadvantage of this device is that the air supply to the circulation gap with the required air flow is provided by the jet control unit, which must have a high gain in air flow at the required level of pressure. In this case, there is a need to increase the number of amplification stages in the control unit, increase the size of the channels of the inkjet elements with a corresponding increase in the dimensions and mass of the control unit, which is undesirable in aviation practice, especially with large shaft sizes of powerful engines.
Задачей заявляемого технического решения является устранение недостатка, связанного с требованием обеспечения в струйных блоках регуляторов высокого коэффициента усиления по расходу воздуха при необходимом уровне давления.The objective of the proposed technical solution is to eliminate the disadvantage associated with the requirement to ensure in the jet blocks of the regulators a high gain in air flow at the required pressure level.
Авторами предлагается применение мембранно-тарельчатых узлов, связанных со струйными пневматическими блоками управления, обеспечивающие необходимый уровень давления в коммуникационных трубопроводах подачи воздуха соответствующих плеч системы к опорным дросселям частичным сбросом его в атмосферу до момента выравнивания сил давления на противоположных сторонах вала подшипника. Применение мембранно-тарельчатых узлов позволяет развязать подачу воздуха в циркуляционный зазор от подачи воздуха в блок управления, обеспечивая подачу воздуха к опорным дросселям непосредственно от источника питания.The authors propose the use of membrane-plate assemblies associated with jet pneumatic control units that provide the necessary pressure level in the communication pipelines of the air supply of the respective arms of the system to the supporting throttles by partially releasing it into the atmosphere until the pressure forces are equalized on opposite sides of the bearing shaft. The use of membrane-plate assemblies allows you to decouple the air supply to the circulation gap from the air supply to the control unit, providing air supply to the supporting chokes directly from the power source.
Технический результат достигается в заявляемом газостатическом радиально-опорном подшипнике с регулятором положения вала, содержащем корпус, вал, диаметрально противолежащие парные индикаторные сопла, установленные по двум осям координат и разделенные валом, и соответствующие им диаметрально противоположные парные опорные дроссели, дроссели настройки, регуляторы положения вала, коммуникационные трубопроводы, причем каждая пара индикаторных сопел, предназначенных для пневматической регистрации положения и перемещения вала, установлена диаметрально противоположно и соосно, а их оси проходят через центр окружности подшипника, при этом одна из осей совпадает с направлением действия силы тяжести - ось ординат, а другая ось перпендикулярна ей, а соответствующая каждой паре индикаторных сопел каждая пара опорных дросселей установлена также диаметрально противоположно и соосно по своим собственным осям, проходящим через центр окружности подшипника, и с направлениями осей, совпадающими с направлениями осей индикаторных сопел, в количестве не менее одной пары на одной оси, и предназначенные для подачи воздуха от источника питания в циркуляционный зазор подшипника, регулятор положения вала включает два струйных блока управления, при этом входы каналов каждого струйного блока управления сообщены с соответствующими парами индикаторных сопел, при этом согласно изобретению каждый струйный блок управления связан с мембранно-тарельчатым узлом, включающим самоустанавливающиеся летающие мембраны тарельчатого типа с боковыми сферическими поверхностями, при этом каждый мембранно-тарельчатый узел имеет глухую мембранную камеру, подсоединенную к соответствующему выходу соответствующего струйного пневматического блока управления, причем с другой стороны мембраны каждый мембранно-тарельчатый узел имеет открытую камеру, связанную с атмосферой и имеющую сопло, связанное с соответствующим коммуникационным трубопроводом, подающим воздух к соответствующим опорным дросселям.The technical result is achieved in the inventive gasostatic angular contact bearing with a shaft position adjuster comprising a housing, a shaft, diametrically opposed pair indicator nozzles mounted on two coordinate axes and separated by a shaft, and corresponding diametrically opposed pair reference chokes, setting chokes, shaft position adjusters , communication pipelines, and each pair of indicator nozzles designed for pneumatic registration of the position and movement of the shaft is set is diametrically opposed and coaxial, and their axes pass through the center of the bearing circumference, with one of the axes coinciding with the direction of gravity — the ordinate axis, and the other axis perpendicular to it, and each pair of support nozzles corresponding to each pair of throttle bearings is also diametrically opposed and coaxially along its own axes passing through the center of the circumference of the bearing, and with the directions of the axes coinciding with the directions of the axes of the indicator nozzles, in an amount of at least one pair on one o si, and designed to supply air from the power source to the bearing circulation gap, the shaft position controller includes two inkjet control units, while the channel inputs of each inkjet control unit communicate with corresponding pairs of indicator nozzles, and according to the invention, each inkjet control unit is connected to a membrane -trap unit, including self-mounted flying disk-type membranes with lateral spherical surfaces, with each membrane-plate unit has a depth th membrane chamber connected to a corresponding output of the corresponding air jet control unit, and on the other side of the membrane, each membrane poppet assembly has an open chamber connected with the atmosphere and having a nozzle associated with the respective communication duct supplying air to the respective support chokes.
На концевых участках вала подшипника выполнены спиралеобразные шнеки, создающие при вращении вала противоток основному потоку воздуха в его циркуляционном зазоре.Spiral augers are made at the end sections of the bearing shaft, which, when the shaft rotates, creates a countercurrent to the main air flow in its circulation gap.
Одной из важных частей системы управления является контур регистрации положения вала в опорах с помощью индикаторных сопел, размещенных на корпусе по двум осям координат.One of the important parts of the control system is the contour of registering the position of the shaft in the bearings using indicator nozzles placed on the housing along two coordinate axes.
При этом первая пара индикаторных сопел, разделенная валом, расположена диаметрально противоположно по одной и той же оси, совпадающей с направлением действия силы земного притяжения при горизонтальном положении вала. Вторая пара индикаторных сопел также диаметрально противоположна расположена по оси, перпендикулярной оси первой пары, а также перпендикулярной поверхности вала.In this case, the first pair of indicator nozzles, divided by the shaft, is located diametrically opposite along the same axis, coinciding with the direction of action of the force of gravity with the horizontal position of the shaft. The second pair of indicator nozzles is also diametrically opposite located along the axis perpendicular to the axis of the first pair, as well as perpendicular to the shaft surface.
Индикаторные сопла в сочетании с поверхностью вала выполняют функции известного в автоматике элемента "Сопла-Заслонки", с помощью которых пневматически регистрируется положение и перемещение вала подшипника в опорных поверхностях по двум осям координат.The indicator nozzles in combination with the shaft surface perform the functions of the “Nozzle-Damper” element known in automation, with the help of which the position and movement of the bearing shaft in the bearing surfaces along the two coordinate axes are pneumatically recorded.
Опорные дроссели располагаются также парно, по меньшей мере, в количестве двух пар, в соответствии с каждой парой индикаторных сопел, т.е. оси каждой пары опорных дросселей направлены параллельно осям соответствующей пары индикаторных сопел.The reference chokes are also arranged in pairs in at least two pairs, in accordance with each pair of indicator nozzles, i.e. the axes of each pair of reference chokes are directed parallel to the axes of the corresponding pair of indicator nozzles.
Опорные дроссели служат для подачи воздуха от источника питания под необходимым уровнем давления с противоположных сторон поверхности вала для его перемещения или фиксации его положения в циркуляционном зазоре подшипника.Supporting chokes are used to supply air from the power source under the required pressure level from opposite sides of the shaft surface to move it or to fix its position in the circulation clearance of the bearing.
В схеме системы входы каждых индикаторных сопел связаны коммуникационными трубопроводами с соответствующими противоположными каналами управления двух струйных блоков управления, а их выходные каналы струйных блоков усиления подсоединены коммуникационными трубопроводами к глухим камерам мембранно-тарельчатых узлов.In the system diagram, the inputs of each indicator nozzle are connected by communication pipelines to the corresponding opposite control channels of the two inkjet control units, and their output channels of the inkjet amplification units are connected by communication pipelines to the blind chambers of the membrane-plate assemblies.
Каждый из противоположных опорных дросселей, по меньшей мере, в двух парах подсоединен к соответствующему соплу, расположенному над мембранно-тарельчатым узлом с его открытой камерой, связанным с атмосферой, что дает возможность сбрасывать давление воздуха в опорном дросселе и соответственно в этой части циркуляционного зазора для перемещения вала в необходимом направлении.Each of the opposite supporting chokes, in at least two pairs, is connected to a corresponding nozzle located above the membrane-plate assembly with its open chamber connected to the atmosphere, which makes it possible to relieve air pressure in the supporting choke and, accordingly, in this part of the circulation gap for moving the shaft in the required direction.
Сопло мембранно-тарельчатого узла в сочетании с примыкающей к нему мембраной выполняют функции элемента "Сопла-Заслонки" с возможностью пропорционального регулирования давления воздуха, а также прекращения сброса давления от опорного дросселя при соответствующем давлении в глухой камере мембранно-тарельчатого узла, поступающего от струйного блока управления.The nozzle of the membrane-plate assembly in combination with the adjacent membrane serves as the “Nozzle-Damper” element with the possibility of proportional control of air pressure, as well as stopping the pressure relief from the reference throttle at the corresponding pressure in the blind chamber of the membrane-plate assembly coming from the jet block management.
Такое построение струйных систем управления положением вала в опорах подшипника позволяет выполнять струйные блоки управления с существенно меньшим коэффициентом усиления по расходу воздуха, сократить число каскадов усиления в струйном блоке с уменьшением размеров каналов струйных элементов и увеличением их быстродействия для парирования перегрузок в большем диапазоне их изменения. Кроме этого такое выполнение системы управления положением вала в циркуляционном зазоре подшипника по двум осям координат позволяет существенно сблизить его геометрические и физические центры, что устраняет причину возникновения и развития вибрационных автоколебаний в газовых высокоскоростных радиально-опорных подшипниках.Such a construction of inkjet control systems for the position of the shaft in the bearings of the bearing makes it possible to perform inkjet control units with a significantly lower gain in air flow rate, to reduce the number of amplification stages in the inkjet unit with a decrease in the size of the channels of the inkjet elements and an increase in their speed to counter overloads in a wider range of their variation. In addition, this implementation of the control system for the position of the shaft in the circulating bearing clearance along two coordinate axes makes it possible to substantially bring its geometric and physical centers closer, which eliminates the cause of the occurrence and development of vibrational self-oscillations in gas high-speed angular contact bearings.
Газостатический радиально-опорный подшипник с регулятором положения вала, в котором мембранные узлы выполняются мембранно-тарельчатого типа с самоустанавливающимися, летающими, подвешенными тарелками, имеющими боковую сферическую направляющую поверхность, позволяет повысить их чувствительность в системе управления положением вала.A gas-static angular contact bearing with a shaft position regulator, in which the membrane units are made of a membrane-plate type with self-aligning, flying, suspended plates having a lateral spherical guide surface, makes it possible to increase their sensitivity in the shaft position control system.
Газостатический радиально-опорный подшипник с регулятором положения вала, в котором на концевых участках вала в подшипнике выполнены спиралеобразные шнеки, аналогичные по принципу своей работы шнековым насосам, обеспечивает уменьшение расхода воздуха в системе при соответствующем вращении вала, создавая противоток основному потоку воздуха в циркуляционном зазоре подшипника.A gas-static angular contact bearing with a shaft position regulator, in which spiral end screws are made in the end sections of the shaft in the bearing, which are similar in principle to screw pumps, reduce the air flow in the system with the corresponding shaft rotation, creating a countercurrent to the main air flow in the bearing circulation gap .
Предложенная система автоматического управления (САУ) положением вала газостатического радиально-опорного подшипника со струйным регулятором увеличивает ее эксплуатационную надежность вследствие нечувствительности струйных элементов к изменению температуры окружающей среды, к внешним вибрациям, ударным нагрузкам, электромагнитным и радиационным возмущениям.The proposed automatic control system (ACS) for the position of the shaft of a gas-static angular contact bearing with a jet regulator increases its operational reliability due to the insensitivity of the jet elements to changes in ambient temperature, to external vibrations, shock loads, electromagnetic and radiation disturbances.
Подача воздуха от источника питания, например от аккумулятора, обеспечивает надежную работу газостатического радиально-опорного подшипника с регулятором положения вала в период запуска и остановки объекта.The air supply from the power source, for example from the battery, ensures reliable operation of the gas-static angular contact bearing with a shaft position regulator during the start and stop of the object.
На фиг.1 схематично показан газостатический радиально-опорный подшипник с регулятором положения вала, включая схему струйной пневматической САУ положением вала с мембранно-тарельчатым узлом.Figure 1 schematically shows a gas-static angular contact bearing with a shaft position adjuster, including a pneumatic self-propelled guns scheme with the position of the shaft with a membrane-disk assembly.
На фиг 2 показан вид по А-А подшипника с индикаторными соплами.Figure 2 shows a view along AA of the bearing with indicator nozzles.
На фиг.3 показан вид по Б-Б подшипника с опорными дросселями.Figure 3 shows a view along BB of the bearing with supporting throttles.
На фиг.4 показан вид по В-В подшипника с опорными дросселями.Figure 4 shows a view in BB of the bearing with supporting throttles.
На фиг.5 показана конструктивная схема мембранно-тарельчатого узла, выполняющего в сочетании мембраны с соплом функции работы "Сопла-Заслонки", где 60 - мембрана, 61 - сопло, 62 - пружина, 63 - глухая камера.Figure 5 shows a structural diagram of a membrane-plate assembly that, in combination with a membrane and a nozzle, operates the "Nozzle-Damper" function, where 60 is a membrane, 61 is a nozzle, 62 is a spring, 63 is a blind chamber.
На фиг.6 показана, в качестве примера, характеристика САУ со струйными элементами, отображающая зависимость выходных давлений в струйном блоке управления от величины перепада давлений в каналах управления первичного струйного элемента с зоной нечувствительности.Figure 6 shows, as an example, the characteristic of self-propelled guns with inkjet elements, showing the dependence of the output pressures in the inkjet control unit on the pressure drop in the control channels of the primary inkjet element with a dead zone.
Газостатический радиально-опорный подшипник с регулятором положения вала, показанный на фиг.1, 2, 3, 4, содержит корпус 1 с размещенным в нем валом 2, диаметрально противолежащими парными индикаторными соплами 3, 4, 5, 6 и соответствующими им диаметрально противолежащими парными опорными дросселями 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. Причем первая пара указанных индикаторных сопел 3 и 4, разделенных валом, расположена по одной оси диаметрально противоположно перпендикулярно поверхности вала, совпадающей с направлением действия силы земного притяжения при горизонтальном положении вала подшипника.The gasostatic angular contact bearing with a shaft position adjuster, shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, comprises a
Вторая пара индикаторных сопел 5 и 6 также диаметрально противоположна, расположена по оси, перпендикулярной оси первой пары и также перпендикулярной поверхности вала подшипника.The second pair of
Опорные дроссели 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 располагаются парно, по меньшей мере, в количестве двух пар, в соответствии с каждой парой индикаторных сопел 3, 4, 5, 6, т.е. оси каждой пары опорных дросселей 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 направлены параллельно осям соответствующей пары индикаторных сопел 3, 4, 5, 6.The reference chokes 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 are paired in at least two pairs, in accordance with each pair of
Оси опорных дросселей 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 также перпендикулярны окружной поверхности вала подшипника и пересекают горизонтальную ось вала в центре ее окружности.The axes of the
Система регулирования положением вала в опорах подшипника на фиг.1, включает в себя два струйных блока управления 15 и 16 с каналами управления первичных струйных элементов 17, 18, 19, и 20.The control system for the position of the shaft in the bearing bearings in figure 1, includes two inkjet control units 15 and 16 with control channels of the primary inkjet elements 17, 18, 19, and 20.
В регуляторе положения вала каждый выход 21, 22, 23 и 24 каждого струйного блока управления 15 и 16 снабжен соответственно мембранным узлом 25, 26, 27 и 28, каждый из которых имеет глухую мембранную камеру соответственно 29, 30, 31 и 32, подсоединенную к соответствующему выходу соответствующего струйного блока управления, причем с другой стороны мембраны каждый мембранный узел имеет камеру, сообщенную с атмосферой 33, 34, 35 и 36, и имеющую сопло соответственно 37, 38, 39 и 40, связанное с соответствующим трубопроводом, подающим воздух к соответствующим опорным дросселям. Каждое сопло 37, 38, 39 и 40 камер, связанных с атмосферой, нормально закрыто.In the shaft position controller, each output 21, 22, 23 and 24 of each inkjet control unit 15 and 16 is equipped with a membrane assembly 25, 26, 27 and 28, respectively, each of which has a blind membrane chamber 29, 30, 31 and 32, respectively, connected to the corresponding output of the corresponding jet control unit, and on the other side of the membrane, each membrane unit has a chamber in communication with the atmosphere 33, 34, 35 and 36, and having a nozzle 37, 38, 39 and 40, respectively, connected to a corresponding pipeline supplying air to the corresponding reference cross firs. Each nozzle 37, 38, 39 and 40 of the chambers associated with the atmosphere is normally closed.
Один вход 17 канала управления первого струйного блока управления 15 сообщен соответственно с первым индикаторным соплом 3 пары индикаторных сопел 3 и 4. Второй вход 18 канала управления первого струйного блока управления 15 сообщен соответственно со вторым индикаторным соплом 4 пары индикаторных сопел 3 и 4.One input 17 of the control channel of the first inkjet control unit 15 is communicated respectively with the
Соответствующий входу 17 выход 21 первого струйного блока управления 15 связан с глухой камерой мембранно-тарельчатого узла 29.Corresponding to the input 17, the output 21 of the first inkjet control unit 15 is connected to the blind chamber of the membrane-disk assembly 29.
Второй выход 22 первого струйного блока управления 15, соответствующий входу канала управления 18, связан с глухой камерой мембранно-тарельчатого узла 30.The second output 22 of the first inkjet control unit 15, corresponding to the input of the control channel 18, is connected to the blind chamber of the membrane-plate assembly 30.
При этом если сила давления воздуха в выходных каналах 21 и 22 блоков управления больше силы давления от опорных дросселей 7, 8, 9 и 10, соответственно мембраны 41 и 42 закрывают сопла 37, 38, не допуская слива воздуха и снижения давления в циркуляционном зазоре подшипника. Аналогичная картина работы блока управления 16 с мембранными узлами 27 и 28. Вход 19 канала первичного струйного элемента блока 16 сообщен с индикаторным соплом 5 пары индикаторных сопел 5 и 6, а его второй вход 20 канала первичного струйного элемента сообщен со вторым индикатором соплом 6. Соответствующий входу 19 выход 23 второго струйного блока управления 16 связан с глухой камерой 31 мембранного узла 27.Moreover, if the air pressure force in the output channels 21 and 22 of the control units is greater than the pressure force from the supporting
Соответствующий входу 20 выход 24 второго струйного блока управления 16 связан с глухой камерой 32 мембранного узла 28. В этом случае, если сила давления в глухих камерах 31, 32 будет больше силы давление от опорных дросселей 11, 12, 13, 14, то соответственно мембраны 43 и 44 закрывают сопла 39 и 40, не допуская слива воздуха и снижения давления в циркуляционном зазоре подшипника.The output 24 of the second inkjet control unit 16 corresponding to input 20 is connected to the blind chamber 32 of the membrane assembly 28. In this case, if the pressure force in the blind chambers 31, 32 is greater than the pressure force from the supporting
При отсутствии слива воздуха через сопла 37, 38, 39, 40 работа системы соответствует расчетному режиму в зоне нечувствительности.In the absence of air discharge through nozzles 37, 38, 39, 40, the system operation corresponds to the design mode in the dead zone.
Источником питания системы воздуха служит компрессор 45 объекта; при этом магистраль связи отбора воздуха содержит редукционный клапан 46 и фильтр 47. Магистраль питания воздухом от аккумулятора 48 содержит трубопровод с краном 49 и обратным клапаном 50.The air system power source is a compressor 45 of the facility; wherein the air intake communication line contains a pressure reducing valve 46 and a filter 47. The air supply line from the battery 48 includes a pipeline with a tap 49 and a check valve 50.
САУ газостатического радиально-опорного подшипника кроме указанных ранее узлов и элементов имеют дроссели настройки 51, 52, 53, 54, 55, 56 и 57, которые расположены в магистралях связи - коммуникационных трубопроводах.ACS gasostatic angular contact bearings in addition to the above nodes and elements have chokes 51, 52, 53, 54, 55, 56 and 57, which are located in the communication lines - communication pipelines.
Указанные дроссели настройки необходимы для обеспечения требуемого давления и расхода воздуха, подаваемого к индикаторным соплам, опорным дросселям и узловым элементам системы в зависимости от параметров подшипника.The specified adjustment chokes are necessary to ensure the required pressure and air flow supplied to the indicator nozzles, supporting chokes, and system components, depending on the bearing parameters.
На фиг.5, где изображена конструктивная схема мембранно-тарельчатого узла, выполняющего в сочетании мембраны с соплом функции работы "Сопла-Заслонки", показаны: 60 - мембрана, 61 - сопло, 62 - пружина, 63 - глухая камера.Figure 5, which shows a structural diagram of a membrane-plate assembly, which, in combination with a membrane and a nozzle, operates the “Nozzle-Damper” function, showing: 60 — membrane, 61 — nozzle, 62 — spring, 63 — blind chamber.
Газостатический радиально-опорный подшипник с регулятором положения вала работает следующим образом.Gas-static angular contact bearing with a shaft position adjuster operates as follows.
До начала работы системы автоматического управления вал 2 подшипника под действием силы тяжести находится на нижней части его опорной поверхности и закрывает собой индикаторное сопло 3. Для того чтобы исключить контакт вала с опорной частью подшипника в период запуска двигателя или его остановки, питание системы воздухом осуществляется от аккумулятора 48.Prior to the start of the automatic control system, the
После открытия крана 49 и подачи воздуха в систему от аккумулятора 48 давление в канале 17 струйного блока управления 15 будет больше, чем на входе канала управления 18, так как индикаторное сопло 3 прикрыто валом 2, а индикаторное сопло 4 - раскрыто.After opening the valve 49 and supplying air to the system from the accumulator 48, the pressure in the channel 17 of the inkjet control unit 15 will be greater than at the inlet of the control channel 18, since the
В соответствии с характеристикой блока управления (фиг.6), при создавшемся перепаде давления в каналах управления блока 15 давления в глухой камере 29 будет существенно больше, чем в камере 30. При этом мембрана 41 закроет сопло 37, и мембрана 42 раскроет сопло 38. В результате создается перепад давления в опорных дросселях 7, 9 и 8, 10, вал 2 отрывается от нижней части опоры подшипника и перемещается к его центру до расчетного положения в зоне нечувствительности, когда силы давления на противоположных сторонах вала выравниваются с учетом силы земного притяжения.In accordance with the characteristic of the control unit (Fig. 6), when the pressure difference in the control channels of the block 15 is created, the pressure in the blind chamber 29 will be significantly greater than in the chamber 30. In this case, the membrane 41 will close the nozzle 37 and the membrane 42 will open the nozzle 38. As a result, a pressure differential is created in the supporting
При возникновении внешних возмущений, например при маневрах летательного аппарата в виде инерционных сил от перегрузок, происходит изменение положения вала относительно опорной поверхности подшипника.In the event of external disturbances, for example during maneuvers of the aircraft in the form of inertial forces from overloads, a change in the position of the shaft relative to the bearing support surface occurs.
В качестве примера рассмотрим случай действия инерционных сил в направлении, обратном действию сил земного притяжения. В этом случае зазор между валом 2 и индикаторным соплом 4 сокращается, давление в магистрали и соответственно на входе 18 канала управления струйного блока 15 (см. фиг.1) увеличивается, что вызывает уменьшение давления на выходе 21 струйного блока 15 и соответственно уменьшение давления в глухой камере мембранного узла 25. Мембрана 41 при этом открывает сопло 37, уменьшая давление в магистрали с дросселем настройки 57 и перед дросселями 7 и 8, не допуская движение вала 2 к верхней опоре подшипника, заставляя вал 2 двигаться к исходному положению. При появлении перегрузки, совпадающей с направлением действия сил земного притяжения, аналогичная картина работы системы происходит с мембранным узлом 26, приводя к уменьшению давления перед дросселями 9 и 10, вызывая возврат вала 2 к исходному положению в зоне нечувствительности.As an example, we consider the case of the action of inertial forces in the direction opposite to the action of gravitational forces. In this case, the gap between the
При действии перегрузок в направлении, перпендикулярном действию сил земного притяжения, в работе системы участвуют сопла 5 и 6, с помощью которых (по аналогии с описанием работы САУ с соплами 3 и 4) регистрируется положение вала в циркуляционном зазоре подшипника также по перепаду давлений воздуха в этой плоскости (без участия сил земного притяжения). Здесь в работе САУ для стабилизации положения вала в подшипнике участвуют мембранные узлы 27 и 28, а также опорные дроссели 11, 12, 13, 14.Under the effect of overloads in the direction perpendicular to the action of gravitational forces, the
При действии перегрузок под углом к направлению действия силы земного притяжения в работе системы участвуют все индикаторные сопла 3, 4, 5, 6, мембранные узлы 25, 26, 27, 28 и опорные дроссели 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. Работа системы в этом случае аналогична описанной работе в рассмотренных примерах.Under the action of overloads at an angle to the direction of action of the force of gravity, all
Газостатический радиально-опорный подшипник с регулятором положения вала, в котором мембранные узлы выполнены мембранно-тарельчатыми с самоустанавливающимися, летающими, подвешенными тарелками, имеющими боковую сферическую направляющую поверхность, как показано на фиг.5, позволяет увеличить чувствительность и быстродействие САУ.A gas-static angular contact bearing with a shaft position adjuster, in which the membrane units are made of membrane-plate with self-aligning, flying, suspended plates having a lateral spherical guide surface, as shown in figure 5, allows to increase the sensitivity and speed of the ACS.
Для уменьшения расхода воздуха в системе на концевых участках вала 2, находящихся в подшипнике 1, выполнены спиралеобразные шнеки 58, 59, создающие подобно шнековым насосам противоток, который обеспечивает увеличение сопротивления движению основному потоку воздуха по длине циркуляционного зазора. Это позволяет снизить расход воздуха в системе.To reduce the air flow in the system at the end sections of the
Предлагаемое изобретение позволяет автоматически парировать (в том числе и вибрационные) колебания валов, как в самих подшипниках, так и по их длине в сложных газотурбинных установках с различными условиями нагрузок на валы при соответствующем размещении индикаторных сопел и опорных дросселей регуляторов САУ его на критических участках.The present invention allows to automatically counter (including vibrational) vibrations of the shafts, both in the bearings themselves and along their length in complex gas turbine installations with various conditions of loads on the shafts with appropriate placement of indicator nozzles and supporting throttles of ACS regulators in critical areas.
Предлагаемое автоматическое устройство регулирования положения вала позволяет существенно сблизить геометрические и физические центры подшипника, что устраняет причину внешних вибрационных колебаний вала в газовых высокоскоростных подшипниках.The proposed automatic device for adjusting the position of the shaft makes it possible to substantially bring the geometric and physical centers of the bearing closer, which eliminates the cause of external vibrational vibrations of the shaft in gas high-speed bearings.
Предлагаемое изобретение с мембранными узлами позволяет сократить расход воздуха в регуляторе, что дает возможность применить струйные элементы с уменьшенными размерами каналов и увеличить их быстродействие для парирования перегрузок и быстроизменяющихся нагрузок в большем диапазоне их изменения.The present invention with membrane units can reduce air flow in the regulator, which makes it possible to use inkjet elements with reduced channel sizes and increase their speed to counter overloads and rapidly changing loads in a wider range of their changes.
Предлагаемая система автоматического управления положения вала в подшипнике со струйным блоком, выполненным без подвижных деталей, на элементах струйной техники, обеспечивает нечувствительность системы к изменению температуры, внешним вибрациям и электромагнитным радиационным возмущениям.The proposed system for automatically controlling the position of the shaft in a bearing with an inkjet block made without moving parts on elements of inkjet technology ensures the system is insensitive to temperature changes, external vibrations and electromagnetic radiation disturbances.
Предлагаемая система автоматического управления положением вала в подшипнике с подачей воздуха от аккумулятора обеспечивает надежную работу объекта в период запуска и его остановок.The proposed system of automatic control of the position of the shaft in the bearing with air supply from the battery ensures reliable operation of the object during the start-up and its stops.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007118732/11A RU2347961C1 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Gasostatic radial-thrust bearing with shaft position adjuster |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007118732/11A RU2347961C1 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Gasostatic radial-thrust bearing with shaft position adjuster |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2347961C1 true RU2347961C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007118732/11A RU2347961C1 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Gasostatic radial-thrust bearing with shaft position adjuster |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2347961C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445470C1 (en) * | 2010-09-20 | 2012-03-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Axial gas static bearing |
| RU2453741C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Темп" им. Ф. Короткова" | Gas bearing with shaft position jet regulator |
| CN110030266A (en) * | 2019-03-27 | 2019-07-19 | 浙江工业大学 | A kind of aerostatic bearing gas film pressure vector control apparatus |
| RU2786624C1 (en) * | 2021-07-26 | 2022-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА Российский технологический университет» | Jet-pneumatic preliminary and differentiation unit |
-
2007
- 2007-05-21 RU RU2007118732/11A patent/RU2347961C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445470C1 (en) * | 2010-09-20 | 2012-03-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Axial gas static bearing |
| RU2453741C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Темп" им. Ф. Короткова" | Gas bearing with shaft position jet regulator |
| CN110030266A (en) * | 2019-03-27 | 2019-07-19 | 浙江工业大学 | A kind of aerostatic bearing gas film pressure vector control apparatus |
| RU2786624C1 (en) * | 2021-07-26 | 2022-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА Российский технологический университет» | Jet-pneumatic preliminary and differentiation unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9745992B2 (en) | Turbocharger bearing damper assembly | |
| CN104271921B (en) | Turbocharger with journal bearing | |
| EP3441594B1 (en) | Epicyclic gear stage | |
| CN1745253B (en) | Variable geometry diffuser mechanism | |
| JP5710467B2 (en) | Method and apparatus for balancing pressure in a turbojet bearing housing | |
| US8307626B2 (en) | Auxiliary pump system for fan drive gear system | |
| US5771929A (en) | Low noise ball valve assembly with airfoil insert | |
| EP3244027B1 (en) | Turbocharger assembly | |
| CN105492766A (en) | Assembly with bearings and spacer | |
| RU2347961C1 (en) | Gasostatic radial-thrust bearing with shaft position adjuster | |
| BRPI0706722A2 (en) | heat recovery unit | |
| JPH02151597A (en) | Regulator for prop fan/turboprop engine | |
| SE465527B (en) | SCREW ROUTE MACHINE WITH ORGAN FOR AXIAL BALANCE | |
| US20170328404A1 (en) | Plain self-centering bearing | |
| US20190353543A1 (en) | Axial thrust force balancing apparatus for an integrally geared compressor | |
| WO2017006865A1 (en) | Bearing structure and supercharger | |
| CN103380269A (en) | Coupled outlet vane device/angular adjustment | |
| JPWO2017082166A1 (en) | Bearing structure and turbocharger | |
| US20160032760A1 (en) | Housing for a gas turbine, aircraft engine, and a process for operating a gas turbine | |
| JP2004138065A (en) | Method and device for adjusting fluid flow of gas turbine engine | |
| EP3401514B1 (en) | Fluid damping structure ring and method of fluid damping | |
| EP3045697B1 (en) | Cooling air supply control system for air cycle machine | |
| RU2357122C2 (en) | Gas-static thrust-axial bearing with pneumatic controller of shaft position | |
| CN105889162A (en) | Synchronous control system for hydraulic motors | |
| RU134602U1 (en) | GASOSTATIC BEARING |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100119 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170522 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181126 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200522 |