RU2588281C1 - Combined support with elastic elements - Google Patents

Combined support with elastic elements Download PDF

Info

Publication number
RU2588281C1
RU2588281C1 RU2015108571/11A RU2015108571A RU2588281C1 RU 2588281 C1 RU2588281 C1 RU 2588281C1 RU 2015108571/11 A RU2015108571/11 A RU 2015108571/11A RU 2015108571 A RU2015108571 A RU 2015108571A RU 2588281 C1 RU2588281 C1 RU 2588281C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rolling bearing
bearing
shaft
housing
sliding bearing
Prior art date
Application number
RU2015108571/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Алексеевич Савин
Роман Николаевич Поляков
Николай Васильевич Комаров
Денис Владимирович Шутин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приокский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2588281C1 publication Critical patent/RU2588281C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be used in rotating, high-loaded rotor machines. Combination support includes housing and installed in it in series on shaft of rolling bearing, external ring of which is installed in housing by means of flexible rings so that bearing may move relative to shaft axis in radial direction under action of external loads, and sliding bearing. With increase in RPM in channels of sliding bearing there is hybrid reaction, reducing load on rolling bearing, as result of external load is redistributed between rolling bearing and journal bearing. On inner surface of casing piezoactuators are installed connected to voltage source and capable of as a result of own deformations to move movable shoes relative to shaft axis in axial direction.
EFFECT: higher reliability, durability, improved dynamic characteristics of rotor-support and reduced rotor vibration amplitude due to activation, deactivation of resilient rings by means of changing voltage supplied to piezoactuators.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся, высоконагруженных роторных машинах.The invention relates to the field of engineering and can be used in fast-rotating, highly loaded rotary machines.

В качестве прототипа данного технического решения выбрана комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения и подшипник скольжения, в которой наружное кольцо подшипника качения установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, при этом с увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения (см. патент РФ №2320908, МПК F16C 21/00, опубликовано 27.03.2008 г.).As a prototype of this technical solution, a combined support was selected, comprising a housing and a rolling bearing and a sliding bearing placed in series on the shaft, in which the outer ring of the rolling bearing is installed in the housing using elastic rings so that the rolling bearing can move relative to the shaft axis in in the radial direction under the action of external loads, while with an increase in the frequency of rotation of the shaft in the channels of the sliding bearing, a hydrostatodynamic reaction I, which reduces the load on the rolling bearing, resulting in a redistribution of the external load between the rolling bearing and the sliding bearing (see RF patent No. 2320908, IPC F16C 21/00, published March 27, 2008).

Недостатком данной опоры является высокие амплитуды колебаний и большие потери на трение, а также отсутствие возможности активного управления динамическими характеристиками системы ротор - опора.The disadvantage of this support is the high oscillation amplitudes and large friction losses, as well as the lack of the ability to actively control the dynamic characteristics of the rotor-support system.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, - улучшение динамических характеристик системы ротор - опора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы.The technical problem that this invention solves is the improvement of the dynamic characteristics of the rotor-support system by turning on and off the elastic rings by changing the voltage supplied to the piezo actuators.

Поставленная задача достигается тем, что комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения, при этом с увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения. Согласно изобретению на внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении.This object is achieved in that the combined support comprising a housing and a rolling bearing arranged sequentially on the shaft in the shaft, the outer ring of which is mounted in the housing using elastic rings so that the rolling bearing can move relative to the shaft axis in the radial direction under the action of external loads, and a sliding bearing, while with increasing shaft speed in the channels of the sliding bearing a hydrostatodynamic reaction appears, reducing the load on the bearing Achen, resulting in a redistribution of load between the outer rolling bearing and sliding bearing. According to the invention, piezoelectric actuators are installed on the inner surface of the housing, connected to a voltage source and capable of moving the movable blocks relative to the shaft axis in the axial direction as a result of their own deformations.

Технический результат применения данного устройства заключается в повышении надежности, долговечности, улучшении динамических характеристик системы ротор - опора и уменьшение амплитуды колебаний ротора за счет включения, выключения упругих колец с помощью изменения напряжения, подаваемого на пьезоактуаторы.The technical result of the use of this device is to increase the reliability, durability, improve the dynamic characteristics of the rotor-support system and reduce the amplitude of the oscillations of the rotor by turning on and off the elastic rings by changing the voltage supplied to the piezo actuators.

На фиг. 1 изображена комбинированная опора, продольный разрез при зафиксированном положении подшипника качения в радиальном направлении относительно оси вала, на фиг. 2 изображена комбинированная опора, продольный разрез при незафиксированном положении подшипника качения в радиальном направлении относительно оси вала.In FIG. 1 shows a combined support, a longitudinal section with a fixed position of the rolling bearing in the radial direction relative to the axis of the shaft, FIG. 2 shows a combined support, a longitudinal section in the non-fixed position of the rolling bearing in the radial direction relative to the axis of the shaft.

Комбинированная опора содержит корпус 1 с установленным в нем подшипником скольжения 2, в котором концентрично расположена шейка вала 3. На валу 3 концентрично установлен подшипник качения 4, внутренняя обойма которого неподвижно закреплена на валу 3, а внешняя обойма соединена с корпусом 1 через упругие кольца 5. На корпусе 1 установлены пьезоактуаторы 6, подключенные к источнику питания 7, которые приводят в движение подвижные колодки 8, фиксирующие внешнюю обойму подшипника качения 4.The combined support comprises a housing 1 with a sliding bearing 2 installed in it, in which the neck of the shaft 3 is concentrically arranged. A rolling bearing 4 is concentrically mounted on the shaft 3, the inner race of which is fixedly mounted on the shaft 3, and the outer race is connected to the housing 1 through elastic rings 5 On the housing 1, piezoelectric actuators 6 are installed, connected to a power source 7, which drive the moving blocks 8, fixing the outer race of the rolling bearing 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При запуске (остановке) машины вращение вала 3 и передача нагрузки на корпус 1 осуществляется через подшипник качения 4, подвижные колодки 8. Подвижные колодки 8 прижимаются к внешней обойме подшипника качения 4 с помощью пьезоакуаторов 6, на которые подается напряжение от источника питания 7. С увеличением частоты вращения в каналах подшипника скольжения 2 появляется гидростатодинамическая реакция и происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения 4 и подшипником скольжения 2.When starting (stopping) the machine, the shaft 3 is rotated and the load is transferred to the housing 1 through the rolling bearing 4, movable pads 8. The movable pads 8 are pressed against the outer race of the rolling bearing 4 using piezo actuators 6, to which voltage is supplied from the power source 7. C an increase in the frequency of rotation in the channels of the sliding bearing 2 a hydrostatodynamic reaction occurs and the redistribution of the external load between the rolling bearing 4 and the sliding bearing 2.

Если при работе комбинированной опоры с включенным ПК возникает недопустимая вибрация, подвижные колодки 8 под действием собственных деформаций пьезоактуаторов 6, возникающих за счет падения напряжения, подаваемого источником питания 7, смещаются в осевом направлении, освобождая наружную обойму ПК. При этом нагрузка с вала 3 на корпус 1 передается через подшипник качения 4, упругие кольца 5 и подшипник скольжения 2. При уменьшении уровня вибрации до допустимых значений все процессы происходят в обратном порядке.If an unacceptable vibration occurs during the operation of the combined support with the PC turned on, the movable blocks 8 under the action of their own deformations of the piezoelectric actuators 6 arising from the voltage drop supplied by the power source 7 are displaced in the axial direction, freeing the outer clip of the PC. In this case, the load from the shaft 3 to the housing 1 is transmitted through the rolling bearing 4, the elastic rings 5 and the sliding bearing 2. When the vibration level is reduced to acceptable values, all processes occur in the reverse order.

Claims (1)

Комбинированная опора, содержащая корпус и размещенные в нем последовательно на валу подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в корпусе с использованием упругих колец таким образом, что подшипник качения может перемещаться относительно оси вала в радиальном направлении под действием внешних нагрузок, и подшипник скольжения, при этом с увеличением частоты вращения вала в каналах подшипника скольжения появляется гидростатодинамическая реакция, уменьшающая нагрузку на подшипник качения, в результате чего происходит перераспределение внешней нагрузки между подшипником качения и подшипником скольжения, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса установлены пьезоактуаторы, подключенные к источнику напряжения и способные в результате собственных деформаций перемещать подвижные колодки относительно оси вала в осевом направлении. A combined support comprising a housing and a rolling bearing arranged sequentially on the shaft in the shaft, the outer ring of which is mounted in the housing using elastic rings so that the rolling bearing can move relative to the shaft axis in the radial direction under the influence of external loads, and a sliding bearing, with an increase in the shaft rotation frequency, a hydrostatodynamic reaction appears in the channels of the sliding bearing, which reduces the load on the rolling bearing, as a result of which external load distribution between the rolling bearing and sliding bearing, characterized in that on the inner surface of the housing fitted pezoaktuatory connected to a voltage source and capable of resulting in the characteristic deformations move the movable block relative to the shaft axis in the axial direction.
RU2015108571/11A 2015-03-11 Combined support with elastic elements RU2588281C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2588281C1 true RU2588281C1 (en) 2016-06-27

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782484C2 (en) * 2021-03-24 2022-10-28 Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" Device and method for distribution of axial force of rotor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073801C1 (en) * 1993-08-10 1997-02-20 Орловский государственный технический университет Combined support
RU2320908C2 (en) * 2006-04-13 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Combined support with elastic elements
RU2395733C1 (en) * 2009-04-21 2010-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Adaptive combination support
RU2509928C1 (en) * 2012-07-13 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") Combination support

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073801C1 (en) * 1993-08-10 1997-02-20 Орловский государственный технический университет Combined support
RU2320908C2 (en) * 2006-04-13 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Combined support with elastic elements
RU2395733C1 (en) * 2009-04-21 2010-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Adaptive combination support
RU2509928C1 (en) * 2012-07-13 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") Combination support

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782484C2 (en) * 2021-03-24 2022-10-28 Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" Device and method for distribution of axial force of rotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9422977B2 (en) Bearing mechanism
JP2009057973A (en) Gas turbine rotor and stator support system
JP2011174614A (en) Bearing system used for wind turbine rotor
KR20160016684A (en) Retainer for a rolling bearing
JP2015522770A (en) Device with at least one self-aligning roller bearing with preloading unit and method for applying preload
RU2588281C1 (en) Combined support with elastic elements
KR20140000647A (en) Eccentric rolling bearing
CN106958586B (en) Rotating machine with magnetic and mechanical bearings
RU2581792C1 (en) Combined support
RU2605228C1 (en) Combined bearing
WO2010131993A1 (en) Method for alleviating the effect of centrifugal force on the rings of a rolling-element bearing (embodiments) and a rolling-element bearing (embodiments)
RU2602515C1 (en) Combined bearing
RU2525497C1 (en) Combined support
RU157069U1 (en) COMBINED BRACKET
RU2490523C1 (en) Reversing combination support
RU2561199C1 (en) Combined support
RU2605703C2 (en) Combined bearing
RU2320908C2 (en) Combined support with elastic elements
RU134992U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT
RU2561429C1 (en) Combined support
RU2563954C1 (en) Turbomachine rotor support
CN205622382U (en) Motor bearing preloading device and motor
RU2708413C1 (en) Multilobal mechatronic gas-dynamic bearing
JP2015064081A (en) Rolling bearing
RU2509928C1 (en) Combination support