RU2769038C1 - Radial petal gas dynamic bearing - Google Patents
Radial petal gas dynamic bearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769038C1 RU2769038C1 RU2021103439A RU2021103439A RU2769038C1 RU 2769038 C1 RU2769038 C1 RU 2769038C1 RU 2021103439 A RU2021103439 A RU 2021103439A RU 2021103439 A RU2021103439 A RU 2021103439A RU 2769038 C1 RU2769038 C1 RU 2769038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- petals
- bearing according
- paragraphs
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/02—Sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиальным лепестковым газодинамическим подшипникам, и может быть использовано в качестве опор высокоскоростных турбомашин, в частности в турбогенераторах и турбокомпрессорах.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to radial petal gas-dynamic bearings, and can be used as supports for high-speed turbomachines, in particular in turbogenerators and turbocompressors.
Известен радиальный лепестковый газодинамический подшипник (см. Патент США 3615121, 1971 г.), содержащий охватывающий цапфу вала корпус с расположенными на его внутренней цилиндрической поверхности продольными прямоугольными пазами, перекрывающие друг друга лепестки с крепежными штифтами, вставленными в пазы корпуса и последующего закрытия концов пазов кольцевыми фиксаторами (тонкими дисками), которые крепятся к корпусу с помощью винтов.Known radial petal gas-dynamic bearing (see US Patent 3615121, 1971), containing covering the shaft trunnion with longitudinal rectangular grooves located on its inner cylindrical surface, overlapping petals with mounting pins inserted into the grooves of the housing and subsequent closing of the ends of the grooves ring retainers (thin discs) that are attached to the body with screws.
Недостатком данного подшипника является снижение рабочей зоны подшипника из-за наличия кольцевых фиксаторов с крепящими их винтами и сложность его изготовления.The disadvantage of this bearing is the reduction of the working area of the bearing due to the presence of ring retainers with screws securing them and the complexity of its manufacture.
Наиболее близким к данному изобретению является радиальный лепестковый газодинамический подшипник (см. Высокоскоростные газодинамические лепестковые подшипники с перекрывающимися лепестками. / Сигачев С.И., Захарова Н.Е., Румянцев М.Ю. // Сборник трудов VIII Международной научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании, науке и производстве». - Протвино, Управление образования и науки Администрации г. Протвино. 23-27 июня 2014 г. стр. 923-927), где для осевой фиксации лепестков в кольцевые проточки по краям корпуса устанавливаются упругие разрезные кольца.Closest to this invention is a radial gas-dynamic petal bearing (see High-speed gas-dynamic petal bearings with overlapping petals. / Sigachev S.I., Zakharova N.E., Rumyantsev M.Yu. // Proceedings of the VIII International Scientific and Practical Conference " Information and communication technologies in education, science and production". - Protvino, Department of Education and Science of the Administration of Protvino. June 23-27, 2014, pp. 923-927), where for axial fixation of the petals in the annular grooves along the edges of the body elastic split rings.
К недостаткам прототипа относится то, что использование для осевой фиксации лепестков двух пазов по краям корпуса с установленными в них разжимных колец приводит к увеличению минимально необходимой длины цапфы вала и, как следствие, к снижению изгибной жесткости вала, которая может оказаться ниже рабочей частоты вращения вала, что недопустимо для работы лепесткового газодинамического подшипника.The disadvantages of the prototype include the fact that the use of two grooves for axial fixation of the petals along the edges of the housing with expansion rings installed in them leads to an increase in the minimum required length of the shaft trunnion and, as a result, to a decrease in the bending rigidity of the shaft, which may be lower than the operating speed of the shaft , which is unacceptable for the operation of a gas-dynamic petal bearing.
Кроме того, при работе данный подшипник допускает только одно направление вращения, и обслуживание подшипника затруднено.In addition, during operation, this bearing allows only one direction of rotation, and maintenance of the bearing is difficult.
Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является расширение зоны работоспособности подшипника, в т.ч. путем увеличения изгибной частоты колебаний вала в следствие уменьшения длины вала за счет исключения нерабочей зоны подшипника, используемой для крепления лепестков в осевом направлении.The technical result, to which the invention is directed, is the expansion of the bearing serviceability zone, incl. by increasing the bending frequency of the shaft oscillations as a result of reducing the length of the shaft due to the exclusion of the non-working zone of the bearing used to fasten the petals in the axial direction.
Дополнительными техническими результатами являются:Additional technical results are:
- облегчение процессов обслуживания подшипника, в т.ч. его сборки и разборки;- facilitation of bearing maintenance processes, incl. its assembly and disassembly;
- исключение возможности неправильной установки лепестков (в обратном направлении);- exclusion of the possibility of improper installation of the petals (in the opposite direction);
- обеспечение возможности работы подшипника в обоих направлениях вращения вала.- ensuring the possibility of operation of the bearing in both directions of rotation of the shaft.
Также техническим результатом является расширение области техники и создание именно такого подшипника, как он охарактеризован в формуле изобретения.Also, the technical result is the expansion of the field of technology and the creation of just such a bearing, as it is characterized in the claims.
Заявленный технический результат достигается тем, что радиальный лепестковый газодинамический подшипник, содержащий корпус с расположенными на его внутренней цилиндрической поверхности продольными пазами, в которые вставлены профилированные по незамкнутому коробчатому профилю крепежные хвостовики перекрывающих друг друга лепестков, охватывающих в статическом состоянии цапфу сопрягаемого вала, снабжен кольцевой проточкой, выполненной на внутренней цилиндрической поверхности корпуса в месте охвата цапфы вала и установки лепестков, и упругим разжимным кольцом для установки в кольцевой проточке, а крепежные хвостовики снабжены прорезью для прохода упомянутого упругого разжимного кольца, установленного, в собранном состоянии подшипника, в кольцевой проточке цилиндрической поверхности корпуса в области центра симметрии лепестка или на некотором расстоянии от него.The claimed technical result is achieved by the fact that a radial petal gas-dynamic bearing containing a housing with longitudinal grooves located on its inner cylindrical surface, into which fastening shanks of overlapping petals profiled along an open box-shaped profile are inserted, covering in a static state the trunnion of the mating shaft, is provided with an annular groove , made on the inner cylindrical surface of the housing in the place where the shaft trunnion is covered and the petals are installed, and with an elastic expansion ring for installation in the annular groove, and the mounting shanks are provided with a slot for the passage of the said elastic expansion ring installed, in the assembled state of the bearing, in the annular groove of the cylindrical surface body in the region of the center of symmetry of the petal or at some distance from it.
В частных случаях выполнения:In special cases of execution:
Крепежные хвостовики и/или выполнены преимущественно из сплавов на железоникелевой основе.The fastening shanks and/or are predominantly made of iron-nickel alloys.
На сторону лепестков, обращенную к цапфе сопрягаемого вала, может быть нанесено антифрикционное покрытие, например, фторопласто-полиимидная твердая смазка.On the side of the petals facing the trunnion of the mating shaft, an anti-friction coating, for example, a fluoroplastic-polyimide solid lubricant, can be applied.
Относительная длина каждого из лепестков преимущественно находится диапазоне 1,5-1,9 (безразмерная величина).The relative length of each of the petals is mainly in the range of 1.5-1.9 (dimensionless value).
Относительный радиус лепестка преимущественно находится в диапазоне 1,3-2,0 (безразмерная величина).The relative radius of the petal is mainly in the range of 1.3-2.0 (dimensionless value).
Рабочая часть, как минимум, одного из лепестков, может быть спрофилирована по радиусу.The working part of at least one of the petals can be profiled along the radius.
Глубина прорези крепежного хвостовика преимущественно выполняется не менее ширины соответствующей прорези.The depth of the slot of the fastening shank is preferably not less than the width of the corresponding slot.
Упругое разжимное кольцо может быть выполнено с круглым или прямоугольным сечением.The elastic expansion ring can be made with a round or rectangular cross section.
Упругое разжимное кольцо установлено с зазором или с натягом.The elastic expanding ring is installed with a gap or with an interference fit.
На прилагаемых чертежах показан предложенный радиальный лепестковый газодинамический подшипник в различных разрезах, а также его составная часть.The attached drawings show the proposed radial petal gas-dynamic bearing in various sections, as well as its component.
На фиг. 1 показан осевой разрез подшипника.In FIG. 1 shows an axial section of the bearing.
На фиг. 2 показан поперечный разрез подшипника.In FIG. 2 shows a cross section of the bearing.
На фиг. 3 показан лепесток подшипника.In FIG. 3 shows a bearing tab.
Радиальный лепестковый газодинамический подшипник содержит корпус подшипника 1, внутри которого располагается цапфа вала 2, перекрывающие друг друга лепестки 3. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса подшипника 1 равномерно по окружности размещены несколько продольных пазов 4, преимущественно прямоугольного сечения (на чертежах представлен один из возможных вариантов с пятью пазами).A radial petal gas-dynamic bearing contains a bearing
На внутренней цилиндрической поверхности корпуса подшипника 1 в месте охвата цапфы вала 2 и установки лепестков 3 в области центра симметрии или на некотором незначительном расстоянии от него выполнена кольцевая проточка 5, в которую в собранном состоянии вставлено упругое разжимное (например, разрезное) кольцо 6. В пазы 4 вставлены профилированные по незамкнутому коробчатому профилю крепежные хвостовики 7 лепестков 3, причем хвостовики 7 имеют прорезь 8 для прохода кольца 6, выполненную преимущественно в центральной части хвостовика.An
Глубина прорези 8 хвостовика 7 преимущественно выполняется не менее ширины соответствующей прорези.The depth of the
Крепежные хвостовики 7 (как и все лепестки в целом) выполнены из сплавов на железоникелевой основе, например, причем преимущественно используется сплав 36НХТЮ.Mounting shanks 7 (as well as all petals as a whole) are made of iron-nickel alloys, for example, 36NKhTYu alloy is mainly used.
Рабочая часть лепестков 3 спрофилирована по радиусу, относительная длина лепестков 3 находится в диапазоне 1,5-1,9 (безразмерная величина), а относительный радиус - в диапазоне 1,3-2,0 (безразмерная величина).The working part of the
Лепестки 3 установлены таким образом, что в статическом состоянии охватывают цапфу вала 2 без зазора, а в динамическом состоянии - с зазором. На сторону как минимум, одного из лепестков 3, обращенную к цапфе сопрягаемого вала, может быть нанесено антифрикционное покрытие, например, фторопласто-полиимидная твердая смазка.
Упругое разжимное кольцо 6, которое может быть выполнено разрезным, имеет круглое или прямоугольное сечение, и может быть установлено в проточке 5 с зазором или с натягом.
Заявляемый радиальный лепестковый газодинамический подшипник работает следующим образом.The inventive radial petal gas-dynamic bearing works as follows.
Лепестки 3, частично перекрывая друг друга, образуют непрерывный ряд клиновых поверхностей. Когда вал неподвижен, лепестки 3 касаются цапфы вала 2 и стремятся удержать его в центре подшипника. Вращающийся вал увлекает воздух из зоны с большой толщиной воздушного зазора между цапфой вала 2 и лепестком 3 в зону с малой толщиной воздушного зазора. При этом в зазоре между цапфой вала 2 и лепестком 3 возрастает давление. При определенной частоте вращения вала давление воздуха становится достаточным для отделения лепестков 3 от цапфы вала 2. Между цапфой вала 2 и лепестками 3 на всем протяжении возникает несущий газовый слой, чтобы воспринимать всю нагрузку от вала.
От осевого смещения лепестков 3 относительно корпуса подшипника 1 предохраняет упругое разрезное кольцо 6, вставленное в кольцевую проточку 5 таким образом, что крепежный хвостовик 7 прорезью 8 обхватывает кольцо 6 и удерживает лепесток 3 от осевого смещения относительно корпуса подшипника 1.From the axial displacement of the
Причем установка кольца 6 по центру симметрии лепестка или близко от указанного центра симметрии не препятствует возможности проворота лепестка 3 в пазах 4 корпуса подшипника 1, лепесток 3 принимает такое положение, что результирующая сила от возникающего давления всегда проходит через центр цапфы вала 2, исключая условия для образования приводящих к потере устойчивости движения вала сил.Moreover, the installation of the
Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном устройстве, решается полностью поставленная задача, вытекающая из уровня техники, и, следовательно, оно соответствует критериям, предъявляемым к изобретениям.Thus, thanks to the new set of essential features in the claimed device, the fully posed problem arising from the prior art is solved, and, therefore, it meets the criteria for inventions.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103439A RU2769038C1 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Radial petal gas dynamic bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103439A RU2769038C1 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Radial petal gas dynamic bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769038C1 true RU2769038C1 (en) | 2022-03-28 |
Family
ID=81075890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103439A RU2769038C1 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Radial petal gas dynamic bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769038C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4795274A (en) * | 1987-08-10 | 1989-01-03 | Allied-Signal Inc. | Foil bearing |
RU2658260C2 (en) * | 2015-02-04 | 2018-06-19 | Сергей Иванович Сигачев | Radial flap gas dynamic bearing |
RU185487U1 (en) * | 2018-09-21 | 2018-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Radial lobe gas dynamic bearing |
-
2021
- 2021-02-12 RU RU2021103439A patent/RU2769038C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4795274A (en) * | 1987-08-10 | 1989-01-03 | Allied-Signal Inc. | Foil bearing |
RU2658260C2 (en) * | 2015-02-04 | 2018-06-19 | Сергей Иванович Сигачев | Radial flap gas dynamic bearing |
RU185487U1 (en) * | 2018-09-21 | 2018-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Radial lobe gas dynamic bearing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4097094A (en) | Journal bearing assembly with flexible support and viscous damping | |
RU2137954C1 (en) | Tab-type gas dynamic bearing | |
KR100715921B1 (en) | Journal bearing | |
EP2381145B1 (en) | Distortion resistant face seal counterface system | |
US10436032B2 (en) | Damper ring | |
US6698930B2 (en) | Foil gas bearing | |
JP6223562B2 (en) | Tolerance ring, assembly with tolerance ring, and method for splitting torque transmission | |
RU2350795C1 (en) | Multi-leaf gas-dynamic bearing | |
KR20130135863A (en) | Exhaust-gas turbocharger | |
EP0382333B1 (en) | Mounting arrangement of segmental members in rotary machines | |
US20190323555A1 (en) | Bearing Centering Spring and Damper | |
AU2022235620B2 (en) | Damper bearing and damper | |
US7364365B2 (en) | Conrad bearing cage | |
CA1114851A (en) | Mechanical seal assembly | |
RU2769038C1 (en) | Radial petal gas dynamic bearing | |
US3350147A (en) | Rolling bearing assembly | |
JP4507915B2 (en) | Split bearing | |
US20240011563A1 (en) | Sealing assembly for bearings, in particular for use in agriculture | |
JPH09250546A (en) | Ball bearing | |
US6935634B2 (en) | Steam turbine packing spring | |
JPH02503711A (en) | Thrust bearing support device with tilt position correction mechanism | |
IL101439A (en) | Hydrodynamic bearings having spaced bearing pads and methods of making same | |
RU2350794C1 (en) | Leaf gas-dynamic bearing | |
US4995620A (en) | Self-compensating seal for a rotating shaft | |
RU2658260C2 (en) | Radial flap gas dynamic bearing |