RU39369U1

RU39369U1 - Thrust Bearing

Info

Publication number: RU39369U1
Application number: RU2004108434/22U
Authority: RU
Inventors: Г.Б. Трусенев; С.Г. Трусенев
Original assignee: Трусенев Георгий Борисович; Трусенев Сергей Георгиевич
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2004-07-27

Abstract

Полезная модель может быть использована в турбомашинах, например турбокомпрессорах, в том числе, в качестве ремонтного комплекта. Задача: повышение демпфирующих свойств подшипника в осевом и радиальном направлениях. Сущность: упорный подшипник, содержащий корпус, втулку с буртиком, свободно вставленную в полость корпуса и зафиксированную от вращения, посредством, участка буртика выполненного в форме многогранника и размещенного в обращенной к нему конгруэнтной выемке, на торце корпуса, при этом, в полости втулки выполнены продольные смазочные канавки, полости которых каналами связаны с внешней поверхностью корпуса подшипника, отличается тем, что втулка выполнена составной, из двух частей, каждая из которых снабжена буртиком с фиксирующим участком, в форме многогранника, при этом, оба торца корпуса подшипника снабжены выемками, конгруэнтными фиксирующим участкам буртика, кроме того, между торцами втулок, размещенными в полости корпуса подшипника оставлен зазор. Кроме того, выпускные отверстия каналов связывающих смазочные канавки с внешней поверхностью корпуса подшипника размещены в зазоре между торцами втулок. Кроме того, выпускные отверстия каналов связывающих смазочные канавки с внешней поверхностью корпуса подшипника размещены в кольцевой проточке, выполненной в корпусе подшипника, перекрывающей зазор между торцами втулок. Кроме того, каналы втулок, со стороны торцов, снабженных буртиком, выполнены с проточками диаметром большим остальной длины канала.The utility model can be used in turbomachines, such as turbochargers, including as a repair kit. Objective: increasing the damping properties of the bearing in the axial and radial directions. SUBSTANCE: thrust bearing, comprising a housing, a sleeve with a shoulder, freely inserted into the cavity of the housing and fixed against rotation, by means of a portion of the shoulder made in the form of a polyhedron and placed in a congruent recess facing it, at the end of the housing, while in the cavity of the sleeve longitudinal lubricating grooves, the cavities of which are connected by channels to the outer surface of the bearing housing, characterized in that the sleeve is made up of two parts, each of which is provided with a shoulder with a fixing section, the shape of the polyhedron, thus, both ends of the bearing housing are provided with recesses congruent to the locking bead portions, moreover, between the ends of the sleeves arranged in the cavity of the bearing housing by a gap. In addition, the outlet holes of the channels connecting the lubricating grooves with the outer surface of the bearing housing are located in the gap between the ends of the bushings. In addition, the outlet openings of the channels connecting the lubricating grooves with the outer surface of the bearing housing are located in an annular groove made in the bearing housing, covering the gap between the ends of the bushings. In addition, the channels of the bushings, on the side of the ends provided with a shoulder, are made with grooves with a diameter greater than the remaining length of the channel.

Description

Полезная модель относится к подшипниковым устройствам и может быть использована в турбомашинах, например турбокомпрессорах, в том числе, в качестве ремонтного комплекта.The utility model relates to bearing devices and can be used in turbomachines, such as turbochargers, including as a repair kit.

Известен упорный подшипник, содержащий корпус, упорные кольца и зафиксированную в полости корпуса подшипника цилиндрическую втулку, один конец которой снабжен буртиком, а в полости втулки выполнены смазочные канавки и размещен вал ротора (см. книгу М.Б.Рубина, В.Е.Бахаревой Подшипники в судовой технике: Справочник. - Л.: «Судостроение, 1987, с.310-311 и 316, рис.9.2.).A thrust bearing is known, comprising a housing, thrust rings and a cylindrical sleeve fixed in the cavity of the bearing housing, one end of which is provided with a shoulder, and lubrication grooves are made in the cavity of the sleeve and the rotor shaft is placed (see the book of M. B. Rubin, V. E. Bakhareva Bearings in marine engineering: Handbook. - L .: “Shipbuilding, 1987, p. 310-311 and 316, Fig. 9.2.).

Недостаток этого решения состоит в том, что в процессе эксплуатации упорные кольца «проедают» участок вала ротора на котором они установлены, вследствие чего последний выходит из строя, кроме того, амплитуда «биения» (дисбаланса) ротора достаточно велики.The disadvantage of this solution is that during operation, the thrust rings “eat through” the portion of the rotor shaft on which they are installed, as a result of which the latter fails, in addition, the amplitude of the “beat” (imbalance) of the rotor is quite large.

Известен также упорный подшипник, содержащий корпус, втулку с буртиком, свободно вставленную в полость корпуса и зафиксированную от вращения, посредством, выполненного в форме многогранника участка буртика, размещенного в обращенной к нему конгруэнтной выемке, на торце корпуса, при этом, в полости втулки выполнены продольные смазочные канавки, полости которых каналами связаны с внешней поверхностью корпуса подшипника (см. пол. модель №34221, МКИ F 16 С 17/00, 2003 г.)A thrust bearing is also known, comprising a housing, a sleeve with a shoulder, freely inserted into the cavity of the housing and fixed against rotation, by means of a polyhedron shaped portion of the shoulder located in the congruent recess facing it, at the end of the housing, while in the cavity of the sleeve longitudinal lubrication grooves, the cavities of which are connected by channels to the outer surface of the bearing housing (see floor. Model No. 34221, MKI F 16 C 17/00, 2003)

Недостаток этого решения состоит в том, что подшипник недостаточно эффективно демпфирует осевые перемещения, кроме того невелик диапазон компенсации радиальных перемещений и деформаций вала, что опасно заклиниванием вала ротора. Кроме того, процессе эксплуатации имеющееся упорное кольцо «проедает» участок вала ротора на котором оно установлены, вследствие чего последний выходит из строя.The disadvantage of this solution is that the bearing does not sufficiently absorb axial displacements, in addition, the range of compensation for radial displacements and shaft deformations is small, which is dangerous due to jamming of the rotor shaft. In addition, during operation, the existing thrust ring "eats" a portion of the rotor shaft on which it is installed, as a result of which the latter fails.

Задача на решение которой направлено заявленное решение выражается в повышении демпфирующих свойств подшипника в осевом и радиальном направлениях.The problem to which the claimed solution is directed is expressed in increasing the damping properties of the bearing in the axial and radial directions.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи выражается в обеспечении возможности существенного продления ресурса работоспособности ротора, в том числе из-за устранения опасности его заклинивания, за счет повышенной «самоустанавливаемости» втулки подшипника. Предотвращается неконтролируемый износ вала ротора при условии замены известных подшипниковых узлов на предлагаемые до начала эксплуатации ротора. Кроме того, существенно снижается амплитуда «биения» (дисбаланса) ротора.The technical result achieved when solving the problem is expressed in providing the possibility of a significant extension of the service life of the rotor, including due to the elimination of the danger of jamming, due to the increased "self-installation" of the bearing sleeve. Uncontrolled wear of the rotor shaft is prevented provided that the known bearing assemblies are replaced with those proposed before the start of operation of the rotor. In addition, the amplitude of the "runout" (imbalance) of the rotor is significantly reduced.

Поставленная задача решается тем, что упорный подшипник, содержащий корпус, втулку с буртиком, свободно вставленную в полость корпуса и зафиксированную от вращения, посредством, участка буртика выполненного в форме многогранника и размещенного в обращенной к нему конгруэнтной выемке, на торце корпуса, при этом, в полости втулки выполнены продольные смазочные канавки, полости которых каналами связаны с внешней поверхностью корпуса подшипника, отличается тем, что втулка выполнена составной, из двух частей, каждая из которых снабжена буртиком с фиксирующим участком, в форме многогранника, при этом, оба торца корпуса подшипника снабжены выемками, конгруэнтными фиксирующим участкам буртика, кроме того, между торцами втулок, размещенными в полости корпуса подшипника оставлен зазор.The problem is solved in that the thrust bearing, comprising a housing, a sleeve with a shoulder, freely inserted into the cavity of the housing and fixed against rotation, by means of a portion of the shoulder made in the form of a polyhedron and placed in a congruent recess facing it, at the end of the housing, longitudinal lubrication grooves are made in the cavity of the sleeve, the cavities of which are connected by channels to the outer surface of the bearing housing, characterized in that the sleeve is made of two parts, each of which is provided with a shoulder lump with a fixing section, in the form of a polyhedron, while both ends of the bearing housing are provided with recesses congruent with the fixing sections of the shoulder, in addition, a gap is left between the ends of the bushings located in the cavity of the bearing housing.

Кроме того, выпускные отверстия каналов связывающих смазочные канавки с внешней поверхностью корпуса подшипника размещены в зазоре между торцами втулок.In addition, the outlet holes of the channels connecting the lubricating grooves with the outer surface of the bearing housing are located in the gap between the ends of the bushings.

Кроме того, выпускные отверстия каналов связывающих смазочные канавки с внешней поверхностью корпуса подшипника размещены в In addition, the outlet holes of the channels connecting the lubricating grooves with the outer surface of the bearing housing are located in

кольцевой проточке, выполненной в корпусе подшипника, перекрывающей зазор между торцами втулок.an annular groove made in the bearing housing, overlapping the gap between the ends of the bushings.

Кроме того, каналы втулок, со стороны торцов, снабженных буртиком, выполнены с проточками диаметром большим остальной длины канала.In addition, the channels of the bushings, on the side of the ends provided with a shoulder, are made with grooves with a diameter greater than the remaining length of the channel.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы полезной модели обеспечивают решение поставленной задачи, а именно повышении демпфирующих свойств подшипника в осевом и радиальном направлениях.The features of the distinctive part of the utility model formula provide a solution to the problem, namely, increasing the damping properties of the bearing in the axial and radial directions.

На фиг.1 показан разрез по продольной оси подшипника; на фиг.2 показан поперечный разрез через одну из втулок подшипника.Figure 1 shows a section along the longitudinal axis of the bearing; figure 2 shows a cross section through one of the bearing bushings.

На чертежах показаны корпус 1 подшипника, составная втулка, содержащая две втулки 2 (каждая из которых имеет буртик 3), свободно вставленные в полость корпуса и зафиксированные от вращения, посредством фиксирующих участков 4, буртика 3, выполненных в форме многогранника, размещенных в обращенных к ним конгруэнтных им выемках 5, выполненных на обоих торцах корпуса 1. Также показаны смазочные канавки 6 (имеющие клиновидную форму поперечного сечения, ориентированные острым концом в сторону вращения), полости которых каналами 7 связаны с внешней поверхностью 8 корпуса подшипника, зазор 9, между торцами 10 втулок 2, размещенными в полости корпуса подшипника, выпускные отверстия 11 каналов 7, размещенные в зазоре 9 между торцами втулок. Также показаны кольцевая проточка 12, выполненная в корпусе подшипника, перекрывающая по своей ширине, зазор между торцами втулок, проточки 13 каналов втулок 2 и вал 14 ротора, распорный диск 15, нажимное кольцо 16.The drawings show the bearing housing 1, a composite sleeve containing two bushings 2 (each of which has a shoulder 3), freely inserted into the cavity of the housing and fixed from rotation, by means of the fixing sections 4, shoulder 3, made in the form of a polyhedron, placed in facing them grooves congruent to them 5, made on both ends of the housing 1. Also shown are lubrication grooves 6 (having a wedge-shaped cross-section, oriented with a sharp end in the direction of rotation), the cavities of which are connected by channels 7 to the outer surface 8 of the bearing housing, the gap 9, between the ends of two bushes 10, arranged in the cavity of the bearing housing, the outlet openings 11 of channels 7, 9 arranged in the gap between the ends of the sleeves. Also shown is an annular groove 12 made in the bearing housing, overlapping in width, the gap between the ends of the bushings, the grooves 13 of the channels of the bushings 2 and the rotor shaft 14, the spacer disk 15, the pressure ring 16.

Корпус подшипника 1, вал ротора 14 выполнены из стали соответствующего сорта, распорный диск 15, нажимное кольцо 16 и втулки 2, выполнены из бронзы, при этом буртики 3 втулок «работают» как упорные кольца, жестко связанные со втулками, в отличии от известных конструкций подшипника, когда упорные кольца (фактически -тонкие шайбы, работают независимо от втулки). В стенке втулки, выполнены каналы 7 выпускные отверстия 11 которых открыты в кольцевую проточку 12, выполненную в полости корпуса подшипника, которая перекрывает по своей ширине, зазор 9 между торцами 10 втулок в их смазочные канавки 6, что обеспечивает подвод масла, через корпус подшипника в смазочные канавки 6.The bearing housing 1, the rotor shaft 14 are made of steel of the corresponding grade, the spacer disk 15, the pressure ring 16 and the bushings 2 are made of bronze, while the shoulders of the 3 bushings “work” as thrust rings rigidly connected to the bushings, in contrast to the known designs bearing when thrust washers (in fact, thin washers, work independently of the sleeve). In the wall of the sleeve, channels 7 are made, the outlet openings 11 of which are open in an annular groove 12, made in the cavity of the bearing housing, which overlaps in width, the gap 9 between the ends 10 of the bushings in their lubrication grooves 6, which provides oil supply through the bearing housing into lubrication grooves 6.

Заявленное устройство работает следующим образом. Упорный подшипник используют в либо в качестве штатного подшипникового узла (если вал 14 не имеет износа), либо в качестве ремонтного комплекта, когда зафиксирован определенный износ вала 14 (когда на валу имеется участок, подвергшийся износу при контакте с упорным кольцом ранее использовавшегося стандартного подшипникового узла). В этом случае втулки 2 надевают на вал 14 таким образом, чтобы буртики 3 располагались над изношенным участком вала 14 (т.е. функционально упорное кольцо «проедавшее» вал при использовании обычного подшипникового узла, как бы жестко скрепляют со втулкой, при этом буртик 3 «работает» в качестве такого кольца), непосредственно контактируя с нажимным кольцом 16. Затем на установленную втулку 2 надевают корпус подшипника 1 (так чтобы фиксирующий участок 4, ее буртика 3, выполненный в форме многогранника, вошел в обращенную к нему конгруэнтную выемку 5, выполненную на соответствующем торце корпуса 1. Затем на вал надевают вторую втулку 2 и вводят ее в полость корпуса с другой стороны, до размещения фиксирующего участка 4, ее буртика 3, в The claimed device operates as follows. The thrust bearing is used either as a standard bearing assembly (if the shaft 14 is not worn) or as a repair kit when a certain wear of the shaft 14 is recorded (when there is a section on the shaft that has been worn by contact with the thrust ring of the previously used standard bearing assembly ) In this case, the bushings 2 are put on the shaft 14 in such a way that the collars 3 are located above the worn section of the shaft 14 (ie, the functionally thrust ring “eating” the shaft using a conventional bearing assembly, as if rigidly fastened to the sleeve, while the collar 3 "Works" as such a ring), directly in contact with the pressure ring 16. Then, the bearing housing 1 is put on the installed sleeve 2 (so that the fixing section 4, its shoulder 3, made in the form of a polyhedron, enters the congruent recess 5 facing it, made on the corresponding end of the housing 1. Then, a second sleeve 2 is put on the shaft and introduced into the cavity of the housing on the other hand, until the fixing section 4 is placed, its shoulder 3, in

обращенной к нему конгруэнтной выемке 5. Далее на вал 14 надевают распорный диск 15, поджимающий втулку 2.facing him congruent recess 5. Next, on the shaft 14 put on the spacer disk 15, pressing the sleeve 2.

При вращении вала 14 ротора осевые нагрузки вдоль него передаются от нажимного кольца 16 на буртик 3 втулки 2, сохраняющей свою неподвижность относительно нее (тем самым исключается «проедание» вала 14). При этом масло, подводимое под давлением через каналы 7, попадает в кольцевую проточку 12, затем в зазор 9 между торцами 10 втулок 2, откуда питает смазочные канавки 6. При вращении вала ротора, масло подводимое в смазочные канавки 6, образует (на их сходящихся в клин участках) «гидродинамические упругие масляные подушки», давление в которых существенно превышает давление в системе подачи масла, на которые опирается вал 14 ротора. Одновременно, масло отбирает тепло от втулок 2, т.е. смазочные канавки 6 одновременно работают и как холодильники, охлаждающие подшипник, что дополнительно исключает заклинивание вала ротора в подшипнике. Проворачивание цилиндрической втулок 2 в полости корпуса подшипника исключается фиксацией фиксирующего участка 4 буртика 3 в выемке 5 торца корпуса подшипника.When the rotor shaft 14 rotates, axial loads along it are transferred from the pressure ring 16 to the flange 3 of the sleeve 2, which maintains its immobility with respect to it (thereby eliminating the "eating" of the shaft 14). In this case, the oil supplied under pressure through the channels 7 enters the annular groove 12, then into the gap 9 between the ends 10 of the bushings 2, from where it feeds the lubrication grooves 6. When the rotor shaft rotates, the oil supplied to the lubrication grooves 6 forms (on their converging in the wedge sections) “hydrodynamic elastic oil pads”, the pressure in which significantly exceeds the pressure in the oil supply system, on which the rotor shaft 14 rests. At the same time, oil removes heat from bushings 2, i.e. lubrication grooves 6 simultaneously work as refrigerators cooling the bearing, which additionally eliminates jamming of the rotor shaft in the bearing. The rotation of the cylindrical bushings 2 in the cavity of the bearing housing is eliminated by fixing the fixing section 4 of the shoulder 3 in the recess 5 of the end face of the bearing housing.

Проточки 13 каналов втулок 2 обеспечивают постоянный и равномерный подвод масла в зазор между буртиками и обращенными к ним поверхностями распорного диска 15 или нажимного кольца 16.The grooves 13 of the channels of the bushings 2 provide a constant and uniform supply of oil into the gap between the shoulders and the surfaces of the spacer disk 15 or pressure ring 16 facing them.

Claims

1. A thrust bearing comprising a housing, a sleeve with a shoulder, freely inserted into the cavity of the housing and fixed against rotation by means of a portion of the shoulder made in the form of a polyhedron and placed in a congruent recess facing it, at the end of the housing, while longitudinal lubricating greases are made in the cavity of the sleeve grooves whose cavities are connected by channels with the outer surface of the bearing housing, characterized in that the sleeve is made up of two parts, each of which is provided with a shoulder with a fixing section in the form nogogrannika, wherein both ends of the bearing housing are provided with recesses congruent to the locking bead portions, moreover, between the ends of the sleeves arranged in the cavity of the bearing housing by a gap.

2. The thrust bearing according to claim 1, characterized in that the outlet holes of the channels connecting the lubricating grooves with the outer surface of the bearing housing are placed in the gap between the ends of the bushings.

3. The thrust bearing according to claim 1, characterized in that the outlet openings of the channels connecting the lubricating grooves to the outer surface of the bearing housing are placed in an annular groove made in the bearing housing, overlapping the gap between the ends of the bushings.

4. The thrust bearing according to claim 1, characterized in that the channels of the bushings on the side of the ends provided with a shoulder are made with grooves with a diameter greater than the remaining length of the channel.