SE465177B - Hydrostatiskt lagrad squeezefilmdaempare - Google Patents

Description

465 177 Numera är squeezefilmdämpare ett standardmaskinelement på till exempel rullagrade gasturbinaxlar. De förekommer i två utföranden med centrerad eller ocentrerad montering. Den centrerade dämparen är i allmänhet sam- mankopplad med en fjäderanordning. Fjäderanordningen bibehåller dämparens innerdel centrerad och uppbär sålunda vikten av axeln och dennas belast- ning. Den ocentrerade dämparen ligger löst och hindras endast från att rotera. Hos båda typerna av dämpare tillförs oljan, som bygger upp en squeezefilm, med en roterande tryckfront, genom radiella hål borrade i en hållare för dämparen genom ett ringformigt spår som löper längs hela dämparens periferi i form av en fördjupning i antingen dämparens innerdel eller dess hållare. På grund av oljans tryck pressas olja ut från det nämnda spåret till den ringformiga spalten mellan dämparens innerdel och dess hållare. Spelet i denna spalt har storleksordningen 0,25 mm. Eftersom olja pressas ut från spåret åt båda sidor i axiell led uppkommer på var- dera sidan om spåret i dämparen en tunn oljefilm. Denna oljefilm utgör själva dämparens viskösa medium för den roterande tryckfronten, vilken har till uppgift att motverka belastningar uppkomna genom vibrationer.

Oljetrycket till dämparen kan ha stor betydelse för dämparens dynamiska styvhet.

I dämpkonstruktioner med centrerad dämpare är den bärande fjädern en kri- tisk komponent speciellt för stora maskiner. En önskvärd utveckling av centrerade dämpare vore att kunna utesluta fjäderanordningen, men att sam- tidigt behålla dess centreringsfunktion.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning består av ett till en maskindels rotationsaxel dikt monterat kombinerat radiallager och squeezedämpare. Dämparen är kon- struerad som en cirkelformad fläns, som omsluter lagret koncentriskt.

Flänsen har ytterst en cylindrisk yta. Denna dämparfläns är i sin tur monterad i en hållare med en invändig cylindrisk yta. Dessa mot varandra gränsande cylindriska, släta ytor utgör så kallade dämparland. Mellan dämparen och dess hållare, mellan dämparlanden, förekommer ett spel, vil- ket spel utgör det rum, som innesluter det viskösa medium, som represen- terar dämparens tryckmedium och bygger upp squeezefilmen. Denna squeeze- 465 177 filmen. Denna squeezefilm förses med exempelvis olja som visköst medium från ett spår antingen i mitten av den utåtvända cylindriska mantelytan på flänsens ytterkant, eller i mitten av den inåtvända cylindriska mantelytan i dämparens hållare, ett spår som inte löper helt runt om, utan i sin nedre del ej är sammanbundet. I stället för oljespåret har i dämparflän- sens nedre del en eller flera fickor frästs ur och bildar avgränsande kammare, vilka ej står i förbindelse med varandra eller med squeezeoljans långa spår. Fram till dessa fickor finns i dämparstödet borrhål, genom vilka fickorna kan tillföras olja. När olja från en pump pressas in genom borrhålen och trycksätter de nämnda kammarna kommer maskinaxeln att lyftas upp från viloläge på dämparhållaren. Genom att anpassa oljetrycket kan maskinaxeln centreras utan användning av centrerande fjädrar. Dämparen är följaktligen hydrostatiskt lagrad. Detta hydrostatiska lager matas med lyftolja från en pump med en tryckhållningsventil, som förmår att bevara oljetrycket och kvarhålla dämparens innerdel i centrerat läge. Trycknivån väljas så att dämparen erhåller en låg dynamisk styvhet. Storleken hos detta tryck bestäms förutom av axeldimensioner och belastningar även av dämparens geometri som till exempel antalet fickor, till vilka lyftolja föres liksom av dessa fickors totala area och placering.

Här har föreslagits olja som visköst medium för att bygga upp en squeeze- film och som tryckförmedlingsmedium för den hydrostatiska lagringen. Inget hindrar dock att andra viskösa medier används till detta ändamål. I stäl- let för en pump som transportorgan för lyftoljan kan naturligtvis andra organ för medietransport utnyttjas. Övervakningen av trycket för mediet i den hydrostatiska lagringen kan åstadkommas med andra automatiska regler- _ don, som exempelvis styrda pumpar eller styrda ventiler.

FÖRDELAR Med den beskrivna uppfinningen åstadkommas den önskade centreringen av dämparens innerdel utan användande av mekaniska hjälpmedel, såsom tidigare är brukligt, eftersom axeln hålles i centrerat läge av hydraulik. Tryck- hållningsventilen medför att centreringen får en låg styvhet. Härvid upp- nås att den för hydrostatlager normalt höga, här icke önskvärda mekaniska styvheten, elimineras. 465 177 FIGURER Figur 1 visar en utförandeform av uppfinningen med ett tvärsnitt längs en rotoraxel med tillhörande lager och dämpare i genomskärning. Även försörj- ningen med lyftolja och squeezeolja är skisserad. .ny Figur 2 âskadliggör dämparen enligt ovan i ett radiellt tvärsnitt med en föreslagen omfattning av dämparspåret samt förslag till lyftoljefickornas placering och utseende.

TEKNISKT UTFÖRANDE En utföringsform av den beskrivna dämparen klargörs i de bilagda figurer- na. Den dämpade axeln 1 omges av ett radiallager 2, vilket i sin tur är omgärdat av dämparflänsen 3. I dämparflänsens 3 centrala del finns ett utfräst spår 4, som är fyllt med olja, vilken läcker ut till spelet mellan dämparflänsen 3 och dämparens hållare 6, vilkas båda mot varandra vettande ytor utgör dämparlanden 5. Ytorna hos dessa dämparland 5 kan vara cylind- riska eller utgöra de krökta ytorna hos två koncentriska sfäriska segment med två baser. Dessa ytor är runtomgående med i ett radiellt plan cirku- lära tvärsnitt. Spelet mellan dessa ytor utfylles av den olja, som utgör själva dämpmediet. I figur 2 visas att spåret 4 i flänsen 3 är cirkulärt, T men att det ej löper runt hela varvet. I dämparflänsens nedre del är näm- ligen två fickor 7 ursparade vilka är avgränsade från varandra och från dämparspåret Ä med skiljeväggar. Fram till dessa fickor 7 har borrats hål 8, lämpligen radiellt in mot centrum, i hållaren 6._Genom att tillföra olja under tryck genom hålen 8 kan dämparflänsen 3 med radiallager 2 och dämpad axel 1 höjas till ett centrerat läge. De två lyftoljefickorna 7 är förslagsvis symmetriskt placerade på vardera sidan om den lodräta symme- triaxeln för att ernå centrerande krafter från de oljefyllda fickorna 7.

Oljan 9 till de tvâ fickorna hämtas från oljebehållaren 10, från vilken pumpen 11 förser dämparen med olja. Oljan 9 passerar på sin väg till däm- paren en tryckhållningsventil 12, vilken övervakar trycket i ledningen och därigenom kvarhåller dämparens innerdel på önskad nivå, samt reducerar den i: dynamiska styvheten i dämparen. Oljeförsörjningen till squeezedämparen sker genom oljetilloppet 13, vilket också försörjer lagret 2 med olja. 465 177 Alternativt kan dämparen i andra utföranden vara försedd med ett annat antal fickor 7. Det är möjligt att reducera behovet till endast en ficka 7. I denna version kan det vara svårare att erhålla en på dämparen verk- ande tillräckligt centrerande funktion från tryckmediet, när detta tryck- sättes. Utformningen och längden av denna enda ficka 7 kan dock påverka centreringsfunktionen hos dämparen i detta enklare utförande.

Större möjlighet att direkt styra centreringsfunktion och styvhet i dämparen uppnås om antalet fickor 7 är tre eller fler. Om exempelvis tre fickor 7 föreligger kan förslagsvis en av dessa placeras under axelns rotationscentrum. De övriga två fickorna 7 kan då befinna sig på ömse sidor om den första utefter dämparens periferi. Härvid kan önskad centre- ring åstadkommas.

I det föreslagna utförandet har fickorna 7 för lyftolja frästs ur i däm- parens innerdel, dämparflänsen 3. En annan lösning är att på motsvarande sätt och i motsvarande placeringar i stället fräsa ur dessa i dëmparens hållare 6.

Claims (5)

465 177 PATENTKRAV

1. Anordning vid squeezefilmdämpare för axellager innefattande på en axel (1) befintlig lagring (2) en utanpå lagringen (2) monterad dämparfläns (3) koncentriskt innesluten i en hållare (6) för dämparen mellan dämparflänsens (3) och hållarens (6) koncentriska mot varandra gränsande ytor, ett spel som bildar ett rum för dämparens squeezefilm k ä n n e t e c k n a d av att dämparflänsen (3) och dess hållare (6) innefattar två mot varandra angränsande, koncentriska och runtomgående ytor (5), utefter vars omkrets förekommer minst två från varandra skilda tryckmedierum, ett övre (4) och ett eller flera undre (7), varav åtmins- tone det eller de undre, när de ansluts till ett tryckmedium (9), vilket är trycksatt, åstadkommer en lyftning och centrering av dämparens innerdel och en dämpning med en dynamisk styvhet, som kan regleras med ett organ (12) för tryckhållning.

2. Anordning vid squeezefilmdämpare enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att tryckmedierummen (7) i dämparens nedre del är avgränsade från varandra och från övre tryckmedierummet (4) med skilje- väggar.

3. Anordning vid squeezefilmdämpare enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att de undre tryckmedierummen (7) kan tillföras tryck- medium (9) genom kanaler (8) i dämparens hållare (6) med ett organ (11) för transport av tryckmedium (9).

4. U. Anordning vid squeezefilmdåmpare enligt patentkrav 3 k ä n n e - t e c k n a d av att dämparens innerdel kan centreras genom att tryck- medium (9) föres genom kanalerna (8) till de undre tryckmedierummen (7) och lyfter dämparens innerdel hydrauliskt till ett centrerat läge och att dämparens innerdel kvarhålles där med hjälp av ett styrt medietryck åstad- kommet med ett organ (12) för tryckhållning och med ett medietryck valt så att dämparen erhåller en låg dynamisk styvhet.

5. Anordning vid squeezefilmdämpare enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a d av att det övre tryckmedierummet (Ä) förses med ett visköst medium för uppbyggnad av en squeezefilm genom en separat kanal (13). agg!