SU1733743A1

SU1733743A1 - Опора высокооборотного вала

Info

Publication number: SU1733743A1
Application number: SU884386519A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Бурлай; Владимир Николаевич Хмара; Владимир Николаевич Сергеев
Original assignee: Мгту Им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1988-03-01
Filing date: 1988-03-01
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Использование: машиностроение, газодинамические опоры высокооборотных турбокомпрессоров . Сущность изобретени : на валу выполнен по меньшей мере один венец лопаток. На рабочей поверхности вкладышей выполнен глухой паз с шириной, равной ширине венца и глубиной в окружном направлении, не менее чем в два раза превышающей шаг лопаток. Лопатки могут быть наклонными. Глухой паз может быть выполнен с полукруглым, с посто нным или уменьшающимс в сторону вращени вала сечением. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к газодинамическим опорам высокооборотных турбин и компрессоров.

Цель изобретени - повышение несущей способности и надежности опоры высокооборотного вала.

На фиг. 1 показана опора и варианты исполнени лопаток, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрезы Д-Д и Г-Г на фиг. 1, варианты исполнени пазов во вкладышах опоры; на фиг. 4 - типичные характеристики вихревой и центробежной компрессорных ступеней и схема двухпоточной вихревой ступени.

Опора содержит корпус 1, вал 2 и шар- нирно установленные в корпусе сегментные вкладыши 3, образующие относительно вала радиальный зазор д. На опорной части вала (фиг. 1) имеетс лопаточный венец 4, а на поверхности каждого вкладыша, обращенной к валу, выполнен глухой паз 5, охватывающий венец лопаток. При этом ширина

пазов равна ширине лопаточного венца, а глубина глухих пазов в окружном направлении не менее чем в 2 раза превышает шаг лопаток.

На фиг. 1 показан паз с полукруглым сечением, элемент проточной части вихревой ступени паз с полукруглым сечением обеспечивает пониженный уровень гидравлических потерь, сопутствующих вихревому движению газа, более высокую напорность.

Длина перемычки 6, отдел ющей паз от полости между смежными вкладышами, должна составл ть, по меньшей мере 2-3t, где t - шаг лопаток в окружном направлении . При этом предотвращаетс переброс сжатого газа и, следовательно, достигаетс относительно высокое давление перед перемычкой . В каждом из вкладышей может быть выполнено по два глухих паза (см. фиг.З), симметрично расположенных относительно середины вкладыша и отсто щих от его торцов на рассто ние, которое равно или больше длины перемычки 6. Симметричное

сл

с

VI

CJ

со VI

со

расположение пазов предпочтительнее, поскольку позвол ет обеспечить равномерное по длине цапфы распределение давлени . Некоторое повышение напорности многопоточной ступени достигаетс и в том случае , если сечение паза монотонно убывает по направлению вращени вала. Причем ширина паза остаетс неизменной, равной ширине лопаточного венца, а уменьшение его сечени происходит за счет сокращени глубины от Si до S2 (см. фиг. 3).

Варианты исполнени лопаток показаны на фиг. 1. Высокой напорностью отличаютс лопатки, имеющие углы а О, /3 и j 90°.

На фиг. 4 показана схема вихревой двухпотОчной ступени, имеющей пару диаметрально расположенных отсекателей, два всасывающих и два нагнетательных окна. Напорна характеристика 1р - Ф(#) такой ступени изображена в сравнении с характеристикой центробежной ступени.

При вращении вала лопатки 4 увлекают газ из полостей между вкладышами 2 в пазы 5, формиру спиралевидный поток. Лопатки многократно передают энергию потоку, в результате чего давление газа в направлении вращени вала непрерывно возрастает и достигает максимального значени перед перемычкой 6. Через радиальный зазор газ повышенного давлени вытекает в осевом и окружном направлени х, а силы давлени , развивающиес в газовом слое, удал ют вал от вкладыша, преп тству их касанию. Рабочий процесс в вихревой компрессорной ступени характеризуетс многократным взаимодействием потока газа с лопатками. Частицы газа, перемещающиес по винтовой линии, то вход т в межлопаточные каналы , то движутс в пазах. При этом вихревой процесс передачи энергии возникает в том случае, если имеет место хот бы двухкратный вход частиц газа на лопатки, иначе сту0

5

0

5

0

5

0

пень будет работать как центробежна . Минимальной необходимой глубиной паза в окружном направлении вл етс двойной шаг лопаток. При меньшей глубине частицы не успеют завершить вход на лопатки, выход из межлопаточного канала и повторный вход, так как абсолютна скорость их перемещени в пазу ниже абсолютной скорости при перемещении в межлопаточных каналах.

Изобретение обеспечивает повышение несущей способности опоры и ее надежности за счет повышенного уровн давлени газа в зазорах между вкладышами и валом.

Claims

1.Опора высокооборотного вала, содержаща вал, корпус, установленные в корпусе с радиальным зазором относительно вала сегментные вкладыши, отличающа с тем, что, с целью повышени ее надежности и несущей способности, на опорной части вала выполнен по меньшей мере один венец из лопаток, а на обращенной к валу поверхности каждого вкладыша, охватывающей венец, глухой паз с шириной, равной ширине венца, причем глубина глухих пазов в окружном направлении не менее чем в два раза превышает шаг лопаток.

2.Опора по п. 1, отличающа с тем, что пазы выполнены с полукруглым сечением .

3.Опора по п. 1, отличающа с тем, что пазы выполнены с уменьшающим - с в сторону вращени вала сечением.

4.Опора по пп. 1-3, отличающа с тем, что лопатки выполнены с наклоном в сторону вращени вала.

5.Опора по пп. 1-4, отличающа с тем, что лопатки выполнены с наклоном относительно оси вращени вала.

Jk

R

x

r1

фиг. I

А- А

Д-Л

й|

SJ

8

Г

фие.2

Г-Г

S,

Ш

фие.З

дмреба Цен/прилежна