SU759764A1

SU759764A1 - Combined-support assembly

Info

Publication number: SU759764A1
Application number: SU772468429A
Authority: SU
Inventors: Viktor Ya Gulyaev; Anatolij S Kelzon; Edgar E Bogorad; Boris F Klochkov
Original assignee: Le Vysshee Inzh Morskoe Uchili
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1977-03-29
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся’роторных машинах с постояйной и переменной рабочей скоростью.The invention relates to mechanical engineering and can be used in fast-rotating’s rotary machines with constant and variable operating speed.

Известен комбинированный опорный узел, содержащий смонтированный на валу корпус и размешенный в нем подшипник качения, внутреннее кольцо которого, имеющее коническую упорную часть, образующую кольцевую камеру с каналами подвода жидкости, неподвижно закреплено на втулке гидродинамического подшипника, установленного 15 с возможностью перемещения вдоль вала [1] .Known combined support node containing a mounted on the shaft housing and placed in it a rolling bearing, the inner ring of which, having a conical thrust part, forming an annular chamber with fluid supply channels, is fixedly mounted on the sleeve of the hydrodynamic bearing mounted 15 with the possibility of movement along the shaft [1 ].

Такое выполнение опоры позволяет отодвинуть зону автоколебаний в область высоких скоростей. 20This embodiment of the support allows you to move the zone of self-oscillations in the region of high speeds. 20

Вал вращается до верхней границы зоны автоколебаний в обоих подшипниках, и'при переходе этой довольно широкой зоны он работает в режиме автоколебаний. Данный опорный узел 25 является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Поэтому при многократном переходе зоны автоколебаний неизбежно повреждение опоры, 30 работа же вала в самой зоне вообще невозможна.The shaft rotates to the upper boundary of the self-oscillation zone in both bearings, and when this fairly wide zone passes, it operates in the self-oscillation mode. This reference node 25 is the closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result. Therefore, with multiple transitions of the self-oscillation zone, damage to the support is inevitable, 30 shaft operation in the zone itself is generally impossible.

Целью изобретения является повышение долговечности узла за счет снижения вибрации опоры.The aim of the invention is to increase the durability of the node by reducing the vibration of the support.

-Поставленная цель достигается тем, что комбинированный опорный узел снабжен упругим элементом, установленным между упорной поверхностью кррпуса и торцовой поверхностью наружного кольца подшипника качения, что углы конусности упорных частей втулки гидродинамического подшипника и вала выполнены одинаковыми и равными углу самоторможения, на упорной поверхности корпуса и на обращенной к ней торцовой поверхности втулки гидродинамического подшипника нанесены слои фрикционного материала, узел снабжен упругой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения в корпусе, а наружное кольцо подощника качения неподвижно закреплено в этой втулке.The goal is achieved by the fact that the combined support unit is equipped with an elastic element installed between the thrust surface of the casing and the end surface of the outer ring of the rolling bearing, so that the taper angles of the thrust parts of the sleeve of the hydrodynamic bearing and shaft are made equal and equal to the angle of self-braking on the thrust surface of the housing and on layers of the friction material are applied to the end surface of the sleeve of the hydrodynamic bearing, the assembly is equipped with an elastic sleeve installed with the possibility of axial movement in the housing, and the outer ring of the rolling support is motionlessly fixed in this sleeve.

На фиг. 1 изображен узел, продольный разрез» на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - совмещенный график амплитудно-частотных характеристик работы опоры в разных режимах.In FIG. 1 shows a knot, longitudinal section ”in FIG. 2 - the same, transverse section; in FIG. 3 - combined graph of the amplitude-frequency characteristics of the support in different modes.

жаяjay

Опора содержит корпус 1 с размеще» *~ным в нем'подшипником качения 2, внутреннее кольцо которого '3 непод- . вижно закреплено на втулке 4 гидродинамического подшипника 5, в котором установлен вал б.Наружное кольцо 7 подшипника качения 2 установлено неподвижно в упругой втулке 8, раз•решенной с возможностью осевого перемещения в корпусе 1. В упорной части вала 6 выполнена кольцевая камера.9. Торцовая часть 10 втулки 4 гидродинамического подшипника 5 выполнена диаметром, большим наружного диаметра кольцевой камеры 9.The support comprises a housing 1 with a "* ~" rolling bearing 2, the inner ring of which is "3 unsupported." it is fixedly mounted on the sleeve 4 of the hydrodynamic bearing 5, in which the shaft is mounted b. The outer ring 7 of the rolling bearing 2 is fixedly mounted in the elastic sleeve 8, • solved with the possibility of axial movement in the housing 1. An annular chamber is made in the thrust part of the shaft 6. The end part 10 of the sleeve 4 of the hydrodynamic bearing 5 is made with a diameter larger than the outer diameter of the annular chamber 9.

Между упорной поверхностью 11 корпуса 1 и торцовой поверхностью 12 наружного кольца 7 подшипника качения 2 установлен упругий элемент 13.Between the thrust surface 11 of the housing 1 and the end surface 12 of the outer ring 7 of the rolling bearing 2 is installed an elastic element 13.

В торцовой части 10 втулки 4 выполнена коническая проточка 14, а упорная часть вала.6 выполнена с фаской 15. Угол конусности проточки 14 и угол фаски 15 одинаковы и равны углу самоторможения (с< не более 7°).A conical groove 14 is made in the end part 10 of the sleeve 4, and the thrust part of the shaft 6 is chamfered 15. The taper angle of the groove 14 and the angle of the chamfer 15 are the same and equal to the self-braking angle (with <not more than 7 °).

На торцовой поверхности 16 втулки 4 и на упорной поверхности 11 корпуса 1 нанесены слои 17 фрикционного материала. · ^! On the end surface 16 of the sleeve 4 and on the abutment surface 11 of the housing 1, layers 17 of friction material are applied. · ^!

В валу 6 выполнен осевой канал 18 и сообщающиеся с ним радиальные каналы 19 для подвода смаз'ывающей жидкости в кольцевую камеру 9 и рабочие ' зоны подшипника качения 2 и гидродинамического подшипника 5. В корпусе 1 выполнен канал 20 для отвода Омазывающей жидкости из опоры.An axial channel 18 is made in the shaft 6 and radial channels 19 are connected with it for supplying lubricating fluid to the annular chamber 9 and working zones of the rolling bearing 2 and hydrodynamic bearing 5. A channel 20 is made in the housing 1 for removing the lubricating fluid from the support.

Работа узла в различных режимах поясняется графиком, изображенным на фиг. 3, на котором обозначена кривая Ϊ характеризующая вибрации опоры без упругой втулки 8 (п,-п_г -зона автоколебаний); кривая н характеризующая работу опоры с упругой втулкой 8 без выключения гидродинамического подшипника 5 в зоне автоколебаний ~ ' ^и кривая § характеризующая работу опоры с упругой втулкой 8 при переходе зоны п'₍ - с выключенным гидродинамическим ' подшипником 5 , где п₀первая критическая скорость вала 6.'The operation of the unit in various modes is illustrated by the graph depicted in FIG. 3, on which the curve Ϊ characterizing the vibration of the support without an elastic sleeve 8 is indicated (n, —n _r — self-oscillation zone); curve n characterizing the operation of the support with the elastic sleeve 8 without turning the hydrodynamic bearing 5 in the area of self-oscillations ~ ^curve § characterizing the operation of the support with the elastic sleeve 8 in the transition zone n _'(- from off hydrodynamic' bearing 5, where n is _0, the first critical speed of the shaft 6. '

Опора работает следующим образом.The support works as follows.

При запуске машины смазку подают через осевой канал 18 и радиальные каналы 19 в кольцевую камеру 9 и рабочие зоны подшипника качения 2 и гидродинамического подшипника 5. Давление смазки регулируют таким образом, что втулка 4 гидродинамического подшипника 5 не касается ни фаски 15 вала б, ни упорной поверхности 1Г корпуса 1. Вращение вала 6 происходит в этом случае при совместной работе подшипников 2 й 5.When starting the machine, lubricant is fed through the axial channel 18 and radial channels 19 into the annular chamber 9 and the working areas of the rolling bearing 2 and the hydrodynamic bearing 5. The lubricant pressure is controlled so that the sleeve 4 of the hydrodynamic bearing 5 does not touch either the chamfer 15 of the shaft b nor the thrust surface 1G of the housing 1. The rotation of the shaft 6 occurs in this case during the joint operation of bearings 2 nd 5.

При достижений валом скорости вращения п\ , соответствующей началу автоколебаний, подача смазки прекращается? под действием силы упругости элемента 13 подшипник качения 2 с ι упругой втулкой 8 и втулкой 4 гидродинамического подшипника 5 перемещается в осевом направлении до контакта поверхности проточки 14 с поверхностью фаски 15.When the shaft reaches the rotational speed n \ corresponding to the start of self-oscillations, does the lubrication stop? under the action of the elastic force of element 13, the rolling bearing 2 with ι elastic sleeve 8 and sleeve 4 of the hydrodynamic bearing 5 is moved in the axial direction until the surface of the groove 14 contacts the surface of the chamfer 15.

„„

При этом вал 6 продолжает вращение только в подшипнике качения 2.In this case, the shaft 6 continues to rotate only in the rolling bearing 2.

Таким образом, опора работает в зоне скоростей - п'^.Thus, the support works in the velocity zone - n '^.

, При достижении ваАом 6 скорости ¹ п_гсмазку вновь подают в камеру 9 и рабочие зоны подшипников 2 и 5. Под действием начального давления и центробежных сил инерции смазка из камеры 9, воздействуя на торцовую часть 10 втулки 4 и преодолевая силы сопротивления упругого элемента 13, перемещает подшипники 2 и 5 с упругой втулкой 8 до контакта торцовой поверхности 16 втулки 4 с упорной поверхностью 11 корпуса 1, контакт происходит между слоями 17 фрикционного материала, и возникающий от этого момент трения останавливает вращение подшипника качения 2., When VAAOM 6 reaches a speed of ¹ pg _, lubricant is again fed into the chamber 9 and the working zones of the bearings 2 and 5. Under the influence of the initial pressure and centrifugal inertia forces, the lubricant from the chamber 9 acts on the end part 10 of the sleeve 4 and overcomes the resistance forces of the elastic element 13 , moves bearings 2 and 5 with an elastic sleeve 8 until the end surface 16 of the sleeve 4 comes into contact with the abutment surface 11 of the housing 1, contact occurs between the layers 17 of friction material, and the frictional moment arising from this stops the rotation of the rolling bearing 2.

Таким образом, вал 6 работает в зоне скоростей, больших только в гидродинамическом подшипнике 5.Thus, the shaft 6 operates in the speed zone, large only in the hydrodynamic bearing 5.

Применение комбинированного опорного узла в быстроврешающихся роторных машинах с постоянной и переменной рабочей скоростью позволяет работать во всем диапазоне скоростей, возможных для данных машин, а также в диапазоне скоростей, ранее невозможных, т.е. относящихся к зоне авто35 колебаний. Это обеспечивает, в свою . очередь, наиболее рациональное использование мощности этих машин, кроме того, применение предлагаемого узла уменьшает виброперегрузки, а также повышает долговечность и надежность всей машины в целом.The use of the combined support unit in fast-resolving rotary machines with constant and variable working speed allows you to work in the entire range of speeds possible for these machines, as well as in the range of speeds previously impossible, i.e. related to the auto zone 35 vibrations. It provides, in its own. First of all, the most rational use of the power of these machines, in addition, the use of the proposed site reduces vibration overloads, and also increases the durability and reliability of the whole machine.

Claims

Claim

45 1. Combined support unit,

Containing a shaft mounted housing and a rolling bearing disposed therein, the inner ring of which having a conical thrust portion,

50 forming an annular chamber with fluid supply channels, fixedly mounted on a sleeve of a hydrodynamic bearing mounted for movement along the shaft,

55 characterized in that, in order to increase the durability of the unit ea by reducing the vibration of the support, it is equipped with an elastic element installed between the thrust surface of the housing and the end surface of the outer ring of the rolling bearing.

2. A knot by π. 1, characterized in that the taper angles of the thrust parts of the hydrodynamic bearing and shaft are identical • and equal to the angle of self-braking.

3. The node popp. 1 and 2, characterized in that layers of friction material are deposited on the thrust surface of the housing and on the end surface of the sleeve of the hydrodynamic bearing facing it.

4. The node according to paragraphs. 1-3, characterized in that it is equipped with an elastic sleeve mounted axially movable in the housing, and the outer ring of the rolling bearing is fixedly mounted in this sleeve.