UA4989U - Газостатичний упорний підшипниковий вузол - Google Patents

Abstract

Газостатичний упорний підшипниковий вузол містить корпус, цапфу вала, упорний елемент між підп'ятниками з живильниками. Упорний елемент утворений шайбами, які з'єднані між собою циліндричною проставкою та повернуті зовнішніми торцевими поверхнями до підп'ятників, а внутрішні торцеві поверхні шайб повернуті до торцевих поверхонь дисків, що встановлені на осях і закріплені у корпусі та розташовані навколо цапфи вала, причому на цапфі вала виконані кільцеві проточки, а диски встановлені з можливістю розміщення їх периферійних частин у кільцевих проточках. При цьому кільцеві проточки на цапфі вала та периферійні частини мають 2V-подібний профіль, крім того диски виконані з опорними ділянками, внутрішні поверхні котрих повернуті до осей дисків, а зовнішні виконані фасонними з V-подібними канавками, що відповідають виступам на поверхнях шайб.

Description

Корисна модель відноситься до галузі машинобудування і може використовуватися у конструкціях машин та механізмів із швидко обертальними роторами.

Відома конструкція упорного підшипника, яка має закріплений у корпусі кільцевий підп'ятник, що повернутий до упорного гребеня на валу. У корпусі виконані канали для підводу мастила у робочий за юр. (Справочник по триботехнике: В З т. Т.2: Смазочнье материальї, техника смазки, опорь! скольжения и качения / Под общ. ред. М.

Хебдь,, А.В. Чичинадзе. - М., Машиностроение - 1990 на стр. 278, рис. 4.21).

Для такого підшипника характерні обмеження по швидкохідності, що звужує галузь застосування. Крім того,

ВІДСУТНЯ Можливість демпфірування коливань, що виникають при обертаннях швидкохідних роторів.

Відомий демпфер сухого тертя, що дозволяє демпфірувати коливання ротору ( А.С. СРСР Мо 1227847,

Демпфер сухого трения, 1960 г.). Такий демпфер має пару фрикційних дисків, що контактують по торцях та встановлені спільновісно ротору.

Прототипом є конструкція газостатичного упорного підшипникового вузла, який має корпус, цапфу вала та закріплені у корпусі підп'ятники з живильниками, а також упорний елемент на валу, що встановлений між підп'ятниками (Пинегин С.В. и др. Прецизионнье опорь качения и опорь с газовой смазкой. Справочник.

Машиностроение, 1984, нас. 89).

При високих частотах обертання валу для такого підшипникового вузла характерні високі окружні швидкості робочих поверхонь упорного елементу валу. При цьому у процесі роботи вузла між упорним елементом та підп'ятниками виникають катастрофічні зноси поверхонь. Такий підшипниковий вузол має достатньо велику несучу здібність. Але к недоліком також відноситься мала здатність до демпфірування коливань ротору. Це, в свою чергу веде до погіршення характеристик підшипникового вузла та негативно впливає на строк служби машини або механізму у цілому.

Завдання корисної моделі полягає у поліпшенні характеристик підшипникового вузла за рахунок поліпшення його демпфіруючої здатності.

Для вирішення даного завдання у газостатичному упорному підшипниковому вузлі, який має корпус, цапфу валу, упорний елемент між підп'ятниками з живильниками, виконаний таким чином, що упорний елемент утворюється шайбами, що з'єднуються між собою циліндричною проставкою та повернуті зовнішніми торцевими поверхнями до підп'ятників, а внутрішні торцеві поверхні шайб повернуті до торцевих поверхонь дисків, що встановлені на осях у корпусі та розташовані навкруги цапфи валу, причому на цапфі палу виконані кільцеві проточки, а диски встановлені з можливістю розміщення їх периферійних часток у кільцевих проточках, при цьому кільцеві проточки на цапфі валу та периферійні частки мають 2М-образний профіль, крім того, диски з опорними ділянками, внутрішні поверхні котрих повернуті до осей дисків, а зовнішні виконані фасонними з М-образними канавками, що відповідають виступам на поверхнях шайб.

Виконання упорного елементу складеним у вигляді фрикційної передачі /цапфа валу - диски - упорні шайби, що об'єднуються проставкою" дозволяє редукувати частоту обертання упорного елементу відносно частоти обертання валу, і, відповідно, знижує окружну швидкість поверхонь, що сприймають навантаження. Це дозволяє уникнути катастрофічних зносів цих поверхонь. Завдяки виконанню спряжених поверхонь у вигляді М- і 2У- образних профілів забезпечується, надійний контакт у фрикційному спряженні. Демпфірування коливань забезпечується тим, що при обертанні валу через фрикційні спряження валу та дисків рух передається на диски.

При цьому між дисками та шайбами встановлюється швидкість ковзання, що визначається різницею їх кутових швидкостей. У фрикційних контактах виникає сила тертя, що спрямована протилежно швидкості ковзання. Сума сил тертя у фрикційних контактах дає результуючу силу тертя, що спрямовується в напрямку, протилежному віброшвидкості ротору. Ця сила є демпфіруючою. Наявність циліндричної проставки, що жорстко з'єднує шайби, дозволяє перерозподіляти зусилля при тиску у фрикційних контактах. Для регулювання зусилля притиску внутрішніх торцевих поверхонь шайб до торцевих поверхонь дисків внутрішні поверхні шайб виконуються підпружиненими. Це дозволяє проводити настройку та регулювання демпфуючих складових підшипникового вузла.

На фіг. 1 показується боковий вигляд газостатичноо упорного підшипникового вузла.

На фіг. 2 показується переріз фіг. 1 по А-А.

Упорний підшипниковий вузол містить корпус 1 та смонтовані у ньому підп'ятники 2 з живильниками 3.

Живильники за допомогою каналів 4 сполучаються з системою подачі робочого середовища під тиском (на фіг. не показано). Цапфа 5 валу має 2У-образні кільцеві проточки 6, що знаходяться у фрикційній взаємодії з периферійними ділянками дисків 8. Диски 8 розташовані навкруги цапфи валу 5 та мають опорні ділянки, внутрішні поверхні 9 яких повернуті до осей 10. Осі 10 закріплені у корпусі 1. Зовнішні поверхні опорних ділянок дисків 8 мають МУ-образні канавки 11, що знаходяться з ними у відповідному фрикційному зачепленні виступом 12 шайб 13. Шайби 13 з'єднані циліндричними проставками 14 між собою та повернуті зовнішніми поверхнями 15 до підп'ятників 2. Внутрішні торцеві поверхні 16 шайб 13 повернуті до торцевих поверхонь 17 дисків 8. Поверхні 16 виконуються підпруженими, як показано на фіг. 1. Підшипниковий вузол працює наступним чином. Газ під тиском із системи подається через канали 4 у робочі зазори підп'ятників 2 через живильники 3. Диски 8, що знаходяться у фрикційній взаємодії своїми периферійними ділянками 7 з кільцевими проточками б цапфи 5 валу, сприймають статичні та динамічні навантаження від валу. При цьому через спряження торцевих поверхонь 17 дисків 8 та торцевих поверхонь 16 шайб 13, а також спряження канавок 11 та виступів 12 навантаження передається на циліндричну конструкцію, яка містить шайби 13 та циліндричну проставку 14. Між зовнішніми поверхнями 15 цієї конструкції та підп'ятниками 2 створюються робочі зазори газо статичного упорного підшипника, який і сприймає осьові навантаження.

За рахунок виконання спряжених М-образних та 2У-образний поверхонь досягається надійна передача обертання на ролики та шайби. При цьому за рахунок виникнення сили тертя на торцевих поверхнях 16 і 17 здійснюється демпфірування коливань ротору аналогічно тому, як це здійснюється у демпфері сухого тертя (А.С.СРСРМо 1227847).

Настройка та регулювання демпфуючих складових може здійснюватися за рахунок регулювання пружин, якщо виконати поверхні 17 підпруженими.

д

ЕЛ

ШО военес ще ор

М КВ

МХреиньии І. ек татів

Кох авнікианни Ж

Ії--- і Ді ІК ве їй й як ?

ДК КН і жів

Фіг. 1 д-Я «ох ни

ОК де В й в ох

ОД кор

М ринв де

КК й ОЇ

ОК й і

СЕКС У це мг я

Фіг. 2

Claims (1)

1. Газостатичний упорний підшипниковий вузол, що містить корпус, цапфу вала, упорний елемент між підп'ятниками з живильниками, який відрізняється тим, що упорний елемент утворений шайбами, які з'єднані між собою циліндричною проставкою та повернуті зовнішніми торцевими поверхнями до підп'ятників, а внутрішні торцеві поверхні шайб повернуті до торцевих поверхонь дисків, що встановлені на осях і закріплені у корпусі та розташовані навколо цапфи вала, причому на цапфі вала виконані кільцеві проточки, а диски встановлені з можливістю розміщення їх периферійних частин у кільцевих проточках, при цьому кільцеві проточки на цапфі вала та периферійні частини мають 2М-подібний профіль, крім того диски виконані з опорними ділянками, внутрішні поверхні котрих повернуті до осей дисків, а зовнішні виконані фасонними з М-подібними канавками, що відповідають виступам на поверхнях шайб.