RU37401U1 - Упругодемпферная опора ротора - Google Patents

Description

,;|Йй :

.,.a4 teiHiiHantHti

t j r 1

„-, ,МПК7 F16F7/14

УПРУГО ДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА РОТОРА

Полезйадаэ|1йад©жь относится к области транспортного машиностроения в частности, к упрзтим демпфирующим устройствам, и может быть использовано в любой области техники для снижения уровня вибрации роторов машин и мехаЕмзмов, приборов и оборудования.

Известен «Демпфер содержащий кольцеобразный корпус, заполненный рабочей средой, размещенное в нем кольцо, устанавливаемое на не вращающуюся обойму подшипника, и пластинчатый гофрированный пакет, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности корпус демпфера и кольцо имеют П - образную форму поперечного сечения и совмещены таким образом, что цластинчатый пакет размещен между внутренней стенкой кольца и внутренней стенкой корпуса, а демпфер снабжен разгрузочным устройством, включаюпщм опорный элемент и подпружиненный в направлении действия статической силы бащмак, взаимодействующий с кольцом Чегодаев Д.Е., Пономарев Ю.К. «Демпфирование - Самара: Издательство СГАУ, 1997г - 834 с..

Этот демпфер по своей сути, представляет собой комбинацию пластинчатого гофрированного демпфера сухого трения и демпфера вязкого трения, выполненного в виде П - образной кольцевой щели между вибратором и корпусом.

К его недостаткам относится сложность конструкции и значительные радиальные размеры, поэтому он не нащел к настоящему времени применения в серийном производстве. Кроме того, демпфер имеет сложную расчетную схему и его подбор для конкретного двигателя связан с большим

объемом экспериментальных исследований, опора подавляет только радиального вибрацию ротора.

Известен упругодемпферный подшипник конструкции П.Л. Капицы, состоящий из собственно подшипника любого типа (качения, скольжения, гидростатического подшипника скольжения и т.д.), упругого элемента в виде втулки с прорезями и элемента вязкого трения в виде кольцевого слоя вязкой жидкости между цапфой и корпусом турбомашины. Упругий элемент по своей форме напоминает беличье колесо и выполняется фрезеровкой продольных пазов в тонкостенной втулке с фланцами СССР, А.С. № 3723252, МПК F16F 7/00, «Демпфер опубл. 25.03.80., бюлл. № 11 1980г., И.Д. Эскин, В.А. Антипов, Ю.К. Пономарев, В.А. Безводин..

К недостаткам данной конструкции можно отнести практически полное отсутствие демпфирования в упругом элементе, а также сложность изготовления самой конструкции опоры и способность подавлять только радиальную вибрацию ротора.

Известна упругодемпферная опора ротора, в которой упругий элемент выполнен в виде зигообразной тросовой пряди, свернутой в кольцо и жестко закрепленной по краям в обоймах, представляюш;их собой по два коаксиально установленных один относительно другого стакана с кольцевой канавкой и продольными цилиндрическими отверстиями для укладки и крепления тросовой пряди, причем одна обойма жестко связана с вибратором, а вторая с корпусом, а демпфер вязкого трения выполнен в виде кольцевого зазора между наружной поверхностью одного из стаканов, установленного на вибраторе, и корпусом, ограниченного по краям уплотнительными элементами. Положительное решение по заявке № 2001135569/11 по МПК F16F 7/14 «Упругодемпферная опора ротора.

Недостатком этой опоры является невозможность восприятия опорой осевой вибрации ротора.

Техническим результатом является подавление не только радиальной, но и осевой вибрации ротора.

Технический результат достигается тем, что упругодемпферная опора включает упругий элемент и демпфер ротора вязкого трения, в виде кольцевого слоя вязкой жидкости между вибратором и корпусом турбомашины, а также элементы уплотнений, причем упругодемпфирующий элемент сухого трения, выполненный в виде зигообразной тросовой пряди, закрепленной одной стороной гофров в наружной обойме, а другой стороной - во внутренней обойме, причем наружная обойма опоры выполнена в виде пары концентрических колец: наружного z-образной формы поперечного сечения и внутреннего - Г- образной формы поперечного сечения, в которой выполнены наклонные отверстия для подачи смазки под давлением, а внутренняя обойма выполнена в виде пары концентрических колец: z образной формы поперечного сечения и кольца - крышки, а кольцевая щель образована внутренней цилиндрической поверхностью г-образного внутреннего кольца наружной обоймы и наружной цилиндрической поверхностью z -образного кольца внутренней обоймы, причем одна сторона гофров зигообразной тросовой пряди защемлена кольцами наружной обоймы, а дрзтая сторона гофров защемлена кольцом z -образной формы и кольцом крышкой внутренней обоймы.

Принципиальным отличием предлагаемой конструкции является высокая эффективность подавления вибрации за счет комбинации тросового демпфера сухого трения и демпфера вязкого трения, оригинальность конструкции, позволяющая выполнить опору с высокой технологичностью

изготовления и максимальной простотой, а также простота расчетной модели и высокой эффективностью подавления пространственной вибрации объекта.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

На фиг.1 показан фронтальный разрез конструкции опоры;

На фиг.2 показано крепление тросовой пряди во внутренней обойме (разрез Б-Б);

На фиг.З показано крепление тросовой пряди во внутренней обойме (разрез А-А. развернуто);

На фиг. 4 показан кондуктор для заневоливания тросовой пряди.

Упругодемферная опора пространственного нагружения (см.рис.1...3) включает гидродинамический демпфер, кольцевую цель 1, заполненную маслом под давлением, подаваемым через отверстия 2, ограниченную по торцам уплотнениями 3 и образованнз о внутренней цилиндрической поверхностью г-образного внутреннего кольца 4 наружной обоймы и цилиндрической поверхностью z-образного кольца 5 внутренней обоймы.

Упругодемпфирующий элемент сухого трения представляет собой зигообразную тросовую прядь 5, двоякоизогнутую (в дв5 плоскостях) и защемленную одной стороной гофров в наружной обойме (между кольцом 4 и наружным кольцом 7 -z - образной формы поперечного сечения. Другая сторона гофров защемлена кольцом 5 и кольцом -крыщкой 8. Кольца 4 и 7 наружной обоймы закреплены на корпусе 9 опоры винтами 10. Кольца 5 и 8 внутренней обоймы связаны между собой винтами 11 и установлены на наружной обойме подщипника 12, закрепленного на роторе 13 гайкой 14.

Упрзтодемпферная опора пространственного нагружения работает следующим образом. Колебания вала гасятся демпфером сухого трения, при этом энергия вибрации переходит в тепло за счет работы сухого трения при проскальзывании проволочек друг относительно друга в отрезках тросовой

пряди. Одновременйо с демпфером сухого трения энергию вибрации поглощает и демпфер вязкого трения.

При этом, так как торцы рабочего зазора уплотнены, демпфер вязкого трения (гидродинамический демпфер) работает как длинный демпфер со сдавливаемой пленкой, обеспечивая нормальную работу двигателя на рабочих режимах.

Совместная работа црух. демпферов обеспечивает высокую эффективность подавления вибрации.

Упругая подвеска ротора в опоре выполнена с первоначальным расчетным эксцентриситетом, который компенсирует радиальные смещения кольца 5 относительно кольца 4 под действием веса ротора.

Это мероприятие предотвращает нарущение коаксиальности кольцевой щели гидродинамического демпфера и позволяет ему работать с высокой эффективностью на любых режимах.

Двоякая изогнутость зигообразной тросовой пряди 6 позволяет опоре воспринимать и подавлять осевые вибрации ротора.

При этом кольцо 5 смещается в осевом направлении относительно кольца 4 и происходит рассеивание энергии за счет изгибной деформации тросовых прядей.

Расчетные схемы гидродинамического демпфера 4 и демпфера сухого трения 5 позволяют быстро и с достаточной степенью точности рассчитать параметры вновь проектируемой опоры.

Сборка демпфера осуществляется следующим образом.

Тросовая прядь заневоливается в кондукторе (см.рис.4), представляющем собой плоскую поверхность с установленным на ней в определенном порядке жесткими кольцами. Далее тросовая прядь

свертывается в кольцо. Затем последовательно заводят левую сторону пряди на кольцо 4, защемляют кольцом 7 и крепят к корпусу опоры 9.

Затем собирают правую сторону опоры.

Устанавливают на ротор 13 подшипник 12 и зажимают его гайкой 14. Устанавливают на наружную обойму подшипника кольцо 5 и подводят ротор 13 к левой стороне опоры. Последовательно заводят правую сторону тросовой пряди 6 на кольцо 5 и заш;емляют ее кольцом -крышкой 8.

Упруго демпферная опора готова к работе.

Предлагаемое техническое решение за счет конструкции подвески позволяет подавлять как радиальную, так и осевую вибрацию ротора, предотвраш;ает перекос ротора в плане, имеет высокую эффективность подавления вибрации, технологична в изготовлении и сборке, имеет малые радиальные размеры, легко поддается расчетам.

Проректор по научной работе

Claims (1)

1. Упругодемпферная опора ротора, включающая упругий элемент и демпфер вязкого трения в виде кольцевого слоя вязкой жидкости между вибратором и корпусом турбомашины, элементы уплотнения и упругодемпфирующий элемент сухого трения в виде зигообразной тросовой пряди, закрепленной одной стороной гофров в наружной обойме, закрепленной в корпусе, а другой стороной гофров - во внутренней обойме, установленной на внешней обойме подшипника ротора, отличающаяся тем, что наружняя обойма опоры выполнена в виде пары концентрических колец, наружного z-образной формы поперечного сечения и внутреннего Г-образной формы поперечного сечения, в котором выполнены наклонные отверстия для подачи смазки под давлением и установлены контактные уплотнения, и внутренняя обойма выполнена в виде пары концентрических колец z-образной формы поперечного сечения и кольца-крышки, а кольцевая щель образована внутренней цилиндрической поверхностью Г-образного внутреннего кольца наружной обоймы и наружной цилиндрической поверхностью z-образного кольца внутренней обоймы, причем одна сторона гофров зигообразной тросовой пряди защемлена кольцами наружной обоймы, а другая сторона гофров защемлена кольцом z-образной формы и кольцом-крышкой внутренней обоймы.