SU748053A1

SU748053A1 - Газодинамический упорный подшипник

Info

Publication number: SU748053A1
Application number: SU782622493A
Authority: SU
Inventors: Евгений Петрович Маханьков; Наталья Евгеньевна Захарова; Арсений Николаевич Брагин; Виктор Георгиевич Баранов; Георгий Владимирович Морозов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1665
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1980-07-15

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах высокоскоростных машин и механизмов.

Известен газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту и корпус, в ^sкотором размещены опорная шайба с радиальными гофрами переменной жесткости в радиальном направлении и несущая плата, имеющая увиличиваюшую по направлению к центру жесткость с закрепленньь- ¹⁰ми на ней упругими лепестками, при этом гофры в продольном сечении выполнены . в виде прямоугольника, а в поперечном сечении выполнены по цуге с уменьшающейся от периферии к центру хордой щ. ¹⁵

Однако известный подшипник недостаточно надежен в работе, так как упругие лепестки, расположенные в окружном направлении, имеют переменную жесткость, которая увеличивается с уменьшением длины лепестка в радиальном направлении от периферии к центру подшипника, в то время как давление газового слоя умень2 шается в том же направлении, что приводит к более длительному контакту участков лепестков, расположенных ближе к центру подшипника, с пятой вала, и в конечном счете, выходу из строя подшипника.

Целью изобретения является повышение надежности работы подшипника путем оптимизации формы зазора между пятой и упругими лепестками.

Указанная цель обеспечивается тем, что опорная шайба выполнена с уменьшающейся по направлению к центру жесткостью, а гофры выполнены с увеличивающейся высотой в направлении от центра к периферии и уменьшающейся в указанном направлении хордой.

На фиг. 1 изображен газодинамический упорный подшипник в аксонометрии; на фиг. 2 - опорная шайба; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 3.

Газодинамический упорный подшипник содержит пяту 1 и корпус 2, в котором размещены опорная шайба 3 с радиальными гофрами 4 и несущая плата 5 с упругими лепестками 6, имеющими выходные кромки 7. Каждый гофр 4 опорной шайбы 3 в продольном разрезе имеет вид трапеции 8, а в поперечном разрезе выполнен по дуге 9, при этом высота 'К' гофра 4 увеличивается и длина '01 ' хорды дуги 9 уменьшается в направлении от центра к периферии.

В начальный период работы лепесток 6 контактирует с пятой 1 зоной, расположенной вдоль задней кромки 7 лепестка 6 на её внешней части, как наиболее выступающей под действием гофра 4 опорной шайбы 3, между которыми постепенно с возрастанием скорости вращения пяты 1 возникает газодинамический не- . сущий слой, вызывающий образование зазора между пятой 1 и лепестком 6 в указанной зоне.

По мере возрастания скорости вращения пяты 1 и увеличения осевой нагрузки, лепесток 6 начинает изгибаться как ’ консольная балка, и газодинамический у ⁴ несущий слой постепенно распространяется вдоль средней части задней кромки 7 лепестка 6, а в дальнейшем и на зону, расположенную вдоль внутренней части задней кромки 7 лепестка 6, благодаря чему постоянно поддерживается определенный зазор между пятой 1 и лепестком 6, предотвращающий износ последнего.

По мере дальнейшего возрастания осевой нагрузки на ’ пяту Ί, начинает деформироваться гофр 4 опорной шайбы 3, с которым взаимодействует лепесток 6 как с промежуточной опорой. При этом давление газового слоя в зазоре по величине постепенно убывает в радиальном направлении к центру подшипника.

Благодаря тому, что жесткость гофра 4 опорной шайбы 3 уменьшается по направлению к центру подшипника за счет того, что хорда 'а' линейно уменьшается, а высота Ή' линейно увеличивается от центра к периферии, при этом разность

748053 4 высоты гофра 4 на наружном 'R' и внутреннем ₍'Г-' радиусах опорной шайбы | 3 прямо пропорциональна разности, этих радиусов, лепесток 6 в зоне, располо₅ женной вдоль внутренней части задней кромки 7, получает возможность прогибаться на величину осевого перемещения пяты 1 при меньшем давлении газового слоя, отделяющего их друг от друга, вследствие чего зазор между ними сохраняется на всех режимах работы.

Применение предлагаемой конструкции позволяет автоматически оптимизировать форму зазора на наружном и внут15 рением радиусах лепестка 6 в процессе изменения осевой нагрузки за счет уменьшения жесткости гофра 4 в радиальном направлении, что в свою очередь исключает косой изгиб и локальный иэ20 нос лепестка 7.

Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность подшипника.

Claims

Изобретение относитс к области машиностроени и может быть использовано в опорах высокоскоростных машин и механизмов . Известен газодинамический упорный подшипник, содержащий п ту и корпус, в котором размещены опорна шайба с радиальными гбфрами переменной жесткости в радиальном направлении и несуща плата, имеюща увиличквающую по направ лению к центру жесткость с закрепленнььми на ней упругими лепестками, при этом гофры в продольном сечении вьшолнены . в виде пр моугольника, а в поперечном сечении выполнены по дуге с уменьшающейс от периферии к пентру хордой Щ. Однако известный подшипник недостаточно надежен в работе, так как упругие лепестки, расположенные в окружном направлении , имеют переменную жесткость, котора увеличиваетс с уменьшением длины лепестка в радиальном направлении от периферии к центру подшипника, в то врем как давление газового сло уменьщаетс в том же направле П1И, что приводит к более длительному контакту участков лепестков, расположенных ближе к центру подшипника, с п той вала, и в конечном счете, выходу из стро подшипника . Целью изобретени вл етс повышение надежности работы подш1шника путем оптимизации формы зазора между п той упругими лепестками. Указанна цель обеспечиваетс тем, что опорна шайба выполнена с уменьшающейс по направлению к центру жесткое тью, а гофры выполнены с увбпич вающе с высотой в направлении от цйгтра к периферии и уменьшающейс в указанном направлении хордой. На фиг. 1 изображен газодинамичесжий упорный подшипник в аксонометрии} на фиг. 2 - опорна шайба; на фиг. 3 - раэрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3j на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 3. Газодинамический упорный подшипник соцержлт п ту 1 и корпус 2, ь котором размещены опорна шайба 3 с радиальными гофрами 4 и несуща плата 5 с упругими лепестками 6, имеющими выхойные кромки 7, Каждый гофр 4 опорной шайбы 3 в продольном разрезе имее вид трапеции 8, а в поперечном разрезе Бьтопнен по дуге 9, при этом высота Ь гофра 4 увеличиваетс и д;шна сЗ хорды дуги 9 уменьшаетс в направлении от центра к периферии. В начальный период работы лепесток 6 контактирует с п той 1 зоной, расположенной вдоль задней кромки 7 лепестка 6 на ее внешней части, как наиболее выступающей под действием гофра 4 опо ной шайбы 3, между которыми постепенно с возрастанием скорости вращени п ты 1 возникает газодинамический несущий слой, вызывающий образование зазора между п той 1 и лепестком 6 в указанной зоне, По мере возрастани скорости врашени п ты 1 и yвeличe ш осевой нагруэки , лепесток 6 начинает изгибатьс как консольна балка, и газодинамический несущий слой постепенно распростран етс вдоль средней частк задней кромки 7 ле пестка 6( а в дальнейшем и на зону, рао положе шую вдоль внутренней части задней кромки 7 лепестка 6, благодар чему посто нно поддерживаетс onpeaeneibный зазор между п той 1 и лепестком 6 предотвращающий износ последнего, По мере дальнвйи1его возраста1ш осе вой нагрузки на п ту1, начинает деформироватьс гофр 4 опорной шайбы 3, с которым взанм о действует лепесток 6 как с промежуточной опорой. При этом давление газового сло в зазоре по величине постепенно убывает в радиальном направлении к центру подшипника. Благодар тому, что жесткость гофра 4 опорной шайбы 3 уменьшаетс по направлению к центру подшипника за счет тег о, что хорда и линейно уменьшаетс а высота Ь линейно увеличиваетс от центра к периферии, при этом разность 534 высоты гофра 4 на наружном R и внутреннем Г- радиусах опорной шайбы ) 3 пр мо пропорциональна разности, этих радиусов, лепесток 6 в зоне, расположенной вдоль внутренней части задней кромки 7, получает возможность прогибатьс на величину осевого перемещени п ты 1 при меньшем давлении газового сло , отдел ющего их друг от друга, вследствие чего зазор между ними сохран етс на всех режимах работы. Применение предлагаемой конструкции позвол ет автоматически оптимизировать форму зазора на наружном и внурреннем радиусах лепестка 6 в процессе изменени осевой нагрузки за счет уменьшени жесткости гофра 4 в радиальном направлении, что в свою очередь исключает косой изгиб и локальный иэнос лепестка 7, Изобретение позвол ет повысить эксплуатационную надежность подшипника . Формула изобретени Газодинамический упорный подшипник, содержащий п ту и корпус, в котором размещены опорна шайба с радиальными гофрами переменной жесткости в радиальном направлении и несуща плата с закрепленными на ней упругими лепестками , при этом гофры в продольном сече- НИИ выполнены в виде четырехугольника, а в поперечном сечении выполнены по дуге,, оТгличаюшийо тем, что, с целью повышени надежности рабо-ты , опорна шайба выполнена с умсньшающейс по направлению к центру жесткостью . 2, Подшипник по п. 1, отличающий с тем, что гофры выполнены с увеличивающейс высотой в направлении от центра к периферии и уменьшающейс в указанном направлении хордой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3382014, кл. 308-9, 1968.