Униполярная машина с подшипниками на газовой смазке

Униполярная машина с подшипниками на газовой смазке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА С ПОДШИПНИКАМИ НА ГАЗОВОЙ СМАЗКЕ, содержащая установленный на валу ротор, подпятник , отличающаяся тем, что, с целью повьаиения надежности ее при динамическом торможении ротора , подпятник установлен на дополнительном подшипнике и соединен с валом ротора при помощи муфты, снабженной механизмом отключения, кроме того, машина снабжена механизмом осевого перемещения ротора, включающим привод, соединенный с датчиком скорости. (Л 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ill

3(50 Н 02 К 5 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 - мл -„., с (21 ) 2967875/24-07 (22) 01.08.80 (46 ) 30.12.83. Бюл. М 48 (72) Г.A.Áàðàíîâ и В.H.Ñêðèïóíîâ (53) 621.313.291(088.8) И (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 582555, кл. Н 02 К 31/00, 1977.

2. Лучин Г.A. и др. Опыт конструирования гаэостатических подшипников."Вестник машиностроения" 9 4, 1979, с. 41.

3. Авторское свидетельство СССР

9 584402, кл. Н 02 К 31/04, 1977. (54)(57) УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА С ПОДШИПНИКАМИ HA ГАЗОВОЙ СМАЗКЕ, содержащая установленный на валу ротор, подпятник, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ее прн динамическом торможении ротора, подпятник установлен на допол° нительном подшипнике и соединен с валом ротора при помощи муфты, снаб женной механизмом отключения, кроме того, машина снабжена механизмом осевого перемещения ротора, включающим привод, соединенный с датчиком скорости.

<)Г r ":(<(i- <, т " r 1<

;1ii, Ii l,,:, Н и с(; <,,! с, ()! )" (, i, l!r) .. 3: 13;1Н-, !(ан(ИМС (>, У! if<;! Q ò!, I I:- T r I! C (1- т !(1 K ((31 . . . !) 1!HI!(;!(P <ЫС* Мс(.: (: ii . !! )

K()Tс>Р(,1х РОTc., > (азк«..:,(! Ii k! -.;!))lit(lii!I (<

;<, 1,.; с-K 0)!Et)k((rt;! < (,1--,r )1k Oi! r-(I-.j. - !r Oki (! 1, т (t -)г H K ГЛ -!"! i . -3 Х j TC)!

НГ ii . "- - 1.. >(а J:HCÊQB! У(: «:: »т:»НН!<? др <,!),(<т r*;! k! <)(!!(<;(х вс-. :; к .11: („! ос, и .1.:; :,;; . Mc)х., т(:;.:, и;,:,иск<.

Et!et! r .i . ".!" !C !!!, ((T!а (ОН<с

Ко(, 1:.,<1 (-(-.. ;П(<"- тт(тт ., !!С.гтат:;:. а-3а тс, ; ;(Q Ii(;j !Í ((К<т т(т 1)С): K<1 Н! !(т. н"-„(уза.: QE.)p»(р 1()п()(оже! 1 !!о

В а!! I, т )!! (1! и (i! E - - К c. ?(. I I (i J i, 1 15 т,(к:. К,«.-. и;1:;1! r. я(.т: !1 "и,;: к мс::

ПО-; «,:k! k!: т 0).:.Р:, ll П; ° - .!!

»:,(Г;Н;П(-:.;..::! I(C)i Ст?.33 К:! С .Н;С (.)k,.c!—

LEc! B! О Г. (: j, . Т П : C)! !i (C r i,!, l j (т (! () с((<(<3— н .!ихся IL-;il!.ип:-:(11< 1?; (.1

3 яв !т <те ll " -тт :"т !i B;1 "03 яt :;" "!(и((!ь

Ч <) C Т И 1 f(C т

C )IIP (i K(;) т;О. », 1 ã!O(.тг>ДШHI!! l I! K a

1!Оск<." ..; Од<(а .::: !(Q !»;iK!iсст»и

0 "1Q(j! " .-1»" "и kt(.) IIОДв ИжНО:! .

1;а(((30(.с.с б)г(и.<ко((к изоб. Стению по тс .х!(и<;:cKО!l::?щ Ioc) и и дос "(.(!«åìoìó

3 «3:2(К 1". ЯВЛЯ(.Т< Я у Н И ПОJl Hpli <3 H Мс)|((и lт а т зо

С О Д (1 Р ж < 1 Щ а Я 1 С К О В Ы Й P O Т О (, „ . Т с < Н О В

J *C:H H!;i! В (-i<3>f b HLJK П()ДШИП Н И К а Х И

llB Г .Q,П:1! I! (1< . Гсl 3СНОй СM

КOE r. П И » !кз " (бУ<, С

РЫВ((О Пс (,1(! 1 Г<1 3 <3 i r) J C. Ci)k ((Я(BK"!: !

: - HО C:!ОД!..Н 1!i H К с! i .:t (JВ )I(, 3K

ОС!IOB(:- И;т Ч -.. II(!H !<Н-.<3НИИ С«! С> рОТО- 4р

:-,)(r3BО ГРЕНИЯ !i(HBO—

ДИТ К (К.. I i! *(13.)f! HIC ПОД(;HIT f!ИКа . ((Е т(, И 3 ° ) !. (>C 1 (H .т с! — Поп ъпt,! (т H( надежи 00: и у н ипог я(>ной ма!!.!ли(ПОД?(ИП:.11 i(

f I И К Г! ОС- Е тЛ f I И И y С Та H О B JIÐ i(!i B,IEO Гl ОЛ— нительном подч(ипнике и соеди лен с валом „-отара при помощи муФты„ снабженной механизмом отключения, кроме того, машина снабжена механизмом осевого перемещения ротора, ВКЛЮ" ак(ттkfM ПрИВОд, СОЕ -,Hff»EI «Ый С ;-< T = H K 0M с к 0 р о с т и . ((а Ч Е р " ж (т И 3 О б р <3 ж Е Н с-т. П;;.т И с! д и П И— альная схема предлагаемой у -!иполяр— ной машины с подшипниками на газовой 60

) HHETQлярная машина содержит ротор

1, обмотку возбуждения 2, токосъемные ycòpoéCTBà -. ()ото опирается на поДПЯт((ик 4. H(3 тоРДовой повеРхности ((t5! .) . <, а Eii t, . )J;!! !. !! Г((:и и() c(л ь н ыс M!1 ê ро

К.1!! а:-:Кif i. (. Сдп<, I !IИК У С TаHО, а вал рQTQ!>a

j .;-)пиал(п(<;х и:<дн(ипн и(< (х 8 . ((а !залу

k;! к j) с> и !.i?!I 1 т. б i!" .а () к г)тОра Я соеди He ! i 3 с ОбОЙО . т I-!<)беж:ой му@Tû, выполнен!(ой в Bи.,е KQJ одок 1!, ко орь;е Перемешав ются вдоль. напраBJ!ÿþf!(Hõ 12 и прижи—

K!аЮ" .E(ПРУГМИНОИ; 3 К Об<)ДУ 1 jr 13 < !(QI! H (i c1< С я v <3 b .>OB . K: OBOp 1 4 динеk! f(ую с 1(риво:ом 1 5. I)EIJ: взаимоJIc3H E! y е т rc Efатч и кОM кОроcт и в ра щениг 16. Злo.".!OH Tû 7, 14 и 1 т обр(.!в .(Уt(. М(? BHИЗ." .. c Е

j.:oтo(ра °

".Hiiпоп,I((!=Я (ла .;- .—: работ.)ет .(е ) кщим обра= ом. (j ИСХОД!!Л QM ПО): ж(H И V. Г !Е)" EIУ

".QP «ОГ; (rOT О(P. И П Д! !1 Tii И1<ОГ т И!<(EЕТC:

-ii я;:() 13ращc èc, на: (,èмeE) злc)Kт— род:- игателем:":и .(ер (еже не::оказан, .

I 0т0р и;1. (инае: вращать .я íà I а!овои

OiiO(rC ".. . МЕСТЕ С рОТОрОМ ВращаЕт(Я ПОДГ!!l"!I,!K 4 На::.С)РИКОПОгд: .:I kiri K(3 (ак Ка((0!! OCT )Ется Cc)C, HH»!(HUM

Му(()TQH :: ОбОИМОИ 9. I(;>V! Да(в:т»ПШЕМ тi30.! :И"(

ДЕИСТВИЕМ Г<О (раСТающИХ El(HТ()0бСЖНЫХ (ил к<)л03(ки преОДОлевают ООГI()Отив ление пружиH и отходят от обога 10, ПОД ДЕ I)C:ТЕ(ИЕГ Сktr(СОГIРОТИЕ)ЛЕ fi И Я В

Ш а (> H Ê Q H Qäl!. И П Н и К» Гэ П Од П я -. и и К 4 и а 1 Ипаст Тормози: bся и ocòанавливается, а ротор пpo;EOJIzает вращаться на (а(рово 1 о(.оре 1 . С увеличен нелл скороc"v вра".;е: ия ротора 13!п.е неко i OP 01 О !, О(ОГO!10;"О 3 ii саЧ < НИ Я Да ВЛ »H ИЕ

В М((КРОКа. (аВКаХ ВОЗэаотаЕГ И ПОЯ:-:—

:Iя»: cя i!озмсж loс.ть воз:.,икHове НHЯ

1 аЗОВОГО СмаЗОЧ

m(3k(èè Г ороговсй скорости вращения с Г .ОГIОщью привОда 1 э уда яют ш<ар01)ую споРУ иэ — под вала 7 т и ротоР оптc:- ается торцовой поверхностью на подпятник 4 на с):Qi: газовои смазки.

С этого момента времени ротор вра—

ДаЕтСЯ;".а Газ ОДИНаГЛИЧ(ЗСКОМ ПОДГ(ЯТНИКЕ

4. Затеи с помощью обмотки возбуждения 2 c()33 аю= магнитное поле, а токосъемíf)0 устройства ".åíåðàòîðà подс оединяю-. K нагрузке. Осуществляется, например, режим внезапного динамического торможения ротора, а через нагрузку,на чертеже не показана ; проходит импульс тока.

Гри снижении скорост и вращения ротора уменьшается величина центро— бежных сил, действующих на колодки

11, они под дейсгвием пружин сопри— касаются с Ободом IÑ, и подпятник начинает вращаться B Liàðèêîïîäøèïíè— ке () синхронно с ро-.-ором. Смаэочныи слой изчезает и ротор соприкасается с подпятником. Далее они вращаются вместе до полной ос -.а !QBKH ротора.

101 7143

Составитель Ф, Подольская

Редактор Н. Коляда Техред Т.Маточка Корректор И. Эрдейи

Заказ 10613/8 Тираж 687

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Так работает ударный униполярный генератор с газодинамическими подшипниками. Для следующего запуска генератора шаровую опору подводят под вал ротора, и он отделяется от подпятника.

Моментом включения привода механизма осевого перемещения ротора и механизма отключения муфты является скорость вращения, соответствующая возникновению смазочного слоя подпятника. Сигнал на включение этих механизмов поступает от датчика скорости (фотоэлектрического или другого типа), настроенного на эту пороговую скорость вращения ротора. 15

В процессе разгона ротора сигнал от датчика поступает сначала на механизм отключения муфты, так как подпятник должен быть неподвижен к моменту достижения пороговой скорости, а потом на привод механизма осевого перемещения.

В процессе торможения ротора сигнал от датчиков поступает на указанные механизмы в любой последовательности. Важно, чтобы при снижении скорости ниже порогового значения и исчезновении смазочного

cgoa ротор не соприкасался с неподвижным подпятником.Это может быть достигнуто либо пр.-.поднятием ротора над подпятником (если механизм осевого перемещения позволяет выполнить это при вращени ротора), либо вращением подпятника синхронно с ротором. 35

В предложенном устройстве используются центробежные муфты, где датчиком скорости является механическая система, состоящая из колодок.и пружин, которая настроена на опреде- 40 ленную скорость вращения. Если применяют другой тип муфты, например электромагнитный, то датчик скорости может быть с электрическим выходным сигналом (датчик 16).

Следует отметить, что аналогично могут быть выполнены и радиальные опоры вала ротора.

Недостатком газодинамических подшипников, как известно, является возникновение сухого трения при пусках и остановках ротора, которое приводит к заклиниванию подшипников и выходу их иэ строя.

В предложенной машине подпятник соединен при отсутствии вращения муфтой с валом ротора. Отсоединение подпятника, который расположен на вращающемся основании (шарикоподшипнике ), происходит не сразу, а при несколько большей скорости, т.е. при гарантированной толщине смазочного слоя, обеспечивающей надежное вращение ротора. Соединение подпятника муфтой с валом при уменьшении скорости вращения начинается также еще при наличии смазочного слоя. Поэтому при полном отсутствии смазочного слоя ротор соприкасается уже с вращающимся подпятником и сухое трение между ними не возникает., Технический эффект изобретения заключается в том, что предложено конструктивное решение проблемы исключения сухого трения при разгоне и торможении ротора, вращающегося в газодинамических подшипниках. . Такое решение повышает надежность работы высокоскоростных роторов униполярных машин и упрощает их эксплуатацию, так как отпадает необходимость в подаче газа в зону смазки от внешнего источника.

Следует отметить, что сочетание двух механизмов (отключения муфты и осевого перемещения) повышает надежность преодоления сухого трения как в процессе разгона ротора, так и в процессе торможения. Это обстоятельство имеет большсе значение для тяжелых крупногабаритных роторов, так как выход подшипников из строя связан с большими затратами на восстановление опорных поверхностей и на перемонтаж самого униполярного генератора., особенно, если используются жидкометаллические токосъемные устройства, которые не допускают разгерметизации корпуса.