Комбинированный опорный узел

Комбинированный опорный узел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51) 4 F 16 С 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВРЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3766368/25-27 (22) 06.07,84 (46) 07.03.86. Бюл. У 9 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П,Королева (72) А.В.Терещенко, Е.П.Жильннков, Д.С.Коднир, Г.З.Заров, Н).В.Ильин и В.П.Стукалов (53) 621.822.5(088.8) (56) Чихос Х, Системный анализ.-M,:

Мир, 1982, с. 232, рис. 6.19, Авторское свидетельство СССР

В 759?64, кл. F 16- С 21/00, 1977. (54)(57) 1. КОМБИНИРОВАННЫЙ ОПОРНЫИ

УЗЕЛ, содержащий корпус, упруго установленные в нем подшипник качения и размещенный в его внутреннем кольце подшипник скольжения с фланцем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем обеспечения охлаждения подшипника скольжения при одновременном увеличении его упругости, в подшипнике скольжения выполнены продольные сквозные отверстия, расположенные в шахматном порядке наклонно к его оси.

2, Узел. по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сквозные отверстия выполнены с осями, перекрещивающимися с осью подшипника скольжения.

3. Узел по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю щ и и с,я тем, что, с целью увеличения несущей способности, фланец подшипника скольжения выполнен с внутренним диаметром, меньшим диаметра его рабочей поверхности.

1 . 121

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в подшипниковых узлах газотурбинных цвигателей и других машинах.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности комбинированного опорного узла путем обеспечения охлаждения подшипника скольжения при одновременном увеличении его упругости за счет осуществления прокачки охлаждающей среды через расположенные в шахматном порядке сквозные отверстия в подшипнике скольжения, обеспечивающие одновременно увеличение er o. упругости, а также увеличение несущей способности опорного узла за счет сокращения торцового истечения смазки в подшил. нике скольжения.

На фиг.1 изображен комбинированный опорный узел при консольном расположении его относительно ротора, осевой разрез, на фиг,2 — вид

А, на фиг.1; на фиг.3 — вид Ь на фиг.1; на фиг.4 — вид В на фиг.3, на фиг,5 — выполнение опорного узла с полузакрытыми торцами.

В корпус 1 помещено наружное кольцо 2 подшипника качения, зафиксированное гайкой 3= Во внутреннее кольцо 4 подшипника качения запрессован подшипник 5 скольжения, закрепленпый гайкой 6, В подшипнике скольжения 5 выполнены сквозные отверстия 7 и 8, наклонные по отношению к его оси и расположенные в шахматном порядке. Сквозные отвер-стия 7 и 8 могут быть выполнены с осями, перекрещивающимися с осью подшипника 5 скольжения, Форсунки 9 предназначены для подачи смазки к подшипнику 5 скольжения через торцовую полость 10 и отверстия 11, выполненные в роторе

12, установленном в подшипнике 5 скольжения.

Фланцы 13 подшипника 5 скольжения могут быть выполнены с образованием кольцевых замкнутых по окружности полостей 14 за счет того, что диаметр d образованный фланцами 13, меньше диаметра 3 рабочей поверхности подшипника 5 скольжения.

Комбинированный опорный узел работает следующим образом.

При малых частотах вращения ротора 12 частота вращения подшипника 5 скольжения, внутреннего кольца

6468

r>0

4 и самого ротора 12 одинаковы. Это происходит потому, что,коэффициент трения, а значит и момент трения в паре скольжения 12 и 5 больше, чем в паре качения, так как коэффициент сухого трения в паре скольжения измеряется в десятках, а в паре качения — в сотых долях.

По мере увеличения частоты вращения ротора 12 смазка, подаваемая форсункой 9 в торцовую полость 10 ротора 12, под действием давления центробежных сил нагнетается через отверстия 11 в клиновой зазор подшипника 5 скольжения, Наличие смазки: уменьшает момент трения в паре скольжения 12 и 5. В результате этого ротор 12 начинает проскальзывать относительно подшипника 5 скольжения. Степень проскальзывания увеличивается по мере увеличения частоты вращения ротора 12 и при определенной большой частоте вращения ее подшипник 5 скольжения начинает работать в гидродинами-ческом режиме, Одновременно с этим, по мере увеличения частоты вращения внутреннего -кольца 4 подшипника качения увеличиваются потери на перемешивание смазки между элементами подшипника качения (подача смазки в торец подшипника качения с помощью форсунки (не показана), что спосббствует росту момента трения в подшипнике качения.

Таким образом, при выходе на номинальную частоту вращения ротора

"12 (5000-15000 тыс, об./мин) пара скольжения 12 и 5, работая в гидродинамическом режиме, имеет момент трения в несколько раз меньше (в 3-10 раз), чем момент трения в подшипнике качения, так как коэффициент трения в подшипнике 5 скольжения в гидродинамическом режиме имеет порядок тысячных, а в подшипнике качения — сотых долей. В связи с этим, частота вращения внутреннего кольца 4 подшипника качения снижается в несколько раз. Это приводит к уменьшению контактных напряжений между элементами подшипника качения и увеличению срока службы его *, С целью снижения температуры в клиновом зазоре пары скольжения 12 и 5 охлаждаются путем прокачивания охлаждающей среды через отверстия

1216468

7 и 8, выполненные в шахматном порядке в подшипнике 5 скольжения.

Так как отверстия 7 и 8 выполнены наклонными к оси подшипника скольжения 5 (К > Р„), то центробежные силы на радиусе К больше, чем на радиусе К,, и охлаждающая жидкость прокачивается в сторону большего радйусa R . Температура в клиновом зазоре подшипника 5 скольжения снижается, повышается надежность его работы и всего опорного узла.

Для более интенсивной прокачки охлаждающей среды отверстия 7 и 8 в подшипнике 5 скольжения выполняются так, что его ось и оси отверстий

7 и 8 являются перекрещивающимися.

Такое расположение отверстий 7 и 8 позволяет в еще большей степени увеличить расход охлаждающей среды, так как их оси составляют острый угол с направлениемвращения пар трения

12 и 5.

Размещение отверстий 7 и 8 в шахматном порядке на .разных радиусах обеспечивает не только охлаждение подшипника 5 скольжения, но увеличивает его упругость. Это обеспечивает демпфирование колебаний ротора 12, возникакнцих из-за дисбаланса его, что увеличивает долговечность опорного узла.

Наличие кольцевых полостей 14, образованных фланцами 13, установленных на подшипнике 5 скольжения, приводит к уменьшению торцового истечения смазки на нагруженной зоне гидродинамического подшипника

5 скольженйя. Последнее увеличивает несущую способность гидродинамической пары трения 12 и 5.

На фиг.5 штриховой линией показано распределение гидродинамических

1 давления Р по оси подшипника 5 скольжения применительно к обычному варианту, когда на торцах подшипника

5 скольжения давление равно 0. Сплошной линией показано распределение давления в новом варианте, когда в кольцевых полостях 14 давление рав-. но некоторой конечной величине Р определяемой центробежными силами ротора 8 и подшипника скольжения 5.

Из сравнения площадей под кривыми

25 видно, что площадь под кривой, ограниченной сплошной линией, больше площади под кривой, ограниченной штриховой линией (обычный вариант), Следовательно, несущая способность зо гидродинамического подшипника 5 скольжения возрастает.

121б468

Наирадмние дйма м

Атл /Мяуки) фм.4

Составитель В.Размета

Редактор М.Бланар Техред Т.Тулик Корректор Г.Решетник

Заказ 980/42 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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