Гидростатический подпятник
Иллюстрации
Реферат
."- ..",:."..;, О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕН йЯ
К АВТОРСКОМУ СВЙДЕУЕЛЬ ВУ
j (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено28,05.73 (21) 1919872/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.05.77.Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания2(.06.77 (51) М. Кл.-е
F 16 С 32/06
F 01 D 25/16
Госудорственнн1й комитет
Совете Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 621.822.5 (088.8) (?2) Авторы изобретения
О, Н, Антонов и Б. А. Левин
Украинский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДПЯТНИК
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к опорам газотурбинных двигателей, и может быть использовано в других машинах с преобладающими в них осевыми силами над радиальными. с
Известен гидродинамический подпятник, содержащий вал с жестко закрепленной на нем пятой и корпус с гидродинамическими подушками, установленными на гидроцилиндры с целью регулирования и изменения oce- }p вого положения вала в подпятнике. Такие устройства отличаются конструктивной сложностью, большими габаритами и низкой экономичностью (1) .
Известен также гилрэстатический пэдпя:— ник, содержащий кэрпу", установленный в нем на подшипниках вал, жестко закрепленную на валу пяту с периферийным уплотнением, размещенные по эбе стороны пяты рабэчие камеры с каналами для подвода жидкости и 2О зэ:.этниковый распр.-..;.;ел; тель для регулирования давления в к;..меоах (2j.
- ц!- ако s вы . и:.эна l эрных роторах газо— турбинных двигателей, пэдвержецных тряс- 25 ке и динамическим нагрузкам, выполненный на валу зэлэтниковый распределитель недостаточно надежен.
Целью изобретения является повышение надежности зэлотникового распределителя.
Зтэ достигается тем, что зэлотниковый распределитель выполнен в виде расположенных по эбе стороны пяты цилиндрических выстуlloB с лысками, взаимодействующих с подвижными кольцевыми уплотнениями кэрпуса.
Крэме тэгэ, он снабжен двойным периферийным уплотнением, выполненными с рас положенными пэ эбе стороны гребня пяты ацтнфрикциэннымп вставками, на рабочих по. ерхнэсгях которых выполнены радиальные канавки, пэвчередно направлечные в противоположные стор оны.
На фиг. 1 изображен пэдпятник в осевом разрезе; на фиг. 2 -- вид на рабочую поверхность антифрикционных вставок; на фиг. 3зэлотникэвый распределптепь в поперечном разэезе; на фиг. 4 — вариант выполнения подвижного кольцевого уплотнения в виде неразрезного бес -..нтактногэ плавающего к эльца.
557214
Гидростатический подпятник содержит корпус 1 с крышк эй 2, внутренпяя полость .эгиду кэт рыми разделена имеющей гребень ля1эй 3 "; д е рабочие камеры 4 и 5. Кор1 39K, . силен в корпусе трансмиссии ra:-, oróð áê íí oã о двигател я 6. .3 клмсрс установлен жикпер (, B В камере 5 — жиклер 8, соединяемые каналами со штуцером 9 подвода питающей жидкости пэд давлением B гидростатический под- п3 пятник.
В корпусе 1 и в крыпгке 2 выполнены растэчки с резьбой, в которые ввернуты и законтрены гайки 10,. удерживающие уплотнения 11 и 12 зэпотникового распредели- )$ геля, представляющие собой, например, разpýàíbIå кэнтактные кольца из антифрикционного материала (yrI-еграфита, бронзы и т.д.) стянутые браслетными пружинами 13.
В гайках 10 сделаны пазы, куда в ходят 20 штифты 14, фиксирующие уплотнения 3. 1 и
3 2 or проворота в окружном направлении.
На периферийной части пяты 3, поставлено двойное периферийное уплотнение с вставками 3.5 и 16. Вставка 15 закреплена на Я5 крышке 17 уплотнения, а вставка 16 — на кэрпусе 18 уплотнения, который штифтом 19 зафиксирован эт проворачпвания.
Рабочие камеры 4 и 5 изолированы от полости за кэрпусэм 18 уплотнениями 20, 30 которые не препятствуют осевому смешению двойного периферийного уплотнения.
На рабочих поверхностях вставок 15 и
l6 выполнены радиальные канавки 21 и 22.
В корпусе 1 установлен радиальноупэрный 35 шарикоподшипник 23, у которого наружная обойма имеет возможность осевогo перемещения до упора в гайку 10 и пружину 24.
Пружина 24., упираясь в стопорное кэльцэ
25, поджимает наружную обойму пэдшипни- 40 ка 23. Шарикоподшипник 23 смазывают от маслэсистемы через фильтр 26 и фэрсунку
27. Для отвода масла от подшипника 23 и уплотнения 11 выполнены дренажные отверстия 28. Пята 3, внутренняя обойма подшип- 45 ника 23, регулировэчное кольцо 29, шестерня 30 привода агрегатов стянуты на валу
31 гайкой 32. Проворот пяты 3 и шестерни 30 предотвращает, например, шпонка 33.
У корневой части пяты 3 выполнены лыски э0
34 и 35, чередующиеся с выступами 36.
На фиг. 4 изэбражен вариант подвижного у.гпэтнения золотникового распределителя, осуществляемого при помощи неразрезногo с =. и гактнэг э плавающего кольца 37. выпэ .:.:: -г» и,3 ан-.и;.,::рикциэннэгэ материала. б "- : ;I I «c; "oòé÷áñåэгэ пэдпятнил л, ....упает через штуцер 9;: каналы в корпусе 1 и крышке 2, через жиклеры 7 и 8, в камепы 4 и 5. При 6О отсутствии внешних осевых сил пята 3 устанавливается в среднем положении так, что сопротивления справа и слева от пяты равны между собой. Если гидросопротивления жиклеров 7 и 8 подобрать равными гидросэпротивлениям золотникового распределителя в среднем положении пяты 3, то давление жидкости в камерах 4 и 5 будет равно половине давления на входе в жиклеры 7 и 8.
В действительности пята 3 под давлением пружины 24 будет смещена несколько вправо.
Под действием осевой силы, например справа налево, ротор будет смещаться справа налево от нейтрального положения. При этом золотниковый распределитель от пяты
3 будет закрываться, а справа от патыраскрываться.
Сопротивление золотникэвого распределителя слева от пяты 3 превысит сопротивление жиклера 7 и давление в камере 4 возрастет.Сопротивлениезолотниковогораспределителя справа станет меньше сопротивления жиклсра 8 и давление в камере 5 упадет. Обржовввшиися перепад давления жидкости в камерах 4 и 5, действуя на площадь пяты 3, создаст силу реакции, направленную против силы давления. Перепад давления в камерах 4 и 5 приведет к перетеканию жидкости через двойное периферийное уплотнение вокруг грвбня пяты 3. От величины рабочих зазоров в этом уплотнении зависит эффективность всего устройства. Однако уменьшение этих зазоров снижает надежность подпятника из-за граничного трения в фрикционных парах. Под действием перепада давления жидкость из камеры 4 попадает в радиальные канавки 22, уплотнения 15, откуда, увлекаемая вращательным движением гребня пяты 3 переносится в окружном направлении, сливается в радиальные канавки 21, создавая гидродинамическую силу, препятствующую сухомутрениюв фрикционной паре. Из-за непродолжительности пребывания жидкости между напорной 22 и сливной 21 канавками жидкость не успевает перегреться, что благоприятно сказывается на тепловом режиме уплотнения и повышает его надежность.
С правой стороны вставки 16 уплотнения процесс аналогичен. Для удаления перегретой жидкости из пространства между уплотнениями 15 и 16 при отсутствии осевой силы и перепада в камерах 4 и 5 в корпусе
18 могут быть предусмотрены дренажные каналы малого сечения, по которым часть жидкости отводят к полости за двойным периферийным уплотнением, откуда ее отводят в сливную магистраль.
При запуске двигателя, куда насос не обеспечивает достаточного давления масла и грузоподъемность гидростатического под557214 пятника 3 мала для уравновешивания действующих осевых сил, часть этих сил воспринимает подшипник 23, сжимая пружину 24и упираясь через последнюю наружной обоймой в стопорное кольцо 25. С ростом об ротов двигателя, насос увеличивает производительность, давление повышается, перепад давления в камерах 4 и 5 возрастает и подпятник 3 разгружает подшипник 23 от осевых сил.
Формула изобретения
1. Гидростатический подпятник, преимущественно для опор газотурбинных двигателей, сОдержащий корпус, установленный в нем на подшипниках вал, жестко закрепленную на валу пяту с периферийным уплотнением, размещенные по обе стороны пяты ра- О бочие камеры с каналами для подвода жид-. кости и золотниковый распределитель для регулирования давления в камерах, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, золотниковый распределитель выполнен в виде расположенных по обе стороны пяты цилиндрических выступов с лысками, взаимодействующих с подвижными кольцевыми уплотнениями корпуса.
2. Подпятник по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что он снабжен двойным периферийным уплотнением, выполненным с расположенными по обе стороны гребня пяты антифрикционными вставками, на рабочих поверхностях которых выполнены радиальные канавки поочередно направленные в разные стороны.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Великобритании № 937939, 1 10/3/В, 1 963.
2. Авторское свидетельство СССР № 437855, F 16 С 32/06, 1970.
557214
Составитель В. Вяземцева
Редактор М. Васильева Техред И. Асталош Корректор А. Гриценко
Заказ 988/36 Тираж 1154 Подпис ное
ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4