Газодинамический упорный подшипник
Патент 748053
Авторы
Газодинамический упорный подшипник
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскии
Социалистические
Республик
ОПИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 748053 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.06.78 (21) 2622493/25-27 (51)м. Кл.
Г 16 С 17/04
Г 16 С 27/02 с присоединением заявки ¹
Гооудврстеенный комитет (23) Приоритет по делом изобретений и открытий
Опубликовано 15.07,80. Бюллетень ¹26 (53) УДК621.822. .8 (088.8) Дата опубликования описания 17 07 80
Е. П. Маханьков, Н. E. Захарова, А. Н. Брагин, В. Г. Баранов и Г. В. Морозов (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в опорах высокоскоростных машин и механизмов, Известен газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту и корпус, в котором размещены опорная шайба с радиальными гдфрами переменной жесткости в радиальном направлении и несущая плата, имеющая увиличивающую по направлению к центру жесткость с закрепленными на ней упругими лепестками, при этом гофры в продольном сечении выполнены в виде прямоугольника, а в поперечном се чении выполнены по дуге с уменьшающейся от периферии к центру хордой (1).
Однако известный подшипник недостаточно надежен в работе, так как упругие лепестки, расположенные в окружном направлении, имеют переменную жесткость, 20 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, Е1елью 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 жесткос» тью, 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. Э вЂ” разрез А-A на фиг, 2; на фиг. 4 — сечение
Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — сечение B-В на фиг, 3, 3 74
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
b " "гофра 4 увеличивается и длина "с»" хорды дуги 9 уменьшается в направлении от центра к периферии.
8 начальный период работы лепесток
6 контактирует с пятой 1 зоной, расположенной вдоль задней кромки 7 лепестка 6 на ее 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 врашения пяты 1 и увеличения осевой нагрузки, лепесток 6 начинает изгибаться как консольная балка„ н газодинамический
1 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, предотврашаюший цзнос последнего.
По мере дальнейшего возрастания осевой нагрузки на пяту 1, начинает деформироваться гофр 4 опорной шайбы 3, с которым взаимодействуе лепесток 6 как с промежуточной опорой, При этом давление газового слоя в зазоре m! !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 О" линейно уменьшается, а высота " " линейно увеличивается от центра к периферии, при этом разность
8053 4 высоты гофра 4 на наружном " 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, l0 вследствие чего зазор между ними сохраняется на всех режимах работы.
Применение предлагаемой конструкции позволяет автоматически оптимизировать форму зазора на наружном и внут
15 реннем 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 ma20 нос лепестка 7.
Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность подшипника, 25 формула изобретения
Газодинамический упорный подшипник, содержащий пяту и корпус, в котором
30 размешены опорная шайба с радиальными гофрами переменной жесткости в радиальном направлении и несущая плата с закрепленными на ней упругими лепест ками, при этом гофры в продольном сече55 нии выполнены в виде четырехугольника, а в поперечном сечении выполнены по дуге, о г л и ч а ю ш и и о я тем, что, с целью повышения надежности работы, опорная шайба выполнена с умойьша40 ющейся по направлению к центру жест костью, 2. Подшипник по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что гофры выполнены с увеличивающейся высотой в направлении
45 от центра к периферии и уменьшающейся в указанном направлении хордой.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США % 3382014, 50 кл. 308-9, 1968, 748053
Й/2. 4
Составитель Г, Колтанюк .Техред О. Андрейко Корректор С. Шекмар
Редактор Е. Зубнетова
Подписное филиал ППП "Патент", г. Уха ород, ул. Проектная, 4
Заказ 4208/23 краж 1095
0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5