Радиальная газовая опора

Радиальная газовая опора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ i

Союз Севенки»

cw

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЗИЕВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву в 364774 (22) Заявлено 280479 (Я1) 2759545/25-27 Р1) М. Кп.

F 16 С 32/Об с присоединением заявки И9 (23) Госудввствеявъзй воаытют.СССР во веяак нзобретевяй в откРытвй

Приоритет

Опубликовано 2304.816юллетень ИВ 15 (53) УДК 621. 822. . 5 (088 ° 8),Дата опубликования описания 230481

P2) Авторы изобретения

В.Б. Шолохов, В.И. Вихрев, Ю.В. Пешти и M Ì. Евдокимов

P1) Заявитель (54 ) РАДИАЛЬНАЯ РАЗОВАЯ ОПОРА

НредлаГаемое изобретение относится к устройствам, обеспечивающнм ноРмальную эксплуатацию машин„ в частности к Опорным устройствам с подвижным элементом, поддерживаемым подушкой из текущей среды, а именно к устройствам для получения предельной частоты вращения ротора в радиальном газостатическом подшипнике. 10

По основному авт. св. 9 364774 известна радиальная газовая опора, преиМущественно для высокоскорост ных турбомашин, содержащая вкладыш, охватывающий san и питатели, расположенные по окружности и соединенные с источником подачи сжатого газа, при этом с целью повышения максимального числа оборотов ротора турбомашины отношение длины вкладыша к его внутреннему диаметру состав- 20 ляет 0,35-0,45 и отношение величины радиального зазора между вкладышами и ротором к половинке длины .. вклад яма составляет (2,5-5) 10 f3) .

Недостатком такой опоры являетая то, что оба указанных параметра не,позволяют судить о моменте увеличения частоты вращения ротора от других конструктивных параметров, -т.е. требуется проведение эксперичт ментальной работы для нахождения конструктивных параметров,.при которых происходит увеличение частоты вращения ротора.

Цель изобретения - увеличение предельной частоты вращения ротора в радиальной газостатической опоре

s условиях псщачи турбулизованной смазки и дкапаеона конструктивных параметров, Ври которых наступает это явлением

Поставленная цель достигается тем, что отношение диаметра питателя к длине, вкладыша составляет от

0,03 до 0,08.

На фиг. 1 изображена предлагае- мая радиальная газовая. опора, поперечное сечение; на фиг. 2 — то же, продольное сечение; на фиг. 3 приво- дится график зависимости предельной частоты вращения ротора от отношения диаметра питающего отверстия к длине вкладыша подшипника (с /). ), полученный, экспериментальным путем при условии подачи s рабочий зазор опоры турбулизованной смазки °

Радиальная газовая опора содержит вкладыш 1 с длиной L, охватывающей вал-ротор 2,.а также питатели 3 диа823687 уетром дс для подвода смазки в рабоаий зазор между вкладышем 1 и ротоpoN 2е

В предлагаемой опоре газ под дав. лением Р5 подается во все читатели

3 равномерйо. Гаэ, проходя через читатели 3 во вкладыше 1, попадае s рабочий зазор, образованный вкладываем 1 и ротором 2, оттуда истекает в окружном и осевом направлениях, Важность выбора соотношения Я2 0,03-0,08, полученного экспериментальным путем, можно объяснять ,следующим образом.

Появление турбулизованной смазки в рабочем зазоре опоры является следствием конструктивных параметров. Известная методика расчета критических частот вращения ротора газостатической опоры является след- 20 ствием конструктивных параметров.

Известна методика расчета критич)вских частот вращения ротора гаэостатической опоры, которую можно свести к определению степени быстроходности ротора в следующем порядке: — ж- Ь- зр

) з

О D

Я= а -"-ь — () зо о 4 Гк где Я вЂ”; =—

1пр о 1м собственная час- тота колебаний ротора на смазочном газовом слое,. опоры,с жесткость смазочного газового 40 слоя Н/м -Зху приведенная масНв > са ротора, йЬ - число вкладышей в одной опоре; p - расстояние между серединами

2" х радиальных опор, м; Я

З.Ч - Разница между экваториальным и молярным момейтами инерции ротора, Н, с м Н

- непредельная частота вращения ротора, с, — длина одного вкладыша опоры, м, 46

Π— диаметр цапфы ротора, м; а )+(1092-123-) ((Йв,!О С) -С ) )2) с аэ

:,где d - диаметр питаацего отверстия, м, - ь,оа — (1)

4,073 М-4

С

k-4 — 0,072

Ь вЂ” показатенлц адиабаты)

Re>- йеС -" j >" - число Рейнсльдса для зазора," и - число питателей в одной вкладыше опоры;

М. 2. НО Мес=\ - с,)) SP R„,T Z, I. Н" (4}

- число Рейнольдса питателей при докритическом истечении газа;

ted& акр н ц - )" о.Га, т .Р

f — число Рейнольдса питателя при критическом истечении газа, где Т вЂ” температура газа на входе в питатели, К;

R — газовая постоянная газа, поступающего в питатели, Н ° м/кг град, p — вязкость. газа абсолютная, Н с/м, Z — коэффициент сжимаемости реального газа, Но — радиальный зазор в опоре, м;

PS - давление подачи газа перед питателями, Н/м

Р„, - давление газа вблизи питателей в зазоре, Н/м, Р давление Среды, окружающеф торцы вклаДыша опоры, Н/м

Р

Р ° Ъ ю

Ъ

Р )

Анализ формул показывает, что в соотнснаенияж 3 и .3 присутствует отношение диаметра питателя к длине вклады@а опоры. Это указывает на то, что показатель степени повышения частоты вращения ротора (см. формулу 1) находится в прямой зависимости.от .этОго сООтношенияу поэто му определение этого параметра в численном выражении является важной задачей в определении степени повышения частоты вращения ротора.

Далее рассмотрены случаи повышения предельной частоты вра)аления ротора из анализа щнаюдениой мето- дики и эксперимеитальных данный, полученных. иа предприятии при экспериментальных работах по проверке . .этой методики расчета.

Обязательным условием, при котором происходит повышение предельной частоты вращения ротора, является появление турбулизованной смазки в рабочем зазоре опоры. 0 появлении урбулизованной смазки обычно судят о величине Рейнольдса (см. формулы, 823687

Формула изобретения

A-A 4 н 5), которое является следствием конструктивных параметров опоры и параметров газа. Однако появление турбулнзованной смазки еще не определяет повышение частоты вращения ротора, так как отношение в Формулах 4 и 5 может быть выбрано таким, что жесткость газового слоя окажется недостаточной.

Наличие ламинарной смазки в зоне питателей также не способствует повышению частоты вращения ротора, так как известно, что ламинарный поток действует на всей длине опоры и отсюда тангенциальные возмущающие движения ротора силы препятствуют росту частоты вращения ротора, в то время как прн появлении турбулизованной смазки в зоне питателей тангенциальные силы меньше, чем при ла

1мннарной. Таким образом, при прочих ,равных условиях наличие турбулизо ванной смазки и правильный выбор со- отношенияд/Ь способствуют наиболь-: шей предельной частоте .вращения ро тора в радиальной гаэостатической опоре. Определение диапазона соотносив". нияс1с(Ь, при котором имеется макои-, мальная предельная частота вращения ротора .являетея эмпирической задачей, в результате проведенной рабо5 ты был определен диапазон соотнсаа"с. ,ния — от 0,03 до 0,08, при кото-!

:ром получилась максимальная частота::

,вращения ротора, при условии падачй, 10;турбулизованной смазки в рабочем зазоре в зоне питателей.

Радиальная газовая опора по айФ, св. Р 364774, о т л и ч а в al а яс я тем, что, с делью увеличения предельной частоты вращения ротора в условиях подачи турбулнзованной смазки, отношение диаметра питате ля к.длине вкладыаа составляет от

0,03 до 0,08.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР.

2$ 9 364774, кл. F 16 С 32/06, 1971.

ВНИЫПИ Заказ 2052/45

Тираж 860 Подписное

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