РАДИАЛЬНЫЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к машиностроению, в частности к подшипникам скольжения с жидкостной и газовой смазкой, используемым в опорах роторов высокоскоростных турбомашин различного назначения.
Уровень техники.
Обычно крепление лепестка в лепестковом подшипнике выполняется по одному краю лепестка, расположенному в осевом направлении между соседним перекрывающим лепестком и корпусом подшипника. При уменьшении количества лепестков в подшипнике, приводящем к росту угловой длины каждого лепестка в окружном направлении, возрастает угловое расстояние между зоной закрепления лепестка и зоной трения между лепестком и цапфой. Это приводит к возрастанию силы трения и момента трения в подшипнике во время пуска, когда между лепестками и цапфой имеет место сухое трение, что вызывает повышенный износ антифрикционного покрытия подшипника, наносимого обычно на поверхности лепестков, обращенных к цапфе.
Известен радиальный лепестковый газодинамический подшипник (патент США № 4178046). Подшипник содержит цапфу, расположенную в отверстии корпуса подшипника. Между цапфой и корпусом расположены в окружном направлении перекрывающие друг друга упругие лепестки, выполненные из тонкой металлической ленты. Каждый лепесток закреплен своей средней частью относительно корпуса при помощи шпонки, закрепленной в осевом направлении на лепестке и установленной в пазу корпуса. Крепление лепестка в его средней части приводит к уменьшению углового расстояния между зоной закрепления лепестка и зоной трения между лепестком и цапфой и снижению силы и момента трения в подшипнике во время пуска. Это приводит к снижению износа антифрикционного покрытия подшипника и росту его ресурса и надежности. Недостатком данного подшипника является небольшое демпфирование.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение демпфирования подшипника при пониженном значении момента трения в подшипнике во время пуска.
Указанный технический результат достигается тем, что лепестковый газодинамический подшипник содержит цапфу, расположенную в отверстии корпуса. Между цапфой и корпусом расположены в окружном направлении перекрывающие друг друга тонкие упругие лепестки. Каждый лепесток закреплен своей средней частью относительно корпуса при помощи шпонки, закрепленной в осевом направлении на лепестке в его средней части и установленной в пазу корпуса. Между каждым лепестком и корпусом расположена тонкая упругая гофрированная лента.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан продольный разрез лепесткового газодинамического подшипника.
Осуществление полезной модели
На фиг. 1 показан продольный разрез лепесткового газодинамического подшипника. Подшипник содержит цилиндрическую цапфу 1. Цапфа 1 расположена в отверстии корпуса подшипника 2. В кольцевом зазоре между цапфой 1 и корпусом 2 в окружном направлении расположено несколько упругих лепестков 3, изготовленных из металлической ленты толщиной, например, 0,1-0,3 мм. Обычно лепестки 3 имеют в свободном состоянии цилиндрическую форму. Каждый лепесток 3 закреплен своей средней частью относительно корпуса 2 при помощи шпонки 4, закрепленной в осевом направлении на лепестке, например, при помощи сварки, и установленной в пазу 8 корпуса 2. Шпонка 4 имеет обычно призматическую форму.
Шпонка 4 делит в осевом направлении лепесток 3 на две части: переднюю и заднюю. Передняя часть 6 лепестка 3 прилегает к цапфе 1 подшипника при невращающемся роторе. Задняя часть 7 лепестка 3 расположена между передней частью 9 соседнего лепестка, перекрывающего лепесток 3, и корпусом. Между задней частью 7 лепестка 3 и корпусом 2 расположена гофрированная лента 5, изготовленная из тонкого металла толщиной около 0,1 мм. Такие же гофрированные ленты расположены в окружном направлении между корпусом 2 и задними частями остальных лепестков.
При вращающейся цапфе в направлении по стрелке 10 воздух увлекается цапфой за счет своей вязкости в конфузорный зазор между цапфой и верхней частью 6 лепестка 3 и создает избыточное давление в зазоре между лепестком 3 и цапфой 1, возрастающее с ростом скорости вращения цапфы. Начиная с некоторой скорости вращения цапфы, это давление смещает лепесток 3 от цапфы 1 к корпусу 2, и контакт между цапфой и лепестками исчезает. Подобным образом исчезает контакт между цапфой 1 и остальными лепестками.
При смещении вращающейся цапфы в радиальном направлении к части 6 лепестка зазор между цапфой 1 и частью 6 лепестка уменьшается, что вызывает повышение давления в зазоре. В результате этого часть 6 лепестка смещается от центра подшипника и деформирует гофрированную ленту 5, расположенную между частью 6 лепестка 3 и корпусом 2. Деформация гофрированной ленты 5 вызывает относительное скольжение ленты 5 и корпуса 2, сопровождающееся сухим трением и диссипацией энергии радиального смещения цапфы, т.е. в лепестковом подшипнике возникает дополнительное демпфирование, и суммарная демпфирующая способность подшипника возрастает.