КОМБИНИРОВАННАЯ ОПОРА
COMBINED SUPPORT

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов) машины. Комбинированная осевая опора содержит корпус с размещенными в нем подшипником качения и упорным подшипником скольжения, выполненным в виде подпятника с многоклиновой поверхностью. Подпятник установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения на упругой, заполненной газом, цилиндрической камере с выпуклыми тонкостенными торцевыми поверхностями. Технический результат: повышение ресурса и надежности системы "ротор-опоры" путем снижения общего уровня вибраций и динамических нагрузок в опорах роторных машин. За счет подбора вязкости газа и давления улучшаются демпфирующие свойства.
Известна комбинированная опора, которая является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению, состоящая из размещенного в корпусе подшипника качения и упорного подшипника скольжения, выполненного в виде подпятника с многоклиновой поверхностью, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения на упругих демпфирующих элементах в виде пакета стальных колец профильного сечения (патент России №2323373, МПК F16C 21/00). Недостатком данной конструкции является возможность разрушения стальных колец при многократных пусках (остановов).
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении ресурса и надежности системы "ротор-опора" путем снижения общего уровня вибраций и динамических нагрузок в опорах роторных машин посредствам установки упругой, заполненной газом, цилиндрической камеры с выпуклыми тонкостенными торцевыми поверхностями.
Поставленная задача достигается тем, что комбинированная осевая опора содержит корпус и размещенные в нем подшипник качения и упорный подшипник скольжения, выполненный в виде подпятника с многоклиновой поверхностью.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена комбинированная опора и ее продольный разрез;
на фиг.2 - подпятник подшипника скольжения;
на фиг.3 - цилиндрическая тонкостенная камера.
Опора представляет собой комбинированную осевую гидродинамическую опору, состоящую из корпуса 1, закрепленного в нем упорного подшипника качения 2 с валом 3, а также подпятника 4, установленного в корпусе 1 с возможностью перемещения в осевом направлении, опирающегося на упругую, заполненную газом, цилиндрическую камеру 5 с выпуклыми тонкостенными торцевыми поверхностями. Конструкция опоры предполагает наличие гарантированного осевого зазора между торцом вала (пята подшипника скольжения) и подпятником подшипника скольжения.
Опора работает следующим образом.
При переходных режимах работы (пуск, останов), когда частота вращения ротора невелика, осевая нагрузка передается на корпус 1 через упорный подшипник качения 2. При увеличении частоты вращения вала в смазочном слое рабочего зазора подшипника скольжения, образованного торцом вала (пята подшипника скольжения) и профильной поверхностью подпятника 4, возникает избыточное давление, при достижении достаточного значения которого вал всплывает. Нагрузка на корпус передается одновременно через подшипник скольжения и подшипник качения. При переходных режимах и действиях возмущающих сил подпятник 4 подшипника скольжения имеет возможность возвратно-поступательного смещения в осевом направлении за счет упругой, заполненной газом, цилиндрической камеры 5 с выпуклыми тонкостенными торцевыми поверхностями, установленной в корпусе 1. Тем самым улучшаются условия работы подшипника качения и увеличивается долговечность опоры в целом.
На фигуре 3 изображена модификация цилиндрической тонкостенной камеры, отличающаяся от первоначальной, устройством для изменения величины давления, которая состоит из приваренного к стенкам камеры корпуса и клапана 6.
Данная конструкция опоры позволит увеличить надежность и долговечность опорного узла путем снижения общего уровня вибраций и динамических нагрузок в опорах роторных машин. За счет устройства для изменения величины давления увеличиваются демпфирующие свойства.