КОМБИНИРОВАННЫЙ РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ
COMBINED RADIAL-AXIAL GAS-DYNAMIC SPADE JOURNAL BEARING

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано в качестве опор роторов высокоскоростных машин и агрегатов для обеспечения большей несущей способности при сохранении устойчивого положения ротора, нагруженного радиальными и осевыми нагрузками, при максимально высоких оборотах, а также в системах кондиционирования воздуха кабин летательных аппаратов, систем турбонадува в современном автомобилестроении и в микрогазотурбинных электроагрегатах.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения, содержащий охватывающую цапфу вала втулку с расположенными на ее внутренней поверхности пазами, в которые вставлены лепестки (см. патент РФ №2489615, МПК F16C 17/10, F16C 27/02, F16C 32/06, опубл. 10.08.2013).
Недостатком известного комбинированного радиально-осевого газодинамического лепесткового подшипника скольжения является то, что при значительных радиальных нагрузках, а также в момент пуска и останова происходит контакт вала с поверхностью лепестков, вследствие чего происходит их повышенный износ, что приводит к снижению долговечности, надежности и ресурса работы всего подшипникового узла.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении ресурса и надежности системы «ротор - опоры» путем разделения и дублирования функций подшипников качения и подшипников скольжения.
Техническая задача достигается тем, что в комбинированном радиально-осевом газодинамическом лепестковом подшипнике скольжения, содержащем корпус, выполненный в виде втулки с внутренней цилиндрической поверхностью, в котором установлены вкладыши с прикрепленными к ним лепестками, при этом в конструкции предусмотрены коническая и цилиндрическая части вала и подшипника скольжения, согласно изобретению поверхность вала между подшипником качения и подшипником скольжения образована шевронными канавками, внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде трех участков с разными диаметрами, а на наружной поверхности корпуса выполнены отверстия для подвода газа.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности опорного узла за счет разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения, продольный разрез, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - поперечный разрез подшипника.
Комбинированный радиально-осевой газодинамический лепестковый подшипник скольжения состоит из корпуса 1, представляющего собой втулку с внутренней цилиндрической поверхностью, выполненной по длине в виде трех участков с разными диаметрами, в один из которых установлены вкладыши 2 с конической внутренней поверхностью и прикрепленными к ней лепестками 3, представляющими собой подшипник 4 скольжения. Вал 5, состоящий из цилиндрической и конической частей, установлен в радиальном подшипнике 6 качения, размещенном в другой части втулки, и подшипнике 4 скольжения. Поверхность вала 5 между подшипником 6 качения и подшипником 4 скольжения образована шевронными канавками 7, что позволяет дополнительно нагнетать газ в рабочую зону подшипника 4 скольжения через отверстия 8, выполненные в корпусе 1.
Устройство работает следующим образом.
В момент пуска вал 5 вращается в подшипнике 6 качения. При увеличении частоты вращения в работу включается подшипник 4 скольжения, который разгружает подшипник 6 качения, а также воспринимает осевые нагрузки, при этом поверхность вала 5 с шевронными канавками 7 работает как вязкостный компрессор, обеспечивая постоянство потока газа через отверстия 8 и разгружая подшипник 6 качения. Подшипник 4 скольжения также демпфирует радиальные и осевые колебания вала 5, снижая риск разрушения опоры.