ОПОРА ВЕРТИКАЛЬНОГО РОТОРА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в конструкциях быстровращающихся валов различных механизмов и машин.
Известна конструкция опоры вертикального ротора, содержащая подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника ( патент РФ № 2360155 по кл.F16C 17/18 от 13.06.2007 г.).
Недостатком данной конструкции является относительно низкая эксплуатационная надежность опоры и значительная трудоемкость ее изготовления.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является опора вертикального ротора, содержащая подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника (патент РФ № 2360154 по кл. Р16С 17/18 от 13.06.2007 г.).
Недостатком данной конструкции является недостаточная несущая способность опоры, необходимость погружения в смазывающую жидкость, трудоемкость изготовления и высокие материальные затраты при этом.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель заключается в повышении несущей способности опоры, эксплуатационной надежности и снижения трудоемкости изготовления.
2
Поставленная задача решается за счет того, что в опоре вертикального ротора, содержащей подпятник из керамического материала со сферической опорной поверхностью и цапфу со сферической поверхностью, расположенной на опорной поверхности подпятника, подпятник выполнен из керамического материала для которого произведение микротвердости по Виккерсу на коэффициент пластичности более 1000 кг/ мм, отношение радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника равно 0,7-0,8 и внутренняя рабочая поверхность сферы покрыта антифрикционной углеродной пленкой с размером кристаллов тетраэдрического углерода не более 80 нм и толщиной 600 ÷1000 нм.
На фиг.1 представлена иллюстрация опоры вертикального ротора ,где
1 - подпятник сосферической опорной поверхностью
2 - цапфа
3 - антифрикционная пленка
2
Подпятник 1 выполнен из керамического материала для которого произведение микротвердости по Виккерсу на коэффициент пластичности более 1000 кг/ мм, в качестве материала подпятника используется наноструктурированный кристалл частично стабилизированного диоксида циркония. Отношение радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника равно 0,7-0,8.
Внутренняя рабочая поверхность сферы покрыта антифрикционной углеродной пленкой с размером кристаллов тетраэдрического углерода не более 80 нм и толщиной 600 ÷ 1000 нм.
Указанные технические характеристики материала подпятника, с отношением радиуса сферы рабочей поверхности цапфы к радиусу сферической поверхности подпятника, равным 0,7-0,8, а также наличие пленки тетраэдрического углерода толщиной 600-1000 нм с размером кристаллов не более 80 нм, позволило повысить несущую способность опоры, ресурс ее эксплуатации в устройствах с повышенной скоростью вращения ротора.
Использование данной опоры вертикального ротора позволило отказаться от применения жидких смазок, использование которых требовало дополнительных технологических и конструктивных введений, что в конечном итоге повышало стоимость и усложняло конструкцию опоры.