УПРУГАЯ ОПОРА РОТОРА

Полезная модель относится к средствам для гашения колебаний роторов и может быть использована как упругая опора роторов турбомашин.
Известна упругая опора ротора турбодетандера, разработанная П.Л.Капицей, в которой втулка вибратора выполнена с прорезями на боковой поверхности в виде беличьего колеса (Сергеев С.И. Демпфирование механических колебаний. М.: Физматгиз, 1959. 408 с). Недостатком этой упругой опоры является сложность обеспечения заданной жесткости из-за больших допусков на изготовлении такой опоры и то, что жесткость опоры уже не может изменяться после изготовления.
Известна также упругодемпферная опора роторов, содержащая втулку статора с каналами для подачи смазки, расположенную в ней с зазором втулку вибратора, уплотнительные кольца из троса, которые являются упругими элементами (см. например, А.С. СССР 1567816, МПК F16F 7/00, дата публикации 30.05.1990). Недостатком этого демпфера является также невозможность изменения жесткости опоры после изготовления троса.
Заявленная полезная модель направлена на решение задачи - повысить эффективность упругой опоры в работе за счет настройки оптимальной жесткости опоры.
Технический результат выражается в обеспечении работы роторной системы с минимальными уровнями вибрации корпуса опоры на рабочем режиме.
Технический результат достигается за счет того, что в упругой опоре ротора, содержащей внутренне кольцо, тела качения, сепаратор, наружное кольцо с фланцем, упругие элементы, корпус, каждый упругий элемент выполнен в виде балки цилиндрической формы с резьбой на концах, установленной одним концом в корпусе, а ко второму концу крепится через фланец наружное кольцо с помощью гаек на балке, балки установлены с зазором вовнутрь втулки, закрепленной на корпусе с помощью винтов.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан продольный разрез упругой опоры ротора.
Упругая опора ротора содержит внутренне кольцо 1, тела качения 2, сепаратор 3, наружное кольцо 4 с фланцем, упругие элементы 5, корпус 6. Каждый упругий элемент 5 выполнен в виде балки цилиндрической формы с резьбой на концах, установленной одним концом в корпусе 6. Ко второму концу крепится через фланец наружное кольцо 4 с помощью гаек 7, 8 на балке 5. Балки 5 установлены с зазором вовнутрь втулки 9, закрепленной на корпусе 6 с помощью винтов 10.
Упругая опора настраивается для работы таким образом, чтобы рабочая частота вращения ротора соответствовала 1,41 первой критической частоты роторной системы. Настройка собственной частоты роторной системы производится за счет изменения коэффициента жесткости опоры и осуществляется гайками 7 и 8. В случае завинчивания гаек 7 и 8 фланец наружного кольца 4 перемещается влево и уменьшает рабочую длину упругих балок 5, увеличивая при этом коэффициент жесткости опоры. Для уменьшения коэффициента жесткости опоры гайки 7 и 8 равномерно выворачиваются. При этом фланец наружного кольца 4 перемещается вправо, увеличивая рабочую длину упругих балок 5, уменьшая при этом коэффициент жесткости опоры.
Работа упругой опоры происходит следующим образом. При наборе оборотов ротора до рабочих он проходит первую критическую частоту. При подходе к первому резонансу амплитуда колебаний возрастает до тех пор, пока упругие балки 5 не начнут касаться втулки 9, во внутрь которой они установлены. В этот момент мгновенно увеличивается жесткость упругой опоры, и положение первого резонанса смещается вправо, при этом амплитуда колебаний снижается, балки 5 перестают касаться втулки 9 и резонансная частота возвращается на прежнее место. При этом амплитуда колебаний начинает возрастать до тех пор, пока опять упругие балки 5 не коснутся втулки 9, и изменение жесткости упругой опоры снова увеличит резонансную частоту. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока система ротор и его упругая опора не пройдет первый резонанс. На рабочих оборотах, соответствующих после настройки упругой опоры величине 1,41 первой резонансной частоты упругая опора будет иметь минимальный коэффициент передачи усилия на корпус и соответственно минимальный уровень вибрации на корпусе упругой опоры.