Упругодемпферная опора с регулируемой жёсткостью
ELASTICITY-DAMPER SUPPORT WITH ADJUSTABLE STIFFNESS

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции упругих опор с изменяемой податливостью, применяемых в стендовых динамических испытаниях роторов турбомашин.
В качестве наиболее близкого аналога выбрана упругодемпферная опора роторной турбомашины, содержащая подшипник, установленный на валу, статорный элемент, разрезную втулку и закрепленную на наружном кольце подшипника обечайку.
/RU 2303143, F01D 25/16, 20.07.2007/ - прототип.
Недостатками известной опоры является обязательное приложение осевой нагрузки к валу и, как следствие, к разрезной втулке для ступенчатого изменения податливости в работе, а также применение в опоре только радиально-упорного подшипника.
Задачей заявленного изобретения является реализация упругодемпферной опоры стенда со ступенчато изменяемой податливостью без приложения осевой силы к валу и возможностью установки радиального подшипника.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является скачкообразное изменение жесткости упругодемпферной опоры путем перемещения подвижного элемента при проведении испытаний, изменение амплитудно-частотной характеристики ротора, обеспечение его постоянной работы на некритических частотах вращения и снижение вибрации оборудования стенда и ротора.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что упругодемпферная опора с регулируемой жесткостью, содержащая подшипник, установленный на валу, статорный элемент и закрепленную на наружном кольце подшипника обечайку, соединенную со статорным элементом посредством разрезной втулки, по предложению содержит подвижную втулку, соединенную со статорным элементом и расположенную между обечайкой и статорным элементом с возможностью одновременного контактирования с обечайкой и разрезной втулкой при смещении подвижной втулки посредством привода вдоль продольной оси опоры, при этом подвижная втулка образует с обечайкой демпфирующую полость, ограниченную уплотнениями.
Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами 1, 2.
На фиг. 1 представлен продольный разрез нежесткой опоры, в положении подвижной втулки, одновременно неконтактирующей с обечайкой и разрезной втулкой.
На фиг. 2 представлен продольный разрез жесткой опоры, в положении подвижной втулки, одновременно контактирующей с обечайкой и статорным элементом.
Упругодемпферная опора с регулируемой жесткостью (фиг. 1) содержит подшипник 1, установленный на валу 2, статорный элемент 3, обечайку 4, закрепленную на наружном кольце подшипника 1 и соединенную со статорным элементом 3, через разрезную втулку 5 и подвижную втулку 6, расположенную между статорным элементом 3 и обечайкой 4. Подвижная втулка 6 образует с обечайкой 4 демпфирующую полость 8, ограниченную уплотнениями 9. При этом подвижная втулка 6 выполнена с возможностью посредством привода 7 смещаться вдоль продольной оси опоры и в определенном положении одновременно контактировать с разрезной втулкой 5 до прорезей и обечайкой 4. Для обеспечения лучшего контакта в работе обечайка 4 может быть снабжена специальным элементом, в частности выступами, поясками и т.д., а подвижная втулка 6 специальными заходами в области контакта.
В случае одновременного контакта подвижной втулки 6 с разрезной втулкой 5 и обечайкой 4 из силовой связи между валом 2 и статорным элементом 3 исключается податливая разрезная втулка 5, при этом опора имеет максимальную жесткость (фиг. 2). Иначе разрезная втулка 5 входит в силовую связь и опора имеет минимальную жесткость (фиг. 1).
Упругодемпферная опора работает следующим образом:
В процессе работы нагрузки с вала 2 передаются на статорный элемент 3 через подшипник 1, обечайку 4 и разрезную втулку 5. Подвижная втулка 6 при этом имеет жесткую радиальную связь со статорным элементом 3, образует с обечайкой 4 демпфирующую полость и не контактирует с разрезной втулкой (фиг. 1). При прохождении валом 2 критической частоты вращения подвижная втулка 6 смещается посредством привода 7 и начинает одновременно контактировать с обечайкой 4 и разрезной втулкой 5 (фиг. 2), исключая последнюю из силовой связи между валом 2 и статорным элементом 3. При этом изменяется амплитудно-частотная характеристика вала 2. При прохождении валом критической частоты вращения подвижная втулка 6 возвращается в исходное положение, что обеспечивает постоянную работу вала 2 на некритических частотах вращения и снижение вибрации оборудования стенда.
Сборка опоры осуществляется в следующем порядке.
На обечайку 4 устанавливают подшипник 1, разрезную втулку 5. Закрепляют их на статорном элементе, после чего устанавливают подвижную втулку 6 и привод 7. В частном случае реализации привод 7 выполнен в виде реечного механизма. После чего в подшипник 1 заводят вал 2.
Применение изобретения позволяет ступенчато изменять податливость опоры без приложения осевой силы к валу и устанавливать в опору, в том числе и радиальные подшипники.