РОТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ УСТАНОВКИ

Область техники
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к центробежным установкам с вертикальным валом вращения для осуществления технологических процессов, вызывающих значительную неуравновешенность ротора.
Предшествующий уровень техники
Известна центробежная установка, которая содержит корпус, ротор с вертикальным валом, верхняя часть которого установлена в подшипниковом узле и соединена с корпусом посредством упругого опорного узла, выполненного в виде резинового кольцеобразного амортизатора. Нижняя часть вала соединена с приводом, при этом вал ротора выполнен гибким в виде карданного вала (см. патент РФ №2209120 С2, КЛ. В02С 13/14, 2003).
Недостаток известной установки связан с жесткостью упругих связей подшипника, поскольку амортизатор установлен так, что он работает в условиях объемного сжатия, а значит, обладает огромной жесткостью, что почти эквивалентно установки его в жесткую опору со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями. Указанный подшипник может работать только при условии создания значительной осевой нагрузки со стороны упругих элементов, т.к. при вращении карданный вал всегда будет стремиться отклоняться от вертикали, а это значит, что к ротору будет приложен внешний момент, под действием которого он начнет прецессионное движение, что в конечном итоге приведет к перекосам в подшипниковом узле. Поэтому в данной конструкции опорный подшипниковый узел всегда будет работать в условиях значительных осевых
нагрузок и перекашивающих моментов, а значит, это скажется на его долговечности и наложит ограничения на величину допустимых внешних воздействий и массу рабочего органа.
Из известных роторных механизмов для центробежной установки наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является роторный механизм для центробежной установки, содержащий корпус, ротор с вертикальным карданным валом фиксированной длины, верхняя часть которого установлена в опорном подшипниковом узле, опирающимся на корпус установки посредством упругого опорного узла (патент РФ №2199394 С2, кл. В02С 13/14, 2002).
Недостаток данного роторного механизма также как и в центробежной установке связан с тем, что указанный подшипник может работать только при условии создания значительной осевой нагрузки со стороны упругих элементов, т.к. при вращении карданный вал всегда будет стремиться отклоняться от вертикали, а это значит, что к ротору будет приложен внешний момент, под действием которого он начнет прецессионное движение, что, в конечном итоге, приведет к перекосам в подшипниковом узле. Поэтому, и в данной конструкции, опорный подшипниковый узел всегда будет работать в условиях значительных осевых нагрузок и перекашивающих моментов, а значит, это скажется на его долговечности и наложит ограничения на величину допустимых внешних воздействий и массу рабочего органа. В данных установках большое значение имеет совмещение оси инерции ротора с его осью вращения (ротор должен быть по форме близок к идеальному телу вращения, т.е. не иметь радиального и торцевого биений). Это может быть реализовано только методом динамической балансировки ротора в составе установок, в противном случае это приведет к высокому уровню виброперегрузок на корпусе подшипникового узла.
Сущность полезной модели
Задача полезной модели заключается в повышении надежности работы роторного механизма.
Указанный технический результат достигается тем, что роторный механизм, содержащий корпус, вертикальный карданный вал фиксированной длины, верхняя часть которого установлена в опорном подшипниковом узле, опирающимся на корпус установки посредством упругого опорного узла, при этом, в верхней части карданного вала закреплена инерционная масса, предназначенная для крепления рабочего органа, а на средней вилке карданного вала установлен амортизированный подшипник с упругим элементом в радиальном направлении.
Наличие инерционной массы позволяет на этапе заводских регулировок выставить ось инерции инерционной массы относительно оси вращения подшипникового узла, не создавая перекашивающих моментов на подшипники, а установка дополнительного амортизированного подшипника на средней вилке карданного вала создает усилие при отклонении вала от вертикального положения, в результате которого суммарный момент внешних сил на подвижную часть механизма равен нулю, а верхний подшипниковый узел не подвержен действию дополнительных осевых нагрузок и перекашивающих моментов, что повышает надежность работы роторного механизма.
Целесообразно инерционную массу выполнить простой геометрической формы в виде плоского массивного диска.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".
Сущность полезной модели поясняется чертежом и описанием конструкции заявленного роторного механизма.
Перечень фигур чертежей
На фиг.1 представлен осевой разрез заявленного роторного механизма. Роторный механизм включает инерционную массу 2, выполненную в виде плоского массивного диска, предназначенного для крепления рабочего органа 1, опорный подшипниковый узел 3, опирающийся на корпус механизма 5 посредством упругого узла 4, карданный вал фиксированной длины 7, передающий крутящий момент от привода к рабочему органу 1 и амортизированный в радиальном направлении подшипник 6, установленный на средней вилке карданного вала 7. Амортизированный подшипник 6 при отклонении карданного вала 7 от вертикали создает усилие, в результате которого суммарный момент внешних сил на подвижную часть роторного механизма со стороны карданного вала 7 равен нулю, а верхний подшипник 3 не подвержен действию дополнительных осевых нагрузок и перекашивающих моментов.
На основании выше изложенного можно сделать вывод, что заявленный роторный механизм может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствует критерию промышленная применимость.