Упорный подшипник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 67 ЯО 51)5 Г 16 С 17/О САНИЕ ИЭОБРЕТЕ корпусе 1 птолнен кольцев енке 6,гермеращениены ичная каме 5.Вс колодк нои к упорнь отверстия 7,м 3 вып у которь шаг м лодкы а од ми равен ство по шагу между к меньшей мере а колич еньше к стотверстии к олодки 3 аодГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к турбомшиностроению, а именно к упорным пшипникам центробежных компрессорови осевых компрессоров, а также паровьгх и газовых турбин. Цель изобретения - повышение надежности путемобеспечения равномерности распределения нагрузки между колодками. В подкладном кольце 2, установленном в ва колодок., В каждом 7 размещен поршень 8. Все кроме одной регулирчощей, установлены на торцовых поверхностях 10 поршней 8. Однако колодка установлена на подкладное кольцо 2 с превышением ее рабочей поверхности над остальными, Область образования гидродинамического давления между этой колодкой и упорным диском 4 соединена гидролинией 11 с герметичной камерой 5 подкладногокольца 2. Упорный подшипник обкладает более высокой несущей способностью. 3 ил, С."Изобретение относится к машиностроению, а именно к турбомашиностроению, и может быть использовано в центробежных и осевых компрессорах, паровых и газовых турбинах.Цель изобретения - повышение надежности и несущей способности упорного подшипника путем обеспечения равномерности распределения нагрузки на 10 колодки подшипника.На фиг. 1 представлен подшипник, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.; на фиг.3 - эпюры распределения гидродинамического дав ления по рабочей поверхности колодки в сечении Б-Б на фиг. 2Упорный подшипник содержит корпус1, установленное в нем подкладноекольцо 2, прикрепленные к последнему 20упорные колодки 3 и упорный диск 4.В подкладном кольце 2 выполнена кольцевая герметичная камера 5, в стенке6 которой, обращенной к упорным ко лодкам 3, выполнены отверстия 7 одного диаметра Й, шаг между которымиравен шагумежду колодками 3, количество по меньшей мере на одноменьше количества колодки, и в каждомотверстии 7 размещен поршень 8. Всеколодки, кроме одной регулирующей ко-,ложки 9 (фиг. 2), установлены на тор-,цовых поверхностях 10 порыней 8, аколодка 9 установлена на подкладноексдъцо 2 с превышением ее рабочейповерхности над остальными рабочимиповерхностями остальных колодок 3 навеличину 3, и область образованиягидродинамического давления междуколодкой 9 и упорным диском 4 в точке "0" центра давления соединена гидролинией 11 с кольцевой герметичнойкамерой 5 подкладного каньца 2. Резиновые кольца 12 уплотняют зазор между стенкой 6 герметичной камеры 5 и 45поршнями .8. Между стенкой 6 подкладного кольца и регулируюцей колодкой 9установлена дистанционная шайба 13,позволяюцая путем изменения толщиныБ установить колодку 9 с превышением0ее рабочей поверхности над поверхностями остальных колодок на величину 1обеспечивающую первоначальное относительнд других колодок образование масляного клина между колодкой 9 и упорь 5ным диском 4. Устройство 14 отводитпузырьки воздуха из герметикой камеры 5 при ее заполнении маслом. Зпюрараспределения гидродинамического давления по рабочей поверхности колодки (Фиг. 3) имеет в точке 0 центра давления колодки максимальное давление, равное Р ; и среднее давление на единицу рабочей площади колодки, равное Р . На площадь каждого поршня 8 со стороны кольцевой герметичной камеры 5 действует давление Р, равное давлению в центре давления 0 регулирующей колодки 9.Упорный подшипник работает следующим образом.В момент пуска турбомашины из-за врацения упорного диска 4 и появления осевой нагрузки Р, а также вследствие того, что рабочая поверхность регулирующей колодки 9 выступает над рабочими поверхностями других колодок 3, между колодкой 9 и упорным диском 4 образуется масляный клин, максимальное гидродинамическое давление в котором равно Р Вследствие того,что область образования гидродинамического давления между колодкой 9 и упорным диском 4 соединена гидролинией 11 с кольцевой герметичной камерой 5 подкладного; ;кольца 2, в последней также создается давление, равное гидро- динамическому давлению Рк, в точке 0 центра давления колодки 9. При этом возникает сила, действующая на поршень 8 со стороны кольцевой герметичной камеры 5, равная Р; =Р; й, где Й - площадь поршня, на которую действует давление Р,. Так как площадь поршня 8 со стороны, обращенной к герметичной кольцевой камере 5, равна:а осевая нагрузка, воспринимаемая колодкой 8,РклРк Рср к =, к лто, следовательно,Р к Ркл пгде Й К - рабочая площадь колодки;Й - коэффициент, равный отношенР кРср,Таким образом, поршни 8 и установленные на них торцовые поверхности 10 колодки 3 будут выталкиваться из кольцевой герметичной камеры 5 силой5 160676 Рдо тех пор, пока эту силу не уравновесит направленная навстречу сила взаимодействия колодки 3 с упорным . диском 4. 11 ри этом будет выполнено условие Р 1 = Рц, поэтому все колодки 3 будут иметь гидродинамическое давление в точке 0 центра давления, равное: Р = Р. Если в процессе раКВботы вследствие влияния тепловых и силовых Факторов или других причин возникает перекос рабочей поверхности упорного диска 4 относительно рабочей поверхности колодок 3, гидродинамическое давление в точке центра давле ния колодки 9 изменяется и регулирующая колодка приближается при перекосе к упорному диску 4, то гидродинамическое давление Р, в точке центра давления регулирующей колодки уве личивается. По гидролинии 11 давление передается в кольцевую герметичную камеру 5, при этом сила Р, увеличивается и поршни 8 сколодками 3 выталкиваются из камеры 5, компенсируя 25 изменение Р вследствие перекоса упорного диска 4. Если при перекосе регулирующая колодка 9 удаляется от опорного диска 4, то гидродинамическое давлениев точке центра давления коложки 9 уменьшается. При этом вследствие уменьшения давления Р д, в кольцевой герметичной камере 5 сила Ртакже уменьшается и под действием осевой нагрузки Р со стороны упорного диска 4 поршня 8 перемещаются внутрь герметичной камеры 5 до тех пор, пока повышение гидродннамического давле- . ния Рв точке центра давления колодки 9 не компенсирует отклонение 4 О гидродинамических давлений Р в масляных клиньях колодок до равйомерного. При этом, если осевая нагрузка постоянна, т.е. турбомашина работает .на постоянном режиме, независимо от 7 бналичия перекоса упорного диска относительно колодки 3 гидродинамические давления в масляном клине всех колодок будут оставаться постоянными, т,е. колодки будут одинаково нагружены.Применение упорного подшипника обеспечивает повышение несущей способности в 2-2,5 раза или уменьшение диаметра упорного диска на 40-50 Х и следовательно, уменьшение механических потерь в подшипнике более чем в 2 раза с пропорциональным уменьшением расхода масла. Существенно повыша- ется надежность подшипника, особенно при переменных режимах работы.Формула изобретенияУпорный подшипник, содержащий корпус, установленное в нем подкладное кольцо, упорные колодки и упорный диск, установленный на опорных поверхностях упорных колодок, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения равномерности распределения нагрузки между колодками, подшипник снабжен поршнями, количество которых на один меньше количества колодок, подкладное кольцо выполнено с отверстиями одинакового диаметра для поршней на обращенной к упорному диску поверхности, шаг между которыми равен шагу между колодками и герметичной кольцевой камерой, соединенной с упомянутыми отверстиями, при этом одна из колодок установлена на подкладное кольцо с превышением ее рабочей поверхности над остальными, установленными на поршнях, а область образования гидродинамического.давления этой колодки соединена с герметичной камерой подкладного кольца.1606767 нский тавитель А. ред М.Дидык Лежнина Т Коррект едакт 1 енко аказ 3540 исное. НИИП зобре Раущ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж улГагарина, 1 Тираж 536 ударственного комитета и 113035, Москва, Ж ниям и открытиям при ГКНТ СССая наб., д, 4/5