Опора высокооборотного вала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 3743 А 16 С 17/03 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛ ЬСТВУ Н. Сергее уирования.7, табл. 32,НОГО ВАполос должн где т - нии. П(54) ОПОРА ВЫСОКООБОРОТ Изобретение относится к машиностроению, в частности к газодинамическим опорам высокооборотных турбин и компрессоров.Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности опоры высокооборотного вала,На фиг. 1 показана опора и варианты исполнения лопаток, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрезы Д-Д и Г-Г на фиг, 1, варианты исполнения пазов во вкладышах опоры; на фиг. 4 - типичные характеристики вихревой и центробежной компрессорных ступеней и схема двухпоточной вихревой ступени.Опора содержит корпус 1, вал 2 и шарнирно установленные в корпусе сегментные вкладыши 3, образующие относительно вала радиальный зазор д. На опорной части вала (фиг. 1) имеется лопаточный венец 4, а на поверхности каждого вкладыша, обращенной к валу, выполнен глухой паз 5, охватывающий венец лопаток. При этом ширина(57) Использование: машиностроение, газо- динамические опоры высокооборотных турбокомпрессоров. Сущность изобретения: на валу выполнен по меньшей мере один венец лопаток, На рабочей поверхности вкладышей выполнен глухой паз с шириной, равной ширине венца и глубиной в окружном направлении, не менее чем в два раза превы ша ю щей шаг л о паток. Л опатки могут быть наклонными, Глухой паз может быть выполнен с полукруглым, с постоянным или уменьшающимся в сторону вращения вала сечением. 4 3, и. ф-лы,4 ил,пазов равна ширине лопаточного венца, а глубина глухих пазов в окружном направлении не менее чем в 2 раза превышает шаг лопаток.На фиг. 1 показан паз с полукруглым сечением, элемент проточной части вихревой ступени паз с полукруглым сечением обеспечивает пониженный уровень гидрав- Од лических потерь, сопутствующих вихревому движению газа, более высокую напорность. ф Длина перемычки 6, отделяющей паз от ( 1 ти между смежными вкладышами, а составлять, по меньшей мере 2 - 31, .шаг лопаток в окружном направлери этом предотвращается переброс сжатого газа и, следовательно, достигается относительно высокое давление перед перемычкой. В каждом из вкладышей может быть выполнено по два глухих паза (см. фиг.3), симметрично расположенных относительно середины вкладыша и отстоящих от его торцов на расстояние, которое равно или больше длины перемычки 6. Симметричное1733743 45 50 55 расположение пазов предпочтительнее, поскольку позволяет обеспечить равномерное по длине цапфы распределение давления. Некоторое повышение напорности многопоточной ступени достигается и в том случае, если сечение паза монотонно убывает по направлению вращения вала. Причем ширина паза остается неизменной, равной ширине лопаточного венца, а уменьшение его сечения происходит за счет сокращения глубины от 31 до Я 2 (см. фиг. 3).Варианты исполнения лопаток показаны на фиг, 1, Высокой напорностью отличаются лопатки, имеющие углы а Ф О, ф и 190 .На фиг. 4 показана схема вихревой двухпоточной ступени, имеющей пару диаметральноо расположенных отсекателей, два всасывающих и два нагнетательных окна. Напорная характеристика ф = Ф(р) такой ступени изображена в сравнении с характеристикой центробежной ступени.При вращении вала лопатки 4 увлекают газ из полостей между вкладышами 2 в пазы 5, формируя спиралевидный поток. Лопатки многократно передают энергию потоку, в результате чего давление газа в направлении вращения вала непрерывно возрастает и достигает максимального значения перед перемычкой 6. Через радиальный зазор газ повышенного давления вытекает в осевом и окружном направлениях, а силы давления, развивающиеся в газовом слое, удаляют вал от вкладыша, препятствуя их касанию. Рабочий процесс в вихревой компрессорной ступени характеризуется многократным взаимодействием потока газа с лопатками, Частицы газа, перемещающиеся по винтовой линии, то входят в межлопаточные каналы, то движутся в пазах. При этом вихревой процесс передачи энергии возникает в том случае, если имеет место хотя бы двухкратный вход частиц газа на лопатки, иначе сту-. пень будет работать как центробежная. Минимальной необходимой глубиной паза в окружном направлении является двойной шаг лопаток. При меньшей глубине частицы 5 неуспеют завершить . вход на лопатки,выход из межлопаточного канала и повторный вход, так как абсолютная скорость их перемещения в пазу ниже абсолютной скорости при перемещении в межлопаточных 10 каналах.Изобретение обеспечивает повышениенесущей способности опоры и ее надежности за счет повышенного уровня давления газа в зазорах между вкладышами и 15. валом. Формула изобретения 1. Опора высокооборотного вала, содер 20 жащая вал, корпус, установленные в корпусе с радиальным зазором относительно валасегментные вкладыши, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения ее надежностии несущей способности, на опорной части25 вала выполнен по меньшей мере один венециз лопаток, а на обращенной к валу поверхности каждого вкладыша, охватывающейвенец, глухой паз с шириной, равной ширине венца, причем глубина глухих пазов в30 окружном направлении не менее чем в двараза превышает шаг лопаток,2. Опора по и. 1, о тл и ч а ю ща я с ятем, что пазы выполнены с полукруглым сечением.35 3. Опора по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что пазы выполнены с уменьшающимся в сторону вращения вала сечением.4. Опора по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что лопатки выполнены с наклоном в40 сторону вращения вала.5. Опора попп,1 - 4, отличающаясятем, что лопатки выполнены с наклоном относительно оси вращения вала,1733743 Г-Г Яаайяи оставитель В, Бурлайехред М.Моргентал Корректор И. Муск едактор А. Долини аказ 1653 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101