Газодинамический упорный подшипник

(23)Приоритет по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.822. .8 (088.8) Дата опубликования описания 17.07,80 Е. П, Маханьков, Н. Е. Захаром, А, Н, Брагин, В. Г. Баранов и Г. В. Морозов(54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК Изобретение относится к области машиностроения и может быть использованов опорах высокоскоростных машин и механизмов,Известен газодинамический упорныйподшипник, содержащий пяту и корпус, вкотором размещены опорная шайба с радиальными гдфрами переменной жесткости в радиальном направлении и несушаяплата, имеюшая увиличиваюшую по направлению к центру жесткость с закрепленными на ней упругими лепестками, при этомгофры в продольном сечении выполненыв виде прямоугольника, а в поперечном сечении выполнены по дуге с уменьшающейся от периферии к центру хордой Я,15Однако известный подшипник недостаточно надежен в работе, так как упругиелепестки, расположенные в окружном направлении, имеют переменную жесткость,2 Окоторая увеличивается с уменьшениемдлины лепестка в радиальном направленииот периферии к центру подшипника, в товремя как давление газового слоя умень 2шается в том же направлении, что приводит к более длительному контакту участков лепестков, расположенных ближе кцентру подшипника, с пятой вала, и вконечном счете, выходу из строя подшипника,Целью изобретения является повышениенадежности работы подшипника путем оптимизации формы зазора между пятой иупругими лепестками,Указанная цель обеспечивается тем,что опорная шайба выполнена с уменьшаюшейся по направлению к центру жесткостью, а гофры выполнены с увеличивающейся высотой в направлении от центра кпериферии и уменьшающейся в указанномнаправлении хордой. На фиг, 1 изображен газодинамический упорный подшипник в аксонометрии; на фиг, 2 - опорная шайба; на фиг, Э - разрез А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг, 5 - сечение В-В на фиг, 3,3 74Газодинамический упорный подшипник содержит пяту 1 и корпус 2, в котором размещены опорная шайба 3 с радиальными гофрами 4 и несущая плата 5 с упругими лепестками 6, имеющими вы- ходные кромки 7, Каждый гофр 4 опорной шайбы 3 в продольном разрезе имеет вид трапеции 8, а в поперечном разрезе выполнен по дуге т, при этом высота ф 6" гофра 4 увеличивается и длина фс" хорды дуги т уменьшается в направлении от центра к периферии,В начальный период работы лепесток6 контактируег с пятой 1 зоной, расположенной вдоль задней кромки 7 лепестка 6 на ее внешней части как наиболеевыступакнпей под действием гофра 4 опорной шайбы 3, между которыми постепенно с возрастанием скорости вращенияпяты 1 возникает газодинамический не-,сущий слой, вызывающий образование зазора между пятой 1 и лепестком 6 вуказанной зоне,По мере возрастания скорости вращения пяты 1 и увеличения осевой нагрузки, лепесток 6 начинает изгибаться какконсольная балка и газодинамическийнесущий слой постепенно распространяетсявдоль средней части задней кромки 7 лепестка 6, а в дальнейшем и на зону, расположенную вдоль внутренней части задней кромки 7 лепестка 6, благодаря чему постоянно поддерживается определенный зазор между пятой 1 и лепестком 6,предотвращающий износ последнего,По мере дальнейшего возрастания осевой нагрузки напяту 1, начинает деформироваться гофр 4 опорной шайбы 3, скоторым взаимодействует лепесток 6 какс промежуточной опорой, При этом давление газового слоя в зазоре по величине постепенно убывает в радиальномнаправлении к центру подшипника,Благодаря тому, что жесткость гофра4 опорной шайбы 3 уменьшается по направлению к центру подшипника за счеттого, что хорда О" линейно уменьшается,а высота ф" линейно увеличивается отцентра к периферии, при этом разность 8053 Фвысоты гофра 4 на наружном " ивнутреннем "г" радиусах опорной шайбы3 прямо пропорциональна разности, этихрадиусов, лепесток 6 в зоне, располо 5женной вдоль внутренней части заднейкромки 7, получает возможность прогибаться на величину осевого перемещенияпяты 1 при меньшем давлении газовогослоя, отделяющего их друг от друга,10 вследствие чего зазор между ними сохраняегся на всех режимах работы.Применение предлагаемой конструкции позволяет автоматически оптимизировать форму зазора на наружном и внут15 реннем радиусах лепестка 6 в процессеизменения осевой нагрузки за счетуменьшения жесткости гофра 4 в радиальном направлении, что в свою очередьисключает косой изгиб и локальный и20 нос лепестка 7,Изобретение позволяет повыситьэксплуатационную надежность подшипника,25 формула изобретения Газодинамический упорный подшипник,содержащий пяту и корпус, в котором30 размещены опорная шайба с радиальнымигофрами переменной жесткости в радиальном направлении и несущая плата сзакрепленными на ней упругими лепестками, при этом гофры в продольном сече 55 нии выполнены в виде четырехугольника,а в поперечном сечении выполнены подуге, о г л и ч а ю ш и й о я тем,что, с целью повышения надежности работы, опорная шайба выполнена с умойьша 40 ющейся по направлению к центру жесткостью,2. Подшипник по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что гофры выполненыс увеличивающейся высотой в направлении45 от центра к периферии и уменьшающейсяв указанном направлении хордой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Мо 3382014,50 кл, 308-9, 1968.748053 В Составитель Г, КолтанюкРедактор Е. Зубнетова,Техред О. Андрейко Корректор С. Шек Подписн 8/23 Тираж 1095ЦНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб Заказ