Демпфирующее устройство опор роторов турбомашин

, 77547 Респубпнк О Р опол еланое к авт. сеид-ву09.1277 (21) 2553542/25-28 (5 нием заявки Иовано 301080, Бюллетень М 40)М. Кл.з явлен едиие 16 Г 7/00 Государстаеии ССС по делам и и открии рите Мрете ытийата опубликования описания 301080) Заявитель Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамениавиационный институт им. акад. С.П.Королева(54) ДЕИПФ ЕЕ УСТРОИСТВО ОПОР РОТОРОУРБОМАШИН ится к области тв и может быт ения колебаний Изобретение относдемпфирующих устройс ь использовано для гашроторов турбомашин.Известен демпфер, выполненный из упругого гофрированного материала, уложенного слоями между подшипником и корпусом 11, Однако этот демпфер имеет ряд недостатков. Вследствие того, что гофры выполнены кольцевыми, при колебаниях вибратора размер пакета в направлении оси вала изменяется, поэтому демпфер нельзя жестко зажи-мать в осевом направлении, иэ-эа чего гофры могут соскальзывать друг с дру га, что может привести к нестабильности работы демпфера и повышению анизотропности его характеристик. К тому же изготовление демпфера с кольцевыми гофрами технологически сложно. . 2 ОНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является демпфирующее устройство опор роторов турбомашин, 25 содержащее гидродинамический демпфер, статор, кольцеобразный вибратор, взаимодействующий с пакетом лент, заключенным в кольцевой паз, образованный вибратором и статором, и раз О грузочное устройство, связанное с вибратором 2,Недостаток этого устройства заклю чается в том, что при использовании его на турбомашинах при повышенных уровнях динамических нагрузок диссипативных свойств может оказаться недостаточно, так как максимальный коэффициент рассеяния многослойного гофрированного пакета, используемого в этой конструкции, не превышает 4- 4,5. К тому же этот демпфер имеет значительную анизотропию диссипативных свойств вследствие накапливания действия сил трения, приложенных к вершинам гофров, в направлениях от разреза пакета.Целью изобретения является повышение диссипативной способности и увеличение изотропности демпфирующих и жесткостных свойств.Цель достигается тем, что вибратор в диаметральном сечении имеет форму двутавра, на полках которого с обеих сторон выполнены один напротив другого, равномерно расположенные по всей длине окружности вибратора, трапецеидальные вырезы, статор выполнен в виде стаканов, установленных соосно и обращенных один к другому кромками, на которых выполнены трапецеидальные выступы, ответные впадинам вибратора, а пакет лент набран из гофрированных и расположен- ных между ними гладких лент, выступы лент расположены друг против друга, обращеНы наружу пакета и ориентированы относительно выступов, выполненных на кольцах снаружи, а стыки лент равномерно смещены по окружности.На фиг, 1 изображено демпфирующее устройство, частичный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на Фиг, 1", на Фиг. 3 - взаимное расположение втулок статора и вибратора; на фиг, 4 - схематически показана компоновка демпФирующего пакета до сборки.Демпфирующее, устройство состоит иэ двух стаканов 1 и 2 статора, установленных соосно и обращенных один к другому кромками, и нибратора, состоящего из двух втулок 3 и 4, причем втулка 4 напрессонывается на втулку 3. В кольцевые пазы, образованные втулкой 3 и стаканами 1 и 2 статора, вставляются пакеты 5 и 6 лент, идентичные друг другу, а втул-, ка 4 вибратора связана с разруэочнымустройством, состоящим иэ корпуса 7, башмака 8, разгрузочной пружины 9, регулировочной прокладки 10 и проставки 11. Толщина прокладки 10 подбирается до сборки с ротором 12 таким образом, чтобы при действии статической нагрузки на демпфер, равной весу ротора, приходящемуся на опору, зазор 13 между эаплечиками 14 корпуса 7 и башмаком 8 был равен Ь - 6, где й - величина радиального зазора 15 в гидродинамическом демпфере, 8 - величина остаточного смещения вибратора при разгрузке демпфера от статической силы, обусловленная гистерезисом в пакете демпфера. Пружина 9 выполнена в виде многослойного гофра, С целью снижения аниэотропии жесткостных свойств демпфера, вносимой разгрузочным устройством, податливость гофра 9 выбирается значительно больше податливости одного пролета пакетон 5 .и б лент, причем для обеспечения работы гофра в линейной области предварительное поджатие его СУн/Г = 0,5, где 1 - начальный выгиб гофра; Ун - предварительное поджатие гофра, Стакан 1 статора имеет в диаметральном сечении Е"образую Форму, на наружной стенке 16 у него имеется фланец 17, с помо- щью которого весь демпфер крепится в опоре 18 турбомашины. На средней и внутренней стенках стакана 1 имеются трапецеидальные выступы 19 и 20Стакан 2 статора имеет н диаметральном сечении форму швеллерй, на .полках которого имеются трапецеидальные выступы 21 и 22, а на полках втулки 3 вибратора с обеих сторон выполнены одни напротив другого равномерно расположенные по нсей длине окружностивибратора трапецеидальные выступы 23и 24. В кольцевые пазы, образованныетрапецеидальными выступами статораи вибратора, вставляются пакеты 5 и6 лент. Статор демпфера выполнен ввиде двух втулок с целью уменьшениявылета трапецеидальных выступов иувеличения их прочности. Стаканы 1и 2 статора вставляются во втулку 3 1 ф нибратора, причем трапецеидальныевыступы 23 и 24 входят в отне ныевырезы стаканов 1 и 2. При этом натяг, создаваемый в пакетах 5 и бтрапецеидальными выступами статора 15 больше, чем натяг, создаваемый трапецеидальными выступами ннбратора,в 1,5-2 раза. Между средней стенкойстакана 1 статора и втулкой 4 нибратора образуется зазор 25, а между 2 О наружной обоймойподшипника .26 качения и внутренней стенкой стакана 1зазор 27. Между втулкой 4 нибратораи наружной стенкой стакана 2 статора образуется зазор 28, а междувнутренней стенкой и наружной обоймой подшипника качения - зазор 29.Пакеты 5 и б лент состоят из днухгрупп гофрированных лент 30 и 31,разделенных пакетом гладких лент 32.1 Наружные ленты 33 и 34 имеют высту- ЗО пы 35, которыми они опираются натрапецеидальные выступы 19, 20, 21и 22 статора.и выступы 23, 24 вибратора. Гофрированные ленты 30 и 31расположены таким образом, что нер шины гофрон направлены навстречудруг другу. Стыки 36 гофрированныхлент расположены под выступами 35и развернуты равномерно по окружности, Стыки 37 гладких лент также рав О номерно развернуты по окружности.От проворота пакеты 5 и б фиксируются штифтами 38 и 39. Подшипник закрепляется на валу гайкой 40. Демпферный зазор 15 по торцам закрытраэрезными металлическими уплотни тельными кольцами 41 и 42. Масло вдемпфер подается через канал 43 иканавку 44 н опоре и через снерление45 в стакане 1.Демпфирующее устройство работаетследующим образом. Колебания ротора12 через подшипник 26 качения переда-.ются нтулке 3 нибратора и гасятся засчет сил сухого трения, возникающихмежду лентами пакетов 5 и б. Гашениеколебаний происходит также при проскальзывании трапецеидальных выступов23 и 24 втулки 3 вибратора по выступам 35 наружных лент 33 и 34. Такоепроскальзывание возможно, посколькунатяг, создаваемый выступами статорабольше, чем натяг, создаваемыйтрапецеидальными выступами 23 и 24вибратора, в 1,5-2 раза. Энергия колебаний ротора переходит также н гид равлические потери, возникающие привыдавливании масляной пленки иэ демпФерного зазора 15. Предложенная кЬнструкция пакета лент имеет большую диссипативную способность, чем пакет прототипа. Это объясняется тем, что в предлагаемой конструкции пакета в середине пролетов вершины гофров групп лент 33 и 34 направлены навстречу друг другу. Поэтому максимальное сдавливающее усилие, прижимающее ленты 33 и 34 друг к другу при распрямлении гофров в собранном пакете, находится также в середине пролета - там, где происходит максимальное проскальзывание, поэтому работа сил трения, и, следовательно, диссипативные свойства такого демпфера будут выше, чем у прототипа, в котором места максимального сдавливающего усилия и максимального проскальзывания не совпадают. Разворот стыков 36 и 37 лент равномерно по окружности позволяет уменьшить аниэотропию характеристик, вносимую стыками С помощью разгрузочного устройства снижается аниэотропия, обусловленная весом ротора. А поскольку податливость гофра 9 разгрузочного устройства значительно больше податливости одного пролета пакетов 5 и б, то аниэотропия, вносимая таким разгрузочным устройством, невелика.Использование параллельной работы демпфера сухого трения, имеющего описанный выше пакет с повышенными демпфирующими свойствами, и гидравлического демпфера с уплотнительными кольцами, позволяет существенно повысить диссипативные свойства демпфера в целом. Формула изобретения Демпфирующее устройство опор роторов турбомашин, содержащее гидродинамический демпфер, статор, кольцеобразный вибратор, взаимодействующийс пакетом лент, заключенным в кольцевой паз, образованный вибратороми статором, и разгрузочное устройство, связанное с вибратором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью1 Ц повышения диссипативной способностии увеличения иэотропности его демпФирующих и жесткостных свойств, вибратор в диаметральном сечении имеетформу двутавра, на полках которого15 с обеих сторон выполнены один напротив другого, равномерно расположенныепо всей. длине окружности вибратора,трапецеидальные вырезы, статор выпол-нен в виде стаканов, установленных2 О соосно и обращенных один к другомукромками, на которых выполнены трапецеидальные выступы, ответные впадинам вибратора, а пакет лент набраниз гофрированных и расположенных между ними гладких лент, выступы лент,расположены друг против друга, обращены наружу пакета и ориентированыотносительно выступов, выполненныхна кольцах снаружи, а стыки лентравномерно смещены по окружности.ЗОИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Акцептованная заявка Японии948-18966, кл. Г 16 С 17/02,"Изобретения эа рубежом" 1973, Р 19.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2392466-25/28,кл. Г 16 Г 7/00, 1977 (прототип).775470 ставитель О.М хредН.Бабурка ь тор О.Билак ктор Г,улыбин ПодписиССР Государст елам иэобр сква, Жиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,каз 7698/49 ВНИИПИ по д 113035, Мо