Подшипниковый узел реверсивного ротора

(50 4 Р 16 С 17/О СПИ БРЕТЕНИ ъ,с ЕЛЬСТВУ,АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Куйбышевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени авиационный институт им. акад. С.П,Королева(56) Авторское свидетельство СССРФ 631703, кл. Р 16 С 17/06,10.05.77.(54) (57) 1. ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ РЕВЕРСИВНОГО РОТОРА, содержащий самоустанавливающиеся на центральныхопорах сегменты, а также напорныещитки, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения несущей способности, каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним золотниковым распределителем и выполнен со скосами у входной и выходной кромок с двумя рядами отверстий, ось которых перпендикулярна его рабочей поверхности, выходящих на его рабочую поверхность у скосов, а также с выполненными в теле сегмента двумя сообщающимися по меньшей мере с одним золотниковым распределителем каналами, ось которых параллельна его рабочей поверхности, при зтом каждыйиз каналов сообщен с отверстиями одного ряда, а напорные щитки связаны сР концами плунжеров.2, Узелпоп.1, отличающ и й с я тем, что каждый из напорных щитков подпружинен по отношению к корпусу распределителя и жестко связан с концом плунжера.3, Узел по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем,что напорные щитки 949994связаны с плунжерами посредствомкинематических звеньев в виде шарнирно соединенных между собой тяг и качалок, последние иэ которых шарнирно соединены с концами плунжеров, при этом щитки размещенына тягах.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях подшипников скольжения реверсивных машин, смазка которых осуществляется из масляной ванны, на пример в подшипниках гидрогенераторов.Известен подшипниковый узел реверсивного ротора, содержащий самоустанавливающнеся на центральных опорах сегменты, а также напорные щитки.Однако указанный подшипник обладает ограниченными возможностями по несущей способности при повышенных 15 .нагрузках, так как напорные щитки расположены в области пониженного кинетического напора масла.Целью изобретения является повышение нагрузочной способности подшип" 20 ника реверсивного ротора. Указанная цель достигается тем, что в подшипниковом узле реверсив" ного ротора, содержащем самоустанавливающиеся на центральных опорах сегменты, а также напорные щитки, каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним золотниковым распредели" телем и выполнен со скосами у вход ной и выходной кромок, с двумя рядами отверстий, ось которых перпендикулярна его рабочей поверхности, выходящих на его рабочую поверхность у скосов, а также выполненными в теле сегмента двумя сообщающимися по меньшей мере с одним золотниковым распределителем каналами, ось которых параллельна его рабочей поверхности, при этом каждый из каналов сообщен с отверстиями одного ряда, а напорные щитки связаны с концами плунжеров. Кроме того, каждый из напорныхщитков может быть подпружинен по отношению к корпусу распределителя ижестко связан с концом плунжера илинапорные щитки могут быть связаны с .плунжерами посредством кинематических звеньев в виде шарнирно соединенных между собой тяг и качалок,последние из которых шарнирно соединены с концами плунжеров, при этомщитки размещены на тягах.На фиг.1 изображен подшипниковыйузел реверсивного ротора в плане;на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 нафиг.З - золотниковый распределительс жестко связанными напорными щитками, продольный разрез; на фиг.4 - отдельный сегмент с напорными щиткамисвязанными с плунжерами посредствомкинематических звеньев, в плане, нафиг.5 " схема работы подшипниковогоузла.Подшипниковый узел реверсивногоротора содержит самоустанавливающиеся сегменты 1 на центральных опорах2. Каждый сегмент 1 выполнен со скосамн 3 у входной и выходной кромоюс двумя рядами отверстий 4, ось которых перпендикулярна его рабочейповерхности, выходящих на его рабочую поверхность у. скосов 3. В телекаждого сегмента выполнены два кана",ла 5, ось которых параллельна рабо.чей поверхности сегмента, каждый иэних сообщен с отверстиями 4 одногоряда. Далее каждый сегмент можетбыть соединен с одним золотниковымраспределителем 6 (см. фиг.1) илис двумя (см. фиг.4),В первом варианте исполнения (см.фиг,З) золотниковый распределитель6 содержит корпус 7 с каналами 8 и 9и плунжером 10, На выступающих иэ949994 ЗО корпуса 7 концах плунжера 10 жесткоустановлены напорные щитки 11. Иежду щитками 11 и корпусомсмонтированы упоры 12 и пружины 13. Трубопроводы 14 обеспечивают гидравлическую связь каналов 5 сегмента 1 с каналами 8 корпуса 7 золотниковогораспределителя. В другом вариантеисполнения (см. фиг.4) золотниковыераспределители 6 размещены в каждомканале сегмента 1На торце каждого сегментф установлены кинематические звенья, содержащие двуплечие качалки 15 и тягу 1 б, 15 на которой размещены напорные щитки 11 соответственно прямого и обратного действия. Качалки 15 своими плечами шарнирно соединены с плунжерами 10 (см, фиг,4). 20Отверстия 4 при соответствующем положении плунжеров 10 могут гидравлически связывать область трения с полостью маслованны (на чертежах не показана). 25 Подшипниковый узел реверсивного ротора работает следующим образом, При движении подвижного элемента 17, погруженного в масло, например, по часовой стрелке (см.фиг.1 и 5) в маслованне формируется устойчивый поток масла, обусловленный вращением подвижного элемента. При этом тангенциальная составляющая потока масла Ч и соответствующий ей кинетичес Щкий напор имеют значительную величину. Кинетический напор в маслованне при взаимодействии с щитками 11 преобразуется в энергию давления, ищитки 11 под действием указанного 40 напора вместе с плунжером 10 передвигаются справа налево. Левая кольцевая проточка плунжера 10 совмещается с каналами 8 и 9 в корпусе 7 распределителя. В результате этого область 45 трения сегмента 1 через отверстия 4, каналы 5, трубопроводы 14 и каналы 8 и 9 становится гидравлически связанной с маслованной. Гидродинамические давления в зоне отверстий 4 50 сегмента 1 резко снижаются, поток масла из области трения сегмента 1 устремляется в маслованну. Таким образом, искусственно создается граница обрыва смазочного слоя в области 55 трения сегмента 1. Если в начальный момент движения подвижного элемента 17 длина области гидродинамических 4давлений была Ь, то после срабатывания командного агрегата гидродинами-ческие давления практически генерируются только на длине. В результате этого сегмент .1, опирающийся на центральную опору 2, стал работать, как сегмент с эксцентричной опорой. При этом эксцентриситет е становится равным (Ь) /2.При движении плунжера 10 справа налево правый упор 12 (см. фнг.З) обеспечивает совмещение левой проточки указанного плунжера 10 с каналами 8 и 9 корпуса 7 распределителя, правая пружина 13 при этом сжимается и в процессе работы узла находится в сжатом состоянии.Так как угол клинового зазора благодаря наличию скосов 3 в области выходной кромки сегмента 1 резко снижается по сравнению с углом наклона основного центрального участка поверхности сегмента 1, степень генерирования гидродинамических давлений на участке выходного скоса 3 также снижается, Именно поэтому целесообразно размещать отверстия 4, а следовательно, и обеспечивать искусственно обрыв смазочной пленки на линии перехода наклонных срезов 3 в центральный участок поверхности трения сегмента 1.Когда ротор мащины будет остановлен и кинетический напор масла в маслованне снизится почти до нуля (или будет равен нулю), правая пружина 13 (см. фиг.3), разжимаясьвернет плунжер 10 в нейтральное положение, и область трения сегмента 1 будет разобщена с полостью маслованны. Золотниковый распределитель примет исходное положение.При движении подвижного элемента слева направо работа подшипника ана- логична описанной. Варьируя длину скосов 4 (Ь-Ю), можно задать любое значение эксцентриситета е , а при правильном выборе е (используя общеизвестные методики расчета эксцентрично опертых сегментов) можно получитьмаксимальную гидродинамическую несущую способность сегмента,Рассмотрим работу подшипникового узла при движении подвижного элемента, например, справа налево, как показано на фиг.4,4 6Когда подвижный элемент 17 остановлен и кинетический напор масла в ванне равен нулю, пружина 13 второго (по ходу движения элемента 17) плунжера 10 возвращает оба плунжера в исходное положение, и пояски обоих плунжеров перекрывают отверстия 4, разобщая тем самым область трения с полостью маслованны. Пружины 13 при этом остаются в подвижном состоянии,Количество отверстий 4 равно количеству поясков на плунжерах 10. Такое решение. исключает возможность перетекания жидкости в радиальном направлении области трения и нарушения закономерного распределения давлений в указанном направлении, когда отверстия 4 перекрыты поясками ппунжера 10. Это стабилизирует поток смазки в области трения и приводит к увеличению несущей способности подшип-, никового узла.Размещение плунжеров в отдельных корпусах упрощает механическую обработку и доводку пары плунжер - корпус, а расположение пары плунжеркорпус в теле сегмента делает конструкцию сегмента более компактной. 5 94999При взаимодействии тангенциально.ф го потока масла с напорными щитками11 на последних возникает гидравлическое усилие, направленное в сторону вращения элемента 17. Тяга 16 при этом перемещается в том же направлении и поворачивает качалки 15, которые, будучи кинематически связанными с плунжерами 10, перемещают их в корпусе 7. При этом первый (по хо О ду движения элемента 17) плунжер 10 вытягивается из корпуса 7, а второй плунжер 10 вталкивается до упора 12, сжимая при этом пружину 13. В результате этого первый ряд отверстий 4 об ласти трения оказывается перекрытым пояском плунжера 10, а второй ряд отверстий 4 оказывается совмещенным с кольцевыми канавками плунжера. Таким образом, через второй (по ходу 20 движения элемента 17) ряд отверстий 4, каналы 8 и 9 область трения становится 1 идравлически связанной с полостью маслованны. Поток масла из об" ласти трения сливается в маслованну 25 через отверстия 4, канал 8, кольцевые канавки второго плунжера 10 и канал 9.В результате этого искусственно обеспечивается обрыв масляного слоя в Зр месте перехода наклонных срезов в центральный участок. Сегмент работает как эксцентрично опертыйнесущая способность значительно возрастает. Наличие кинематических звеньевпозволяет обеспечить перпендикуляр-ность напорных щитков к кинетичес-Гкому потоку и, таким образом, болеерационально его испольэовать.. Колб,ррект ное 4/5 Производственн рафическое предприятие, г. Умгород, ул. Проектна аказ 2791/2 Тирам 777 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 1 13035, Москва, Ж, Рауш