демпфирующий узел

Формула изобретения

1. ДЕМПФИРУЮЩИЙ УЗЕЛ, который включает основной демпфер, содержащий подвижный элемент с подшипником для гибкой опоры ротора и центрирующими пружинами в верхней части, шарнирно опертый в резервуаре, заполненном демпфирующей жидкостью, и дополнительный демпфер, содержащий демпфирующий цилиндр с корректирующим кольцом, отличающийся тем, что демпфирующий цилиндр выполнен ступенчатой формы, нижняя часть которого имеет больший диаметр и свободно установлена в полости с демпфирующей жидкостью, а в верхней части меньшего диаметра установлено корректирующее кольцо, охватывающее с зазором полуось гибкой опоры.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что на нижнем конце демпфирующего цилиндра выполнен участок конической формы.

3. Узел по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дно полости выполнено с участком конической формы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторах машин и приборов, например газовых центрифуг.

Известен демпфер газовой центрифуги [1] выполненный с подвижным элементом в виде конусообразного демпфирующего элемента с подшипником для упругой опоры ротора, расположенным в верхней части демпфирующего элемента. Демпфирующий элемент установлен на шарнире, расположенном в нижней части элемента в масляной ванне, и удерживается в вертикальном положении пружинами для центровки, расположенными в верхней части демпфирующего элемента.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является демпфирующий узел быстровращающегося вертикального ротора [2] выполненный в виде основного и дополнительного цилиндрических демпфирующих элементов, упруго установленных в резервуаре с демпфирующей жидкостью, с закрепленным на основном элементе подшипником для упругой опоры ротора. На дополнительном цилиндрическом демпфирующем элементе закреплено охватывающее с некоторым зазором упругую опору корректирующее кольцо, которое взаимодействует с полуосью при больших амплитудах колебаний ротора, демпфируя его движения при сильных возмущениях.

Как известно, демпфер быстровращающегося в упругодемпферных опорах ротора должен обеспечивать подавление низкочастотных колебаний ротора при прохождении пусковых частот и низкочастотных, а также высокочастотных нутационных колебаний ротора на рабочей скорости вращения. Подавление таких колебаний ротора обеспечивается простой конструкцией основного демпфера [1] который включен в работу постоянно. Однако эта конструкция не обеспечивает достаточной надежности ротора при больших амплитудах его колебаний. В конструкции демпфирующего узла [2] предусмотрен дополнительный демпфер с кольцом, охватывающим упругую опору, обеспечивающий демпфирование больших амплитуд колебаний ротора. Однако эта конструкция является достаточно сложной и не обеспечивает достаточной надежности ротора при сильных взаимодействиях.

Технический результат изобретения создание простой конструкции демпфера, обеспечивающей надежное и эффективное демпфирование колебаний ротора при больших амплитудах его колебаний и сильных взаимодействиях.

Для этого в демпфирующем узле, который включает основной демпфер, содержащий подвижный элемент с подшипником для гибкой опоры ротора и центрирующими пружинами в верхней части, шарнирно опертый в резервуаре, заполненном демпфирующей жидкостью, и дополнительный демпфер, содержащий демпфирующий цилиндр с корректирующим кольцом, демпфирующий цилиндр выполнен ступенчатой формы, нижняя часть которого имеет больший диаметр и свободно установлена в полости с демпфирующей жидкостью, а в верхней части меньшего диаметра установлено корректирующее кольцо, охватывающее с зазором полуось гибкой опоры.

На нижнем конце демпфирующего цилиндра может быть выполнен участок конической формы.

Дно полости может быть выполнено с участком конической формы.

На фиг.1 схематично изображен вертикальный разрез ротора с демпфирующим узлом; на фиг.2 вариант выполнения узла.

Демпфирующий узел содержит ротор 1 с полуосью 2, в которую установлена упругая опора в виде иглы 3, опирающийся на подпятник 4 подшипника опоры, установленный в верхней части подвижного элемента 5 основного демпфера, нижняя часть которого установлена на шарнире 6 в резервуаре 7 с демпфирующей жидкостью в корпусе 8. Подвижный элемент удерживается в вертикальном положении центрирующими пружинами 9. В полости 10 с демпфирующей жидкостью установлена нижняя часть 11 большего диаметра демпфирующего цилиндра ступенчатой формы дополнительного демпфера. В верхней части 12 меньшего диаметра закреплено корректирующее кольцо 13, охватывающее с зазором полуось 2. На нижнем конце демпфирующего цилиндра выполнен участок 14 конической формы.

В варианте выполнения демпфирующего узла (фиг.2) дно полости выполнено с участком 15 конической поверхности.

Демпфирующий узел работает следующим образом.

При приведении ротора 1 во вращение его низкочастотные колебания, например колебания при разгоне от неуравновешенности ротора, и низкочастотные и высокочастотные колебания на рабочей скорости вращения, при которых амплитуды колебаний не очень велики и зазор между корректирующим кольцом и полуосью не выбирается, передаются через упругую иглу 3 и подпятник 4 подшипника на верхнюю часть подвижного элемента 5 в виде цилиндра, в результате чего подвижный элемент перемещается в резервуаре 7, качаясь на шарнире 6. При таких движениях подвижного элемента возникают упругая восстанавливающая сила при деформации центрирующих пружин и демпфирующие силы при перемещении демпфирующей жидкости главным образом в зазоре между демпфирующим цилиндром и корпусом 8. При сильных воздействиях на вращающийся ротор 1, при которых амплитуда его колебаний превышает величину зазора между полуосью 2 и кольцом 13, полуось 2 входит во взаимодействие с кольцом 13 и отклоняет верхнюю 12 и нижнюю 11 части демпфирующего цилиндра. Перемещение нижней части 11 демпфирующего цилиндра в полости 10 создает дополнительную демпфирующую силу, действующую на ротор 1 через верхнюю часть 12 дополнительного демпфера и корректирующее кольцо 13 и уменьшающую амплитуду колебаний ротора. При уменьшении амплитуды колебаний ротора 1 полуось 2 выходит из взаимодействия с кольцом 13, а дополнительный демпфирующий элемент центрируется в корпусе 8 под действием силы тяжести с помощью участка 14 конической формы на нижнем конце цилиндра или в варианте выполнения устройства (фиг.2) с помощью участка 15 конической формы на дне полости 10.

Выполнение дополнительного демпфирующего цилиндра в виде свободно установленного в корпусе 8 цилиндрического элемента обеспечивает простоту изготовления и надежность функционирования демпфера, а ступенчатая форма выполнения демпфирующего элемента обеспечивает минимальное значение приведенной к полуоси 2 массы системы, что обеспечивает наибольшую эффективность демпфирования при одновременном снижении сил взаимодействия между полуосью 2 и кольцом 13, уменьшая их взаимный износ при работе, и повышает надежность конструкции.