опора скольжения

Формула изобретения

Опора скольжения, содержащая вал с установленным на нем турбинным колесом и закрепленную в корпусе машины втулку, отличающаяся тем, что втулка выполнена из антифрикционного материала ступенчатой таким образом, что ее цилиндрические и торцовые поверхности являются рабочими поверхностями радиально-осевого подшипника скольжения с проточной смазкой, а на торце турбинного колеса выполнен кольцевой выступ, поверхности которого служат шейками и пятой подшипника скольжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к опорам роторов высокоскоростных турбоагрегатов.

Известна опора скольжения, содержащая вал с установленными на нем шайбами, и размещенную между ними и закрепленную в корпусе втулку; на торцах шайб выполнены выступы, охватывающие концы втулки со стороны ее наружной поверхности [1].

Указанная конструкция имеет существенные недостатки, проявляющиеся в том, что подшипник имеет значительные габаритные размеры, повышенные требования к точности изготовления, недостаточную эффективность работы при значительных частотах вращения ротора.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении несущей способности и виброустойчивости опоры скольжения при значительных частотах вращения ротора, уменьшении габаритных размеров роторно-опорного узла, повышении надежности и долговечности его работы, снижении материалоемкости изготовления опоры скольжения.

Это достигается тем, что в опоре скольжения, содержащей вал с установленным на нем турбинным колесом и закрепленную в корпусе машины втулку в отличие от прототипа втулка выполнена из антифрикционного материала ступенчатой таким образом, что ее цилиндрические и торцовые поверхности являются рабочими поверхностями радиально-осевого подшипника скольжения с проточной смазкой, а на торце турбинного колеса выполнен кольцевой выступ, поверхности которого служат шейками и пятой подшипника скольжения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена заявляемая опора скольжения.

Опора скольжения состоит из ступенчатой втулки 1, выполненной из антифрикционного материала и установленной в корпусе 2, кольцевого выступа 3 турбинного колеса 4 и упорной шайбы 5, установленной на валу 6.

Устройство работает следующим образом.

Наружная и внутренняя поверхности кольцевого выступа 3 совместно с цилиндрическими поверхностями корпуса 2 и ступенчатой втулки 1 образуют соответственно радиальные опорные поверхности 7 и 8; внутренняя поверхность ступенчатой втулки 1 и поверхность вала 6 образуют радиальную опорную поверхность 9; цилиндрические поверхности упорной шайбы 5 и корпуса 2 образуют радиальную опорную поверхность 10.

Торцовая поверхность турбинного колеса 4 совместно с торцовыми поверхностями корпуса 2 и ступенчатой втулки 1 образуют соответственно наружную и внутреннюю упорные поверхности 11 и 12; торцовая поверхность кольцевого выступа 3 и торцовая поверхность ступенчатой втулки 1 образуют упорную поверхность 13; торцовая поверхность ступенчатой втулки 1 и торцовая поверхность шайбы 5 образуют упорную поверхность 14.

Смазка и охлаждение радиальных и упорных поверхностей роторно-опорного узла осуществляется проточной смазкой посредством отбора основного рабочего тела турбомашины непосредственно за турбиной. Смазывающая жидкость под действием перепада давлений последовательно проходит опорные и упорные поверхности 11, 7, 13, 8, 12, 9, 14, 10. Рабочие упорные поверхности могут быть выполнены профилированными.

В данной конструкции по сравнению с известными имеются дополнительные опорные и упорные рабочие поверхности, на которые действует гидродинамическая подъемная сила. При этом несущая способность опоры скольжения повышается. Простым увеличением длины рабочей поверхности такого эффекта достичь не удается, поскольку при этом возрастает уровень вибрации. Снижение уровня вибраций объясняется наличием дополнительного рабочего зазора, что приводит к существенному улучшению условий демпфирования колебаний ротора.

Применение антифрикционного материала для изготовления ступенчатой втулки уменьшает износ рабочих поверхностей опоры скольжения в условиях пуска - останова ротора. При этом повышается долговечность опоры скольжения.

Предлагаемая опора скольжения позволяет повысить несущую способность и виброустойчивость при значительных частотах вращения ротора, уменьшить габаритные размеры роторно-опорного узла, повысить надежность и долговечность его работы, снизить материалоемкость изготовления опоры скольжения.