Важільна вирівнююча система упорного підшипника
Власники патенту UA 2305212:
Винахід відноситься до упорних підшипників, зокрема до систем для рівномірного розподілу навантаження між упорними колодками упорних підшипників. Важільна вирівнювальна система упорного підшипника містить упорну колодку (6), нижні важелі (2), верхні важелі (1), нерухому обойму (4). Між верхніми та нижніми важелями (1, 2) розміщені ролики (3). Опори нижніх важелів (2) розташовані у площині контакту між верхніми та нижніми важелями (1,2). Нижні важелі (2) спираються на нерухому обойму (4) через сферичні опори (5). Верхні важелі (1) спираються на нерухому обойму (4) через ролики (3) та нижні важелі (2). Упорна колодка (6) через сферичні опори (5) спирається на верхні важелі (1). Технічний результат: створення важільної системи, що вирівнює, упорного підшипника з максимальними компенсуючими властивостями шляхом зменшення довжини плеча сили тертя і величини коефіцієнта тертя при одному і тому ж кількості колодок і середньому діаметрі їх розміщення. 1 іл.
Винахід відноситься до упорних підшипників, зокрема до систем для рівномірного розподілу навантаження між упорними колодками упорних підшипників.
Відомо, що для рівномірного розподілу навантаження між упорними колодками упорних підшипників застосовуються різні способи:
- ретельне припасування бабітової заливки колодок до поверхні завзятого диска;
- спирання колодок на кульки та пружні елементи;
- Застосування кулькового сегмента.
Однак ці способи недостатньо ефективні.
Відома важільна система, що вирівнює Кінгсбері в осьових підшипниках, що містить упорні колодки, нижні важелі, що лінійно спираються на нерухому обойму, верхні важелі, що стосуються нижніх важелів.[Казанський В.М. Системи змащування парових турбін. - М: Вища школа, 1986, - с.152].
Якщо якась колодка чомусь виявляється вище площини робочих поверхонь інших колодок, що входять в комплект, то вона буде змушена прийняти на себе збільшене навантаження і відійти разом з важелем від завзятого диска. При цьому проміжні важелі повернуться навколо осей кочення і наблизять до завзятого диска суміжні менш навантажені колодки. Таке переміщення здійснюватиметься доти, доки осьове навантаження не буде розподілено рівномірно по всіх колодках. Однак і в підшипнику Кінгсбері є нерівномірність розподілу навантаження, що зростає при неправильному конструюванні, виготовленні та зношуванні в процесі експлуатації деталей підшипника. Головною причиною, що погіршує роботу ланцюгів пристрою, що вирівнює, є сила тертя, що виникає на окремих ділянках важільної системи і перешкоджає переміщенню важелів.
Якщо підшипник збирається без перекосу, всі колодки навантажені однаково. Внесення перекосу призводить до перерозподілу навантажень по колодках. Максимально навантаженими будуть колодки, які максимально наближені до завзятого диска, а мінімально навантаженими будуть віддалені від диска колодки.
Відмінність по товщині окремих колодок або важелів системи, що вирівнює, обумовлює нерівномірність навантаження колодок. Таким чином, зазначена конструкція не забезпечує достатнє вирівнювання навантажень по колодках, якщо з будь-яких причин їх відстані від площини завзятого диска виявилися різними.
В основу винаходу поставлено завдання створити важільну вирівнювальну систему упорного підшипника з максимальними компенсуючими властивостями шляхом зменшення довжини плеча сили тертя і величини коефіцієнта тертя при одному ітій же кількості колодок та середньому діаметрі їх розміщення.
Поставлену задачу вирішують тим, що в важільній вирівнюючої системі упорного підшипника, що містить упорну колодку, нижні важелі, верхні важелі, нерухому обойму, згідно винаходу між верхніми і нижніми важелями розміщені ролики, опори нижніх важелів розташовані в площині контакту. важелі спираються на нерухому обойму через сферичні опори, верхні важелі спираються на нерухому обойму через ролики та нижні важелі, а завзята колодка через сферичні важелі спирається на верхні важелі.
Розташування опор нижніх важелів у площині контакту між верхніми і нижніми важелями, спирання нижніх важелів на нерухому обойму через сферичні опори, а верхніх важелів - на нижню опору через ролики та спирання упорної колодки через сферичні важелі на верхні важелі компенсуючими властивостями.
У важільній вирівнювальній системі, що заявляється, для досягнення автоматичного вирівнювання навантажень по колодках плече сил тертя, що виникають по лініях взаємного торкання важелів, зведено до мінімуму.
Заміна сил тертя ковзання тертям кочення між верхніми і нижніми важелями дозволяє підвищити чутливість системи важеля, при цьому чутливість завзятого підшипника збільшується в 10-15 разів.
Винахід пояснюється кресленням, де зображена вирівнювальна важільна система завзятого підшипника.
Важільна вирівнююча система містить верхні важелі 1, нижні важелі 2, між якими розміщені ролики 3. Опори нижніх важелів 2 розташовані в площині контакту між верхніми 1 і нижніми важелями 2. Нижні важелі 2 спираються на нерухому обойму 4через сферичні опори 5. Верхні важелі 1 спираються на нерухому обойму 4 через ролики 3 і нижні важелі 2, а завзята колодка 6 через сферичні опори 5 спирається на верхні важелі 1.
Кількість важелів удвічі більша за кількість колодок.
Опори нижніх важелів 2 перенесені в площину контакту між верхніми 1 і нижніми важелями 2. Крім того, крім точкового спирання упорних колодок 6 застосовано точкове спирання нижніх важелів 2 на нерухомій обоймі 4. Тертя ковзання між верхніми 1 і нижніми 2 важелями вирівнюючої системи замінено тертям кочення, введенням між верхніми 1 і нижніми .
Використання точкового опирання нижніх важелів 2 на нерухомій обоймі 4 дозволяє уникнути нерівномірного розподілу навантаження по лініях контакту між важелями, яке виникає в традиційному підшипнику (через секторної форми важелів) при наявності лінійного контакту між нижніми важелями 2 і не.
З порівняння відомої важільної системи, що вирівнює (прототип) і заявляється важільної вирівнюючої системи, можна зробити наступні висновки. Якщо підшипник працює без перекосів робочих поверхонь щодо площини завзятого підшипника, то вид спирання колодок - на жорстку основу, що рівнозначно не працює важільній системі (прототип), або на заявляється важільну систему, що вирівнює, - не впливає на несучу здатність підшипника, яка при інших від конструкції колодок. Розміри масляної плівки визначаються лише осьовим зусиллям та залишаються однаковими в обох випадках. Перевага важільного вирівнювальної системи, що заявляється, проявляється при виникненні перекосів.
Нерівномірність розподілу навантаження підтверджується і нерівномірністю розподілу температур колодками.Якщо різниця температур максимально і мінімально нагрітих колодок у підшипника з традиційною важільною системою (прототип) при навантаженнях, близьких до руйнівних, може досягати 40°С, то ця ж різниця в підшипниках важеля, що заявляється, вирівнюючої системи, яка має підвищені компенсуючі властивості, 6°С.
Важелі заявляється вирівнюючої системи сконструйовані так, що сумарна деформація всіх елементів при навантаженнях на підшипник, аж до руйнівних, не перевищує величини мінімальних зазорів у проточній частині турбіни. При цьому навіть у разі руйнування важільної системи осьове зміщення ротора не перевищує зазору під верхнім важелем, який явно менше осьового розбігу ротора в проточній частині.
Упорні підшипники із заявляється важільною системою, що вирівнює, встановлені на повітряному компресорі цеху виробництва аміаку ("Черкасиазот"), на турбіні газового компресора цеху виробництва аміаку (Концерн "СТИРОЛ"), на насосі цеху виробництва аміаку (Одеський припортовий завод).
Важелева вирівнювальна система упорного підшипника, що містить упорну колодку, нижні важелі, верхні важелі, нерухому обойму, що відрізняється тим, що між верхніми і нижніми важелями розміщені ролики, опори нижніх важелів розташовані в площині контакту між верхніми і нижніми. через сферичні опори, верхні важелі спираються на нерухому обойму через ролики та нижні важелі, а завзята колодка через сферичні опори спирається на верхні важелі.