Результат интеллектуальной деятельности: КОМБИНИРОВАННАЯ ОПОРА

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных машинах, к которым предъявляются повышенные требования по быстроходности и возможности многократных пусков (остановов) машины.

Известна комбинированная опора, которая является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению, содержащая корпус с концентрично размещенными в нем подшипником качения и подшипником скольжения, на внутренней поверхности вала установлены металлические пластины с возможностью деформирования под действием центробежных сил (см. патент РФ №2228470, МПК⁶ F16C 21/00, опубл. 2004).

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в практически неограниченном увеличении частоты вращения ротора и улучшении его устойчивости, повышении долговечности опорного узла в целом при неизменных габаритах, расширении области применения данного типа опор, повышении надежности за счет разделения и дублирования функций подшипника качения и лепесткового газодинамического подшипника на различных режимах работы.

Поставленная задача достигается тем, что комбинированная опора, содержащая подшипник качения с концентрично размещенным в нем лепестковым газодинамическим подшипником, согласно изобретению снабжена установленными в пазах на внутренней поверхности внутреннего кольца подшипника качения креплениями лепестков с упругими элементами переключения с возможностью перемещения под действием центробежных сил.

На фиг. 1 изображена комбинированная опора, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. На фиг. 3 изображена увеличенная часть продольного разреза, на фиг. 4 - увеличенная часть поперечного разреза.

Комбинированная опора содержит внешнее кольцо 1, внутреннее кольцо 2 и тела качения 3, образующие подшипник качения, вал 4. В подшипнике качения концентрично размещен лепестковый газодинамический подшипник, в котором имеются пазы, расположенные на внутренней стороне внутреннего кольца и содержащие в себе: крепление лепестка 5, с одной стороны которого закреплен лепесток 6, а с другой стороны - упругий элемент переключения 7, прикрепленный тремя равномерно распределенными по длине винтами 8.

Устройство работает следующим образом. При запуске машины вал 4 опирается на подшипник качения, внутреннее кольцо 2 которого крепится на валу 4 с помощью лепестков 6. При достижении определенного значения окружной скорости (определяется жесткостью упругого элемента) происходит деформация упругих элементов переключения 7 под действием центробежной силы. При этом винты 8 системы крепления лепестков являются ограничителями максимального прогиба упругих элементов. Крепления лепестков 5 отходят назад, при этом крепление вала 4 ослабевает и теперь он вращается в лепестковом газодинамическом подшипнике, смонтированном внутри подшипника качения. С увеличением скорости вращения вала 4 крепления лепестков 5 под действием центробежных сил деформируют упругие элементы переключения 7 и смещаются по пазу в радиальном направлении, освобождая вал 4, который с этого момента может вращаться в режиме газодинамического трения.

Далее передача нагрузки на корпус и поддержание вала в пространстве осуществляется за счет радиального лепесткового газодинамического подшипника скольжения, образующегося стальными упругими лепестками и антифрикционной втулкой. При уменьшении скорости вращения все процессы происходят в обратном порядке.