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, содержащая корпус и размещенные в нем подшипник качения и подшипник скольжения. В качестве одной из опорных поверхностей подшипника скольжения на основных режимах работы и установочных элементов для фиксирования наружного кольца подшипника качения в периоды пусков остановов установлены упругие металлические пластины, закрепленные на внутренней поверхности полого вала и образующие клиновые зазоры с наружным кольцом подшипника качения (Патент РФ №2228470, опубликовано 10.05.2004 г.).

Недостатком данной конструкции является необходимость закрепления металлических пластин на поверхности ротора и отсутствие возможности переключения в необходимый момент с подшипника качения на подшипник скольжения и регулирования зазора подшипника скольжения на основном рабочем режиме.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении ресурса и надежности системы "ротор - опоры" путем разделения и дублирования функций подшипников качения и скольжения и активного управления их характеристиками на различных режимах работы роторной машины.

Техническая задача достигается тем, что в комбинированной опоре, содержащей корпус и размещенные в нем подшипник качения и подшипник скольжения, установленный на валу, причем в качестве одной из опорных поверхностей подшипника скольжения на основных режимах работы и установочных элементов в периоды пусков-остановов закреплены упругие металлические пластины, образующие клиновые зазоры, отличающейся от прототипа тем, что упругие металлические пластины размещены во втулке, установленной во внутреннем кольце подшипника качения, и образуют клиновые зазоры с валом, а в корпусе по окружности установлены электромагнитные катушки, подключенные к источнику питания, к которому подсоединены и пьезоактуаторы, прижимаемые пружинами.

Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности опорного узла за счет разделения и дублирования функций подшипника качения и подшипника скольжения и активного управления их характеристиками на различных режимах работы роторной машины.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена комбинированная опора, продольный разрез А-А, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез Б-Б, на фиг. 3 - то же, поперечный разрез В-В.

Комбинированная опора состоит из корпуса 1, в котором установлены подшипник 2 качения, в подшипнике 2 качения закреплен подшипник скольжения, выполненный в виде втулки 3 с металлическими пластинами 4, которые служат элементами центрирования вала 5. По окружности в корпусе 1 установлены электромагнитные катушки 6 и пьезоактуаторы 7, прижимаемые пружинами 8, подключенные к источнику питания (на чертеже не указан).

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени передача нагрузки с вала 5 на корпус 1 осуществляется через металлические пластины 4 и тела качения подшипника 2 качения. По мере возрастания скорости вращения вала 5 на электромагнитные катушки 6 и пьезоактуаторы 7 подается напряжение. Возникает электромагнитное поле, которое отгибает пластины 4 от поверхности вала 5, при этом между пластинами 4 и валом 5 образуется воздушный зазор, в котором возникает газодинамическая сила, которая центрирует вал 5 и воспринимает внешнюю нагрузку, а пьезоактуаторы 7 стопорят втулку 3 в радиальном направлении. Подшипник 2 качения выключается из работы. При остановке происходят обратные процессы. При этом повышается устойчивость вращения вала 5 за счет повышенного демпфирования со стороны упругих металлических пластин 4 и газового слоя подшипника скольжения.