×
13.01.2017
217.015.8f58

Результат интеллектуальной деятельности: ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к энергетическим машинам, выполненным в несмазываемом исполнении, содержащим полости низкого и высокого давления (компрессорные машины, авиационные двигатели, насосы и т.п.). Подшипниковый узел содержит вал (2), установленный в подшипнике (2), камеру (3), находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладышах (4) подшипника, и постоянный магнит (5), установленный между вкладышами (4). Подшипник выполнен несмазываемым из полимерного материала. В подшипниковый узел введены полости высокого и низкого давления и организовано по крайней мере более одного узла разгрузки. Узел разгрузки образован за счет камеры (3), магнита (5), отверстия (14) во вкладыше (4) подшипника, расположенного диаметрально камере (3), и дополнительно введенных упругого элемента (6), регулирующего дроссельного элемента (7) и каналов (8, 9). Полости высокого и низкого давления и узлы разгрузки объединены каналами (8, 9). Технический результат: увеличение ресурса энергетической машины путем разгрузки радиальных подшипников при переменных во времени нагружающих усилиях как по модулю, так и по направлению в случае изменения режима работы энергетической машины или ее ориентации в пространстве. 3 ил.

Изобретение относится к энергетическим машинам, выполненным в несмазываемом исполнении, содержащим полости низкого и высокого давления (компрессорные машины, авиационные двигатели, насосы и т.п.).

Известен магнитный подвес ротора устройства, содержащий размещенные в цилиндрическом корпусе радиальную и аксиальную электромагнитные опоры, блоки аксиальных и радиальных датчиков положения ротора, закрепленный на корпусе съемный фланец для фиксации осевого положения страховочного подшипника, смонтированного внутри фланца (патент РФ, 2037685, кл. F16С 32/04, 1995).

Недостатками данного изобретения являются энергозависимость, сложность конструкции подшипника и системы управления электромагнитных сил, наличие дублирующих немагнитных подшипников, что в целом снижает надежность машины, резко увеличивает массогабаритные характеристики машины и обслуживающих ее систем.

Также известен шпиндельный узел, который содержит корпус, выполненный в виде трубы с торцевыми стенками, одна из которых, крышка, располагается в непосредственной близости к режущему инструменту, а вторая, фланец, располагается в непосредственной близости у турбинного колеса привода. Шпиндель установлен с возможностью вращения в подшипниках, радиальных и упорных, расположенных на противоположных концах шпинделя. В радиальном газостатическом подшипнике, который расположен со стороны инструмента, установлен магнитопровод, который совместно с подшипником образует газомагнитный подшипник (патент РФ, 2449185, кл. F16С 32/04, 2012).

Недостатком данного изобретения является невозможность компенсации сил со стороны ротора при изменении их направления воздействия на подшипник, что снижает ресурс данного узла и надежность энергетической машины. Также к недостаткам можно отнести сложность конструкции подшипника, в связи с наличием газовой смазки подшипника.

Известно также устройство разгрузки опор вращающегося вала, содержащее опоры вращения, предназначенные для установки в них вала, средство контроля положения вала, выполненное, по крайней мере, в виде трех равномерно расположенных по окружности датчиков, средство перемещения, включающее по крайней мере, три равномерно расположенные по окружности механизма нагружения, причем датчики и механизмы нагружения установлены со смещением от опоры вдоль ее оси, а исполнительные звенья механизмов нагружения размещены в плоскости, перпендикулярной оси опор (авторское свидетельство СССР, 1650972, кл. F16С 39/06, 1963).

Недостатком данного изобретения является механический контакт элементов устройства разгрузки с ротором, что увеличивает потери мощности на механическое трение в энергетической машине, а также увеличивает изнашивание средства компенсации сил со стороны ротора, что снижает долговечность данного устройства и энергетической машины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является подшипниковый узел (патент РФ, 2347960, кл. F16С 32/04, 2009), содержащий вал, установленный в газостатическом подшипнике, камеру, находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладышах подшипника. Узел также дополнительно содержит соленоид, установленный на валу, и магнит, по крайней мере более одного, установленный между отверстиями вкладыша подшипника.

Указанное устройство позволяет обеспечить меньшее изменение толщины газового слоя. Недостатками прототипа являются: необходимость наличия системы газовой смазки подшипника; отсутствие компенсации нагрузок со стороны роторов, которые изменяют свое значение и направление при различной ориентации машины в пространстве, в том числе переменной во времени. Таким образом, указанные факторы приводят к усложнению конструкции узла, снижению его ресурса, и, как следствие, надежности энергетической машины.

Техническим результатом данного изобретения является увеличение надежности и ресурса энергетической машины путем разгрузки радиальных подшипников при переменных во времени нагружающих усилиях, как по модулю, так и по направлению в случае изменения режима работы энергетической машины или ее ориентации в пространстве.

Указанный технический результат достигается тем, что подшипниковый узел дополнительно содержит упругий элемент, регулирующий дроссельный элемент, каналы, полости низкого и высокого давления, а подшипник выполнен несмазываемым из полимерного материала, при этом постоянный магнит расположен в камере таким образом, что делит ее на два изолированных, симметрично расположенных относительно постоянного магнита объема, один из которых с одной стороны объединен с полостью высокого давления каналом, содержащим регулирующий дроссельный элемент, а с другой стороны объединен каналом с отверстием, выполненным во вкладыше подшипника, расположенного симметрично камере относительно несущей поверхности вала и объединенного каналами с полостью низкого давления, другой изолированный объем со стороны несущей поверхности вала объединен каналами с полостью низкого давления и содержит упругий элемент, причем камера, упругий элемент, магнит, отверстие, выполненное в подшипнике, расположенном диаметрально камере, регулирующий дроссельный элемент и каналы образуют узел разгрузки, при этом количество узлов разгрузки по крайней мере более одного.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез подшипникового узла; на фиг. 2, 3 изображены схемы действия сил.

Подшипниковый узел включает в себя вал 1, установленный в подшипнике 2, камеру 3, находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладышах подшипника 4, и магнит 5, установленный между вкладышами подшипника, упругий элемент 6, регулирующий дроссельный элемент 7, каналы 8, 9, полости низкого и высокого давления рабочего тела (газа) (на схеме показаны условно). При этом подшипник 4 выполнен несмазываемым из полимерного материала, а магнит 5 не требует внешнего источника питания. Узел разгрузки состоит из магнита 5, расположенного в камере 3 таким образом, что делит ее на два изолированных, симметрично расположенных относительно магнита объема 10 и 11, один из которых 10 с одной стороны объединен с полостью высокого давления каналом 9, содержащим регулирующий дроссельный элемент 7, который поддерживает необходимое давление в камере, а с другой стороны объединен каналом 8 с отверстием, выполненным во вкладыше подшипника 4, расположенного симметрично камере 3, относительно несущей поверхности вала и объединенного каналами 12 с полостью низкого давления, другой изолированный объем 11 со стороны несущей поверхности вала объединен каналами 13 с полостью низкого давления и содержит упругий элемент 6.

Подшипниковый узел в энергетической машине работает следующим образом. При работе энергетической машины радиальные подшипники воспринимают радиальные силы, обусловленные газовой силой и силой тяжести. При этом в случае изменения либо режима работы, либо пространственной ориентации машины, радиальные силы меняют свое значение как по величине, так и по направлению. Изменение величины и направления нагрузки вызовет изменение величины рабочего зазора между поверхностью ротора и поверхностью вкладыша. При перекрытии валом 1 (Фиг. 2) отверстия 14 во вкладыше 4 в камере 3, расположенной симметрично несущей поверхности вала и соединенной каналом 9 с полостью высокого давления, возрастает давление, что приводит к деформации упругого элемента 6 и уменьшению расстояния между магнитом 5 и несущей поверхностью вала 1. Это приводит к увеличению силы Fмаг, с которой магнит 5 притягивает вал 1 в направлении, противоположном действующим нагрузкам со стороны вала на вкладыш Fнапр, при этом величина результирующей силы Fрез существенно меньше величины нагружающего усилия Fнагр. При изменении ориентации энергетической машины в пространстве суммарная нагружающая сила со стороны вала изменит свое направление. Например, вал 1 находится между двумя вкладышами 4-I и 4-II (Фиг. 3). Вал частично перекрывает отверстия 12-I и 12-II во вкладышах 4-I и 4-II, при этом отверстие 12-III полностью открыто, тогда в камерах 10-I и 10-II возрастает давление и упругие элементы 6-I и 6-II деформируются, тем самым магниты 5-I и 5-II приближаются к валу и возрастают силы FмагI и FмагII, а магнит 5-III находится в крайнем положении при полностью разжатом упругом элементе 6-III, в результате чего FмагIII практически не оказывает влияние на ротор 1. Результирующая от действия сил FмагI и FмагII направлена в противоположную сторону от нагружающего усилия Fнагр, действующего со стороны ротора на подшипник, при этом FмагΣ частично либо полностью компенсирует Fнагр.

При разгрузке радиальных подшипников за счет сил, создаваемых постоянными магнитами, расположенными в подшипниковом узле, увеличиваются надежность и ресурс радиальных подшипников при переменных во времени нагружающих усилиях как по модулю, так и по направлению, в том числе при изменении режима работы энергетической машины или изменении ее ориентации в пространстве.

Подшипниковый узел, содержащий вал, установленный в подшипнике, камеру, находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладышах подшипника, и постоянный магнит, установленный между вкладышами подшипника, отличающийся тем, что подшипниковый узел дополнительно содержит упругий элемент, регулирующий дроссельный элемент, каналы, полости низкого и высокого давления, а подшипник выполнен несмазываемым из полимерного материала, при этом постоянный магнит расположен в камере таким образом, что делит ее на два изолированных, симметрично расположенных относительно постоянного магнита объема, один из которых с одной стороны объединен с полостью высокого давления каналом, содержащим регулирующий дроссельный элемент, а с другой стороны объединен каналом с отверстием, выполненным во вкладыше подшипника, расположенного симметрично камере относительно несущей поверхности вала и объединенного каналами с полостью низкого давления, другой изолированный объем со стороны несущей поверхности вала объединен каналами с полостью низкого давления и содержит упругий элемент, причем камера, упругий элемент, магнит, отверстие, выполненное в подшипнике, расположенном диаметрально камере, регулирующий дроссельный элемент и каналы образуют узел разгрузки, при этом количество узлов разгрузки по крайней мере более одного.
ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ
ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ
ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 151.
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9185

Снаряд с газовым подвесом

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам с газовым подвесом. Снаряд с газовым подвесом содержит гладкую цилиндрическую часть. В цилиндрической части выполнена полость питания. Полость питания соединена с наружной цилиндрической поверхностью через питающие устройства. Полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502946
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e32

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для спуска отделяющихся частей (ОЧ) ракет космического назначения (РКН) с орбит полезных нагрузок. ОЧ РКН содержит топливный отсек, силовой отсек с днищами. На верхнем днище установлены поворотные камеры газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506206
Дата охранного документа: 10.02.2014
Показаны записи 1-10 из 152.
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9185

Снаряд с газовым подвесом

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам с газовым подвесом. Снаряд с газовым подвесом содержит гладкую цилиндрическую часть. В цилиндрической части выполнена полость питания. Полость питания соединена с наружной цилиндрической поверхностью через питающие устройства. Полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502946
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e32

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для спуска отделяющихся частей (ОЧ) ракет космического назначения (РКН) с орбит полезных нагрузок. ОЧ РКН содержит топливный отсек, силовой отсек с днищами. На верхнем днище установлены поворотные камеры газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506206
Дата охранного документа: 10.02.2014
+ добавить свой РИД