упорный гибридный подшипник с газовой смазкой

Формула изобретения

Упорный гибридный подшипник с газовой смазкой, выполненный в виде кольца, рабочая поверхность которого снабжена клиновидными пазами, чередующимися с гладкими участками, при этом поверхность пяты выполнена гладкой, отличающийся тем, что на участках клиновидных пазов выполнены, по крайней мере, по одному сквозному отверстию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в высокоскоростных механизмах.

Известен газостатический подшипник, у которого через отверстия, расположенные по окружности, в смазочный зазор подается газ, сжатый от внешнего источника [1].

Недостатком таких подшипников является то, что при уменьшении величины смазочного зазора возрастает сопротивление проходного сечения отверстия, через которое в смазочный зазор поступает газ, при этом наблюдается падение давления в смазочном зазоре и, как следствие, уменьшение несущей способности подшипника.

Известен также газодинамический подшипник, у которого на рабочей поверхности имеются клиновидные пазы [2].

Последний, как наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому, выбран в качества прототипа.

Недостатком прототипа является низкая несущая способность.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое решение, является увеличение несущей способности и повышение надежности.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в свободном поступлении газа в смазочный зазор на участках клиновидных пазов рабочей поверхности при любом значении величины смазочного зазора на гладких участках, а также в повышении эффективности охлаждения рабочей поверхности смазочным газом.

Поставленная задача решается тем, что упорный подшипник с газовой смазкой, выполненный в виде кольца, рабочая поверхность которого снабжена клиновидными пазами, чередующимися с гладкими участками, при этом поверхность пяты выполнена гладкой, отличается тем, что на участках клиновидных пазов выполнены, по крайней мере, по одному сквозному отверстию.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения и признаков прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

Признак отличительной части формулы изобретения решает следующие функциональные задачи.

Признак: "...на участках клиновидных пазов выполнены, по крайней мере, по одному сквозному отверстию" - исключает возможность обратного течения газа из смазочного зазора, в случае, если давление в смазочном зазоре превышает давление наддува, а также обеспечивает свободный доступ сжатого газа в смазочный зазор и охлаждение рабочей поверхности подшипника.

Предложенный путь решения поставленной задачи не известен из уровня техники, т.е. решение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемая сущность технического решения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид упорного гибридного подшипника с газовой смазкой.

На фиг.2 представлен вид в плане упорного гибридного подшипника с газовой смазкой.

На фиг.3 - сечение упорного гибридного подшипника с газовой смазкой цилиндрической плоскостью, развернутое в плоскость.

Упорный гибридный подшипник с газовой смазкой имеет профилированную рабочую поверхность в виде клиновидных пазов 1 и гладких участков 2, причем на клиновидных пазах 1 выполнены сквозные отверстия (питатели) 3. Пята 4 вместе с подпятником 5 образует смазочный зазор, состоящий из двух типов участков. Первый участок - клиновидный (конфузорный). Второй участок - с постоянным зазором (постоянного сечения) (фиг 3). Клиновидные пазы 1 обеспечивают свободный доступ газа в смазочный зазор и охлаждение рабочей поверхности при любом значении величины смазочного зазора на гладком участке 2.

Предлагаемый упорный гибридный подшипник с газовой смазкой работает следующим образом.

При вращении на участках клиновидных пазов 1 повышается давление газа, которое сохраняется на гладких участках 2. Кроме того, повышение давления в смазочном зазоре обеспечивается поступлением газа, сжатого от внешнего источника. Газ поступает через сквозные отверстия (питатели) 3. Давление, умноженное на площадь подшипника, создает несущую способность, благодаря которой он воспринимает осевую нагрузку. При увеличении осевой нагрузки смазочный зазор в подшипнике уменьшается, давление в нем возрастает и компенсируется возрастанием нагрузки. На гладком участке 2 давление в смазочном зазоре может превысить давление наддува (давление газа, поступающего через питатели 3), поэтому на этом участке питатели 3 не выполняются.

Такое решение увеличивает несущую способность и надежность.

Возможно изготовление в лабораторных условиях.

В лаборатории ДВГТУ были выполнены и испытаны такие подшипники.

Источники информации

1. Пинегин С.В. Поспелов Г.А, Пешти Ю.В. Опоры с газовой смазкой в турбомашинах ограниченной мощности. - М.: Наука, 1977, рис.2.3к.

2. Константинеску В.Н. Газовая смазка. - М.: Машиностроение, 1968, с.370.