К.т.н. Тарабрін О.І., к.т.н. Щербак Ю.Г.

Чорноморський державний університет імені Петра Могили

КОНСТРУКТИВНІ СХЕМИ ОПОР КОВЗАННЯ

З САМОУСТАНОВЛЮВАНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ

В представленій роботі наводяться варіанти виконання опор ковзання з самоустановлюваними елементами, що можуть використовуватися у складі високошвидкісних турбомашин та електродвигунів.

На рис.1 зображено опору ковзання з похилими самоустановлюваними вкладишами [1].

Конструкція складається з вала 1, що розташований у дугоподібних вкладишах 2 (в даній конструкції передбачено чотири вкладиша), які, в свою чергу, закріплені в обоймі 3. Обойма 3 за допомогою болтів 9 кріпиться до корпусу 8. Дугоподібні вкладиші 2 та обойма 3 з’єднані між собою за допомогою зовнішніх сегментів 6 та болтів 7. Контакт відповідних поверхонь вкладишів 2, обойми 4 та зовнішніх сегментів 6 здійснюється через пружні елементи, створені у вигляді смуг 4 з пружним дротовим ворсом, що жорстко прикріплені до внутрішньої та зовнішньої опорних поверхонь обойми 3. Згадані обойма, вкладиші й сегменти виконані симетрично щодо центральної поперечної площини підшипника та мають конічні опорні поверхні.

Застосування вказаних пружних елементів дозволяє покращити демпфірувальні властивості опори ковзання, зменшити амплітуду коливань вкладишів, збільшити стійкість опори відносно синхронного вихору, обумовленого дисбалансом ротора механізму. Кріплення вкладишів до зовнішніх сегментів спрощує конструкцію та складання опорного вузла, забезпечує наявність двох (внутрішньої та зовнішньої) поверхонь демпфірування та за рахунок різної затяжки болтів дозволяє попередньо виставити необхідне звуження між валом і вкладишами в напряму обертання.

При обертанні вала 1 за рахунок пружності дротового ворсу 5 здійснюється остаточне самоустановлення вкладишів 2, що забезпечує утворення оптимального клиноподібного мастильного шару; енергія низькочастотних коливань, що можуть виникнути в процесі експлуатації вузла, буде розсіюватися та гаситися пружними елементами.

На рис.2 представлено опору ковзання з самоустановлюваними вкладишами на сферичних шарнірах [2].

Особливістю роботи опор з самоустановлюваними вкладишами на сферичних шарнірах є наявність коливань, обумовлених динамічними навантаженнями, а також поздовжніх та орбітальних хитань і крутильних рухів кожного з вкладишів на сферичному шарнірі. Тому є доцільним застосування в таких опорах пристроїв, призначених для зменшення впливу на їх працездатність наведених негативних ефектів.

Опора містить корпус, утворений кільцями 1, які з’єднані зварюванням за допомогою бобишок 2, та розташованих в ньому самоустановлюваних вкладишів 3 з антифрикційним покриттям 4, що сферичними гніздами приварних сегментів 5 спираються на нарізні пальці 6 зі сферичними торцями. Між валом 7 механізму та вкладишами 3 з антифрикційним покриттям 4 утворюється робочий зазор опори ковзання. Нарізні пальці 6 загвинчуються у нерухомо закріплені на бобишках 2 гайки 8 та фіксуються гайками 9. До бобишок 2 підшипника за допомогою гвинтів 10 та гайок 11 закріплюються демпфірувальні пристрої. Кожний із демпфірувальних притсроїв складається із зовнішньої втулки 12 з приварними стояками 13 та закладної втулки 14, на зовнішній поверхні якої закріплений пружнодемпфірувальний елемент у вигляді основи 15, на яку нанесено пружний дротовий ворс 16. Демпфірувальні пристрої разом із закріпленими до них за допомогою гвинтів 10 та гайок 11 вкладишів 3 фіксуються в корпусі опори стяжними болтами 17. В нарізних пальцях 6 та приварних сегментах 5 передбачені відповідно канали 18 та кільцеві виточки 19 для підведення мастильної речовини

Рис. 1. Опора ковзвння з похилими самоустановлюваними вкладишами

Рис. 2. Опора ковзвння з самоустановлюваними

вкладишами на сферичних шарнирах

до живильників опори ( на кресленні не показано ). Опора ковзання кріпиться до стінки 20 механізму за допомогою болтів 21.

При роботі високошвидкісного механізму (наприклад, турбомашини або електродвигуна) його вал 7 підтримується у завислому стані за рахунок мастильного клина, що утворюється у робочому зазорі опори. В процесі роботи опори, особливо під час розігнання та гальмування вала, а також співпадіння коливань обертового вала із власною частотою коливань вкладишів, амплітуда коливань останніх різко збільшується. Зусилля, що виникають за наявності різноспрямованих коливань в системі “вал – вкладиші”, сприймаються зовнішніми втулками 12 демпфірувальних пристроїв. За наявності демпфірувальної здатності пружного дротового ворсу 16 енергія коливального руху розподіляється у просторі та переходить у теплову. Це сприяє зменшенню амплітуд просторових коливань в системі “вал-вкладиші” та дозволяє здійснити оптимальні умови для ковзання та демпфірування опори та підвищити її надійність і працездатність.

Запропоновані конструктивні заходи сприяють покращенню демпфірувальної здатності розглянутого типу опор ковзання, а відповідно їх надійність та довговічність.

Література:

1. Деклараційний патент на корисну модель № 6011 (UA). Підшипник ковзання з похилими самоустановлюваними вкладишами / О.І. Тарабрін, С.А. Гапонов, Ю.Г. Щербак, А.А. Ємець. − № u 20040604870; Заявл. 21.06.2004; надрук. 15.04.2005. Бюл. № 4.

2. Деклараційний патент на корисну модель № 13096 (UA). Опора ковзання / О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак − № u 200508909; Заявл. 20.09.2005; надрук. 15.03.2006. Бюл. № 3.