close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3254

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3254
(13)
C1
6
(51) F 04D 29/04,
(12)
F 02C 7/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ТУРБОКОМПРЕССОРА
(71) Заявитель: Производственное
объединение
"Минский моторный завод" (BY)
(72) Авторы: Сумцов Г.Г., Расчинкин Е.Н. (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное
объединение "Минский моторный завод" (BY)
(21) Номер заявки: 961021
(22) 1996.10.28
(46) 2000.03.30
(57)
1. Подшипниковый узел турбокомпрессора, содержащий корпус с каналами и цилиндрической расточкой,
вал ротора, качающуюся втулку с наружной и внутренней опорными поверхностями и каналами, расположенную в расточке корпуса на стопоре и образующую с корпусом и валом ротора демпфирующие зазоры и
маслораспределительные полости, и упорный подшипник с дозированной через дроссель подачей масла, выполненный в виде закрепленного в корпусе основания с каналами, по обе стороны которого установлены на
валу ротора шайбы, образующие с основанием и ротором кольцевую масляную полость, отличающийся
тем, что дроссель выполнен в виде канавки, расположенной на части наружной опорной поверхности качающейся втулки со стороны упорного подшипника и сообщающей наружную маслораспределительную полость через каналы в корпусе и основании с кольцевой масляной полостью.
2. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что профиль дросселирующей канавки выполнен
расширяющимся в сторону наружной опорной поверхности качающейся втулки.
3. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что со стороны турбины на наружной опорной поверхности качающейся втулки выполнена кольцевая проточка, сообщенная с внутренней маслораспределительной полостью.
(56)
1. SU 1673754 А1, МПК F 04D 29/04, 1991.
2. DE 3244893 С2, МПК F 04D 29/04, 1985 (прототип).
Фиг. 1
Изобретение относится к области двигателестроения, преимущественно к конструкции турбокомпрессо1
BY 3254 C1
ров для наддува двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть применено в конструкции подшипниковых узлов турбокомпрессоров.
Известен подшипниковый узел турбокомпрессора [1], содержащий корпус с цилиндрической расточкой и
качающуюся втулку с внутренними и наружными опорными поверхностями и каналами, расположенную в
расточке корпуса на стопоре и образующую с корпусом и валом ротора демпфирирующие зазоры и маслораспределительные полости. Подвод масла к такому радиально-упорному подшипнику турбокомпрессора
производится во внутреннюю маслораспределительную полость обычно через трубчатый стопор, что не всегда возможно по конструктивным соображениям. Из внутренней маслораспределительной полости выполнены с двух сторон от подвода масла сверления в наружную маслораспределительную полость. Благодаря этому, за счет центрифугирования масла на смазку вала ротора подается более чистое масло, а более грязное
масло подается в демпфирирующие зазоры между корпусом и качающейся, но не вращающейся втулкой.
Недостатком такой конструкции является то, что из-за большой величины коэффициента линейного расширения материала качающейся втулки и технологических особенностей изготовления невозможно обеспечить малый осевой люфт ротора, что чрезвычайно важно в связи с переменным характером осевой нагрузки
на ротор.
Известен также подшипниковый узел турбокомпрессора [2] с отдельно выполненным упорным подшипником, представляющим собой закрепленное в корпусе основание с маслоподводящими каналами, один из
которых выполняет функции дросселя. По обе стороны основания на валу ротора установлены шайбы, между которыми находится кольцевая масляная полость, из которой и осуществляется смазка, промывка и охлаждение упорного подшипника. Такая конструкция является по существу гидравлическим делителем давления с двумя дросселями: один в маслоподводящем канале, а вторым является сам подшипник с канавками.
Давление в указанной выше кольцевой масляной полости ниже, чем подаваемое на турбокомпрессор, и зависит от соотношения проходных сечений указанных выше дросселей. Недостатком известного устройства является то, что в процессе эксплуатации сечение первого входного дросселя уменьшается из-за закоксовывания и появления отложений на стенках дросселя, а сечение второго подшипникового дросселя увеличивается
за счет износа подшипника. Такое соотношение изменения проходных сечений этих двух дросселей приводит в процессе эксплуатации к ускоренному падению давления масла в кольцевой масляной полости упорного подшипника и соответственно к ухудшению условий смазки и преждевременному выходу из строя подшипника. Такие же последствия влечет за собой даже разовое засорение частицей загрязнителя первого
входного дросселя.
Задачей изобретения является увеличение ресурса работы подшипникового узла путем обеспечения равного износа подшипников и снижения чувствительности их к качеству масла и, в частности, к моющим
свойствам масла и наличию в нем частиц загрязнителя.
Поставленная задача решается посредством того, что в подшипниковом узле турбокомпрессора, содержащем корпус с каналами и с цилиндрической расточкой, вал ротора, качающуюся втулку с наружной и
внутренней опорными поверхностями и каналами, расположенную в расточке корпуса на стопоре и образующую с корпусом и валом ротора демпфирирующие зазоры и маслораспределительные полости, и упорный подшипник с дозированной через дроссель подачей масла, выполненный в виде закрепленного в корпусе основания с каналами, по обе стороны которого установлены на валу ротора шайбы, образующие с
основанием и ротором кольцевую масляную полость. Причем дроссель выполнен в виде канавки, расположенной на части наружной опорной поверхности качающейся втулки со стороны упорного подшипника и
сообщающей наружную маслораспределительную полость через каналы в корпусе и основании с кольцевой
масляной полостью. Профиль канавки выполнен расширяющимся в сторону наружной опорной
поверхности.
На наружной опорной поверхности качающейся со стороны турбины выполнена кольцевая проточка, сообщенная с внутренней маслораспределительной полостью.
Проход через дросселирующую канавку на качающейся втулке масла с вибрирующими частицами загрязнителя от прецессионного движения ротора под воздействием остаточного дисбаланса, а следовательно,
и вибрации качающейся втулки обеспечит самоочистку поверхностей дросселирующей канавки от нагара и
отложений, а также раздробление с последующим удалением относительно крупных частиц загрязнителя. В
процессе эксплуатации увеличение проходного сечения этой канавки с расширяющимся в сторону наружной
опорной поверхности профиля при износе радиального подшипника в сочетании с увеличением проходного
сечения второго дросселя, которым является непосредственно упорный подшипник, стабилизирует давление
масла в кольцевой масляной полости, что увеличит ресурс работы подшипникового узла. Этому также способствует использование эффекта центрифугирования масла на части радиального подшипника со стороны
турбины, которая обычно более нагружена.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
На фиг. 1 изображен подшипниковый узел турбокомпрессора, продольный разрез;
на фиг. 2 - местный вид А на фиг. 1 в увеличенном масштабе;
2
BY 3254 C1
на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Подшипниковый узел турбокомпрессора содержит корпус 1 с маслоподводящим каналом 2. В расточке
корпуса 1 на стопоре 3 установлен радиальный подшипник, представляющий собой качающуюся втулку 4, в
которой установлен вал ротора 5. Качающаяся втулка 4 образует с корпусом 1 и валом ротора 5 наружные и
внутренние опорные поверхности с демпфирирующими зазорами и наружную 6 и внутреннюю 7 маслораспределительные полости, сообщенные между собой радиальными каналами 8. Со стороны турбины на наружной опорной поверхности качающейся втулки 4 выполнена проточка 9, соединенная каналами 10 с внутренней маслораспределительной полостью 7 между валом ротора 5 и качающейся втулкой 4. На части
наружной опорной поверхности качающейся втулки 4 со стороны упорного подшипника выполнена дросселирующая канавка 11, доходящая до канала 12 в корпусе 1 подшипникового узла турбокомпрессора.
От осевого перемещения вал ротора 5 удерживается с помощью упорного подшипника, который включает в себя основание 13, охватываемое с двух сторон вращающимися с валом ротора 5 шайбами 14, и имеющее каналы 15, соединенные с каналами 12 в корпусе 1. Между основанием 13 и ротором находится кольцевая масляная полость 16. На наружной опорной поверхности качающейся втулки 4 выполнены кольцевая
проточка 9, сообщающаяся с внутренней маслораспределительной полостью 7 каналами 10. Утечки масла
сливаются в маслосливную полость 17 корпуса 1.
Устройство работает следующим образом. В процессе работы масло из системы смазки двигателя (на рисунках не показана) поступает под давлением по каналу 2 в корпусе 1 в наружную 6 и внутреннюю 7 маслораспределительные полости, соединенные между собой радиальными каналами 8. Из наружной маслораспределительной полости 6 масло по дросселирующей канавке 11 и каналам 12 в корпусе 1 и каналам 15 в
основании 13 поступает в кольцевую масляную полость 16, из которой производится смазка и охлаждение
упорного подшипника.
Из внутренней маслораспределительной полости 7 производится смазка обоих радиальных подшипников.
При этом на демпфирование качающейся втулки 4 в зазор между нею и корпусом 1 со стороны упорного
подшипника масло поступает непосредственно из наружной маслораспределительной полости 6, а со стороны турбины - из внутренней маслораспределительной полости 7 через каналы 10 и проточку 9. Радиальный
подшипник со стороны турбины более нагружен из-за большей массы вращающейся части ротора и наличия
значительных радиальных и осевых пульсаций нагрузки с частотой выхлопа ДВС. Масло, поступающее на
радиальный подшипник со стороны турбины, подвергается частичной очистке за счет центрифугирования.
Более загрязненное масло идет через проточку 9 на демпфирование качающейся втулки 4 со стороны турбины, где загрязнитель размельчается под действием центробежных сил и, кроме того, не может вызвать
большого износа в связи с тем, что качающаяся на стопоре 3 втулка 4 не вращается. Масло, идущее на смазку второго менее нагруженного радиального подшипника, не подвергается центрифугированию.
Масло, идущее на смазку упорного подшипника, проходит вместе с частицами загрязнителя через дросселирующую канавку 11. Так как эта канавка находится в зоне демпфирования качающейся втулки 4, в ней
создаются условия для микровибраций, под действием чего будет происходить очистка поверхностей дросселирующей канавки 11 вибрирующими частицами загрязнителя. В случае попадания в канавку или ко входу
в нее крупной частицы, могущей вообще перекрыть сечение канавки, эта частица раздробляется вибрирующей на стопоре 3 качающейся втулкой 4 и постепенно выводится.
При износе упорного подшипника увеличиваются утечки масла из кольцевой масляной полости 16, образованной основанием 13, валом ротора 5 и шайбами 14, и в то же время увеличивается поступление масла в
указанную масляную полость 16 через дросселирующую канавку 11 в связи с износом от вибрации качающейся втулки 4 опорной поверхности под нее в корпусе 1. Так как износ этих поверхностей из-за того, что
качающаяся втулка 4 не вращается, намного меньше чем упорного подшипника, площадь сечения дросселирующей канавки 11 должна быть такой, чтобы даже небольшой износ значительно увеличивал площадь
сечения дросселирующей канавки 11, а поэтому ее профиль должен иметь расширение в сторону поверхности износа, т. е. в сторону внешней поверхности качающейся втулки 4. Это стабилизирует в процессе работы
давление в кольцевой масляной полости 16, из которой производится смазка упорного подшипника. Все
утечки масла сливаются в маслосливную полость 17.
Таким образом, в подшипниковом узле турбокомпрессора предлагаемой конструкции приняты максимально возможные меры, чтобы обеспечить равноизносность радиальных и упорного подшипников. Более
нагруженный радиальный подшипник со стороны турбины смазывается очищенным за счет эффекта центрифугирования маслом. Дросселирующая канавка, по которой поступает масло для смазки упорного подшипника, очищается в процессе работы от отложений на ее поверхности. Кроме того, снижено влияние износа упорного подшипника на давление масла для его смазки. В целом это увеличит ресурс работы
подшипникового узла турбокомпрессора и уменьшит его чувствительность к качеству масла, в частности к
загрязнениям в нем, и его моющим свойствам.
3
BY 3254 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
146 Кб
Теги
патент, by3254
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа