Упорный подшипник, например для турбокомпрессора

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Производственное объединение Минский моторный завод (ВУ)объединение Минский моторный завод(57) Упорный подшипник, например для турбо компрессора, содержащий закрепленное в А корпусе основание с маслоподводяпшми кана лами, по обе стороны которого установлены на д 2 5 ю 9 3 1валу шайбы, образующие с основанием две торцевые пары трения, а на одной из каждой пары торцовых поверхностей упорного подшипника выполнена по меньшей мере одна канавка, спиральная или прямая, наклонная к радиусу с направлением радиального удаления от центра в каждой паре в сторону направления вращения вала, если она выполнена на основании, и противоположным, если канавка выпшшена на шайбе упорного подшипника, отличающийся тем, что на второй,сопряженной с первой, из каждой пары торЦОВЫХ поверхностей упорного ПОДШИПНИКИ ВЫполнена по меньшей мере одна спиральная канавка, направление радиального удаления у от центра которой противоположно, а изменение этого удаления на угол поворота меньше,чем у канавки на контактирующей с ней торЦовой поверхности.Ъвыложенная заявка ФРГ 3244893, МКИ 130412) 25/02, 1983.Изобретение относится к области машиностроения. преимущественно к двигателестроеНПЮ, Б ЧШЕТНОСТИ К конструкции упорны подшипников турбокомпрессоров для наддува двигателей внутреннего сгорания (ДВС).Изобретение направлено на решение задачи. заключающейся в обеспечении увеличения ресурса и повышении коэффициента полезного действия (КПД) упорного подшипника турбокомпрессора.Известен аксиально-уноршп подшштшш для турбокомпрессора 1 1, основой которого является закрепленное в корпусе опорное кольцо с маслоподводящим каналом, охватываемое шайбами на роторе, что образует кольцевую масляную камеру. Аксиально расположенными дросселирующими отверстиями эта камера соединена с поверхностями трения, на которых вьтполнены уклоны.Недостатками такой конструкции является то, что из кольцевой масляной камеры затруднен вывод попадающих туда Частиц грязи, в связи с чем они засоряют аксиально расположенные отверстия, а также то, что эти отверстия в процессе работы при повышенных температурах и тепловых ударах при остановке турбокомпрессора постепенно закоксовываются, и условия смазки подшипника ухудшаются вплоть до выхода из строя.Насосыый эффект в зоне торцовых пар трения, а также то, что пары трения упорного подшипника, если твердость их поверхностей больше твердости частиц грязи, сами разрушают частицы загрязнители и то, что частицы крупного размера (в пределах суммарного профиля двух канавок) могут принудительно выводиться из подшипника при взаимодействии двух канавок, прочищая при этом канавки,обуславливают в предлагаемой конструкции турбокомпрессора улучшение условий смазки упорного подшипника.Для получения указанного технического результата упорный подшшшик содержит закрепленное в корпусе основание с маслоподводящим каналом, по обе стороны которого на валу ротора установлены шайбы, образующие с основанием две торцовые пары трения. На одной из каждой пары торцовых поверхностей упорного подшипника выполнена по меньшей мере одна канавка, спиральная или прямая, наклонная к радиусу с направлением радиального удаления от Центра в каждой паре в сторону вращения вала ротора, если она выполнена на основании, и противоположным, если канавка выполнена на шайбе упорного подшипника. На второй, сопряженной с первой, из каждой пары торцовых поверхностей упорного подшипника выполнена по меньшей мере одна спиральная канавка, направление радиального удаления от центра которой противоположно, а измене 10ние этого удаления на угол поворота меньше. чем у канавки на контактирующей с ней торцовой поверхности.Сущность изобретения поясняется графичеСКИМИ МЗТЕРИЗЛЗМИ.на фиг.2 - шайба 6 с видом на торцевую поверхность с канавкамина фиг.3 - основание 5 с видом на торцевую поверхность с Канавкойна фиг.4 - канавки в сечении А-А на неподвижном основании 5 (сплошные линии) и на вращающейся шайбе 6 (Пунктирные линии).Упорный подшипник (см. фиг. 1) содержит вал ротора 1 саколесами турбины никомпрессора, установленный в корпусе 2 на радиальном подшипнике Э. От осевого перемещения вал ротора 1 удерживается с помощью упорного подшипника 4, который включает в себя основание 5, закрепленное в корпусе 2 и с двух сторон охватываемое вращающимися шайбами б и 7. На торцовой поверхности этих шайб (см. фит. 2) выполнены, например, спиральные канавки 8, а на контактирующей с шайбами торцовой поверхности основания 5 (см. фит. 3) выполнена сгшраддьная канавка 9. В корпусе 2 и основании 5 имеются каналы 10,по которым масло поступает к радиальному 3 и упорному 4 подшипникам, а утечки сливаются в маслосливную полость Н. На фиг.4 показано взаимодействие указанных выше канавок с частицей грязи 12, находящейся одновременно в двух канавках 8 и 9.В процессе работы масло под давлением поступает по каналам 10 к радиальному 3 и упорному 4 подшипникам и смазывает их поверхности трения. При этом по спиральным канавкам 8 шайб 6 и 7 масло поступает к трущимся поверхностям упорного подшипника 4 и проходит также просто через канавки 8 и 9, не попадая в зону трения, но промывая подшипник. Причем количество проходящего масла лимитируется не только сечением указанных канавок 8 и 9, но определяется также насосным эффектом от перемещения канавок 8 на шайбах б и 7 при взаимодействии с неподвижной торцовой поверхностью основания 5. Чтобы насосный эффект был направлен на вывод масла из подшипника 4, направление радиального удаления от центра для канавок 8 должно быть противоположным направлению вращения, так как канавки выполнены на подвижных деталях, шайбах 6 и 7. В связи с тем, что насосный эффект зависит от скорости перемещения указанных канавок 8, подача масла в упорный подшипник 4 будет увеличиваться при увеличении частоты вращения ротора 1.5 ВУ 959 С 1 а По этим канавкам 8 из внутренней полости подшипника 4 будут удаляться попавшие туда частицы грязи и продукты износа. Спиральные канавки 9 на основании 5 также создают при взаимодействии их с торцовыми поверхностявеличины. так как изменение удаления от центра на угол поворота для канавок 9 на основании 5 меньше, чем от центра на угол поворота для канавок 8 на шайбах 6 и 7. Таким образом, суммарный насосный эффект обеспечивает повышенную промывку подшипника независимо от величины осевого зазора и может регулироваться глубиной, количеством и наклоном канавок 8 и 9. аУказан-ныеканавки 8 и 9, взаимодействуя между собой, позволяют выводить частицы грязи 12 и продукты износа размером больше, чем одна отдельно взятая канавка. Привыводе Частицы происходит прочистка канаБОК, ЧТО ППСДОТВРЗШЗЕТ ИХ ЗЭКОКСОВЫВЗНИВ. Если поверхности трения упорного подшипника 4 ПОДВЕрГНуТЫ ПОБЕРХНОСТНОМУ УПРОЧНЕНИЕ твердостью выше НУ 1000, например, борированию, канавки 8 и 9, взаимодействуя между собой, равмельчают некоторые частицы, так как направление радиального удаления от центра для канавок 9 и 8 противоположны. Поэтому они представляют собой своеобразные ножницы. В этом случае перемальшатьсъг будут как частицы металла (стружка от обработки,сварочтше брызги), так и абразивные частицы(формовочнъпй песок и песок, попадающтп с заправляемым маслом). Кроме тою, КПД компрессора-повышаегся благодаря-тому, что борированные поверхности имеют пониженшдгй коэффициент трения по сравнению с парой трения сталь по бронзе или сталь по стали.Государственное патентное ведомство Республики Беларусъ.