RU120146U1 - TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY - Google Patents
TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY Download PDFInfo
- Publication number
- RU120146U1 RU120146U1 RU2012116327/06U RU2012116327U RU120146U1 RU 120146 U1 RU120146 U1 RU 120146U1 RU 2012116327/06 U RU2012116327/06 U RU 2012116327/06U RU 2012116327 U RU2012116327 U RU 2012116327U RU 120146 U1 RU120146 U1 RU 120146U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing assembly
- housing
- bearing
- rotor shaft
- bearings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
1. Подшипниковый узел турбокомпрессора, содержащий корпус, два раздельных плавающих вращающихся подшипника скольжения жидкостного трения и дистанционный элемент между ними, выполненные в виде втулок с маслоперегонными сквозными отверстиями и маслопроточными пазами на торцевых поверхностях, с наружными и внутренними цилиндрическими гладкими поверхностями, в которых с зазором и соосно помещен вал ротора турбокомпрессора, отличающийся тем, что вал ротора турбокомпрессора и два раздельных плавающих вращающихся подшипника скольжения жидкостного трения с дистанционным элементом между ними установлены непосредственно в рабочую полость корпуса подшипникового узла. ! 2. Подшипниковый узел по п.1, отличающийся тем, что на гладкой внутренней цилиндрической поверхности полости корпуса подшипникового узла выполнены не менее двух симметричных сегментных канавок, соединенных с центральными магистральными каналами для протока смазки. ! 3. Подшипниковый узел по п.1, отличающийся тем, что плавающие вращающиеся подшипники скольжения жидкостного трения выполнены из более прочного и твердого материала, чем бронза, например из стали, с последующей термической обработкой, твердостью HRc 60…64. 1. Bearing unit of a turbocharger containing a housing, two separate floating rotating sliding bearings of liquid friction and a distance element between them, made in the form of bushings with oil-distillation through holes and oil-flow slots on the end surfaces, with outer and inner cylindrical smooth surfaces, in which there is a gap and coaxially placed the rotor shaft of the turbocharger, characterized in that the rotor shaft of the turbocharger and two separate floating rotating sliding bearings of liquid friction with a distance element between them are installed directly in the working cavity of the bearing unit housing. ! 2. Bearing unit according to claim 1, characterized in that at least two symmetrical segmental grooves are made on the smooth inner cylindrical surface of the cavity of the bearing unit housing, connected to the central main channels for the lubricant flow. ! 3. Bearing assembly according to claim 1, characterized in that the floating rotating sliding bearings of liquid friction are made of a material that is stronger and harder than bronze, for example, steel, with subsequent heat treatment, hardness HRc 60 ... 64.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к турбокомпрессорам автотракторных дизелей, в частности, к подшипниковым узлам.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to turbocompressors of automotive diesel engines, in particular, to bearing assemblies.
Известен подшипниковый узел турбокомпрессора, содержащий корпус, с установленным в нем с зазором подшипником, выполненным в виде моновтулки, цилиндрический стопор, удерживающий подшипник от проворачивания и осевого перемещения, снабженный осевым каналом для подвода смазки к подшипнику, в моновтулке подшипника выполнена поперечная прорезь, образующая плоские поверхности, в которые упирается цилиндрический стопор, выполненный с плоским вильчатым выступом, создающим плоские рабочие поверхности сопряжения (Патент РФ на П.М. №31619 от 20.08.03 г.).A bearing assembly of a turbocompressor is known, comprising a housing with a bearing installed in it with a clearance made in the form of a mono-sleeve, a cylindrical stopper that holds the bearing from turning and axial movement, provided with an axial channel for supplying lubricant to the bearing, a transverse slot is made in the mono-bearing of the bearing, forming a flat the surface in which the cylindrical stopper abuts, made with a flat forked protrusion, creating a flat mating surfaces (RF Patent on PM No. 311619 of 08/20/03 )..
Недостатком подшипникового узла турбокомпрессора такой конструкции является небольшой срок его устойчивой работоспособности из-за высокого уровня вибрации и быстрого изнашивания по этой причине сопрягаемых поверхностей.A disadvantage of the bearing assembly of a turbocharger of this design is the short term of its stable performance due to the high level of vibration and the rapid wear of mating surfaces for this reason.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков, взятых в качестве прототипа, является устройство подшипникового узла турбокомпрессора, состоящего из корпуса, в рабочей полости которого с радиальным зазором и соосно, но с ограничением от проворачивания и осевого перемещения установлен плавающий не вращающийся подшипник, выполненный в виде моновтулки, в который, в свою очередь, с зазором и соосно помещен вал ротора турбокомпрессора, установленный в двух раздельных плавающих вращающихся подшипниках скольжения жидкостного трения, связанных между собой дистанционным элементом, и выполненных в виде втулок с гладкими внутренними и наружными цилиндрическими поверхностями, сообщающимися между собой сквозными отверстиями, а торцевые поверхности снабжены маслопроточными пазами (Патент РФ на П.М. №56503 от 10.09.06 г.).The closest to the claimed technical solution in terms of the essential features taken as a prototype is the device of the bearing assembly of a turbocompressor, consisting of a housing, in the working cavity of which with a radial clearance and coaxially, but with a restriction from rotation and axial movement, a floating non-rotating bearing is installed, made in the form of a mono-bush, in which, in turn, with a gap and coaxially placed the rotor shaft of the turbocompressor, installed in two separate floating rotating bearings the sliding friction of liquid friction, interconnected by a remote element, and made in the form of bushings with smooth inner and outer cylindrical surfaces communicating with each other through holes, and the end surfaces are equipped with oil-flow grooves (RF Patent on PM No. 56503 from 09/10/06 g.).
В такой конструкции подшипникового узла маслопроточные пазы на торцевых поверхностях и маслоперегонные отверстия, сообщающиеся между собой наружные и внутренние цилиндрические поверхности, выполненные на двух раздельных, плавающих и вращающихся подшипниках скольжения, способствуют обильному наполнению объема подшипниковой системы смазочным материалом. В результате этого, повышается эффективность демпфирования вибрации, уменьшается усилие механического воздействия динамического характера на сопрягаемых поверхностях.In this design of the bearing assembly, oil flow grooves on the end surfaces and oil distillation holes, outer and inner cylindrical surfaces communicating with each other, made on two separate, floating and rotating plain bearings, contribute to the abundant filling of the volume of the bearing system with lubricant. As a result of this, the vibration damping efficiency is increased, and the mechanical stress of a dynamic nature on mating surfaces is reduced.
Но и в этой конструкции срок эксплуатации также недостаточно высок. Как показывает опыт эксплуатации, процессы изнашивания сопрягаемых поверхностей в подшипниковом узле турбокомпрессора, по причине которых резко снижается общий эксплуатационный срок его устойчивой работоспособности, происходят по иному и гораздо быстрее, чем в обычных подшипниках скольжения двигателя. («Автомобильные двигатели с турбонаддувом», Н.С.Ханин, Э.В.Аболтин и др. - М., Машиностроение, 1991 г., стр.336).But in this design, the service life is also not high enough. As the operating experience shows, the processes of wear of the mating surfaces in the bearing assembly of the turbocompressor, due to which the overall operational life of its stable performance is sharply reduced, occur differently and much faster than in conventional plain bearings of the engine. (“Automobile engines with turbocharging”, N.S. Khanin, E.V. Aboltin et al. - M., Mechanical Engineering, 1991, p.336).
Срок эксплуатации подшипникового узла с устойчивой работоспособностью, в основном, зависит от продолжительности сохранения заданной предельной точности по параметрам геометрических форм и размеров сопрягаемых поверхностей подшипниковой системы.The service life of a bearing assembly with stable performance mainly depends on the duration of preserving the specified maximum accuracy in terms of the geometric shapes and dimensions of the mating surfaces of the bearing system.
Основным фактором, влияющим на значительное снижение общего срока эксплуатации подшипниковых узлов, является интенсивное изнашивание сопрягаемых поверхностей, происходящее на режимах в первой половине каждого эксплуатационного цикла его работы. Цикл между каждыми эксплуатационными работами подшипникового узла состоит из следующих режимов:The main factor affecting a significant decrease in the total life of the bearing assemblies is the intensive wear of the mating surfaces, which occurs in the modes in the first half of each operating cycle of its operation. The cycle between each operational operation of the bearing assembly consists of the following modes:
- режима «покоя» - когда турбокомпрессор не работает и за счет имеющихся зазоров между сопрягаемыми поверхностями, ротор турбокомпрессора с подшипниками скольжения под весом своих масс опускается вниз и «лежит» на внутренней поверхности рабочей полости корпуса подшипникового узла. При этом, геометрическая ось вала ротора относительно геометрической оси рабочей полости корпуса, вокруг которой он должен вращаться, оказывается опущенной вниз на суммарную величину радиальных зазоров, предусмотренных в конструкции для жидкостного трения;- “rest” mode - when the turbocompressor does not work and due to the existing gaps between the mating surfaces, the rotor of the turbocompressor with sliding bearings under the weight of its masses goes down and “lies” on the inner surface of the working cavity of the bearing assembly housing. Moreover, the geometric axis of the rotor shaft relative to the geometric axis of the working cavity of the housing, around which it should rotate, is lowered down by the total value of the radial clearances provided in the design for liquid friction;
- режима запуска двигателя - самого неблагоприятного, при котором неуравновешенный вдоль своей геометрической оси ротор турбокомпрессора, на котором масса колеса турбины в несколько раз превышает массу колеса компрессора, моментально начинает вращаться на сверхвысоких скоростях - 60-70 м/сек (120000 об/мин.), совершая в подшипником узле прецессионное движение динамического характера, сопровождающееся колебаниями высокой частоты, что становится источником появления в турбокомпрессоре вибраций, с довольно высокой амплитудой, а сопрягаемые поверхности подвергаются интенсивному износу;- the engine starting mode - the most unfavorable one, in which the turbocompressor rotor unbalanced along its geometric axis, on which the mass of the turbine wheel is several times the mass of the compressor wheel, instantly starts to rotate at ultra-high speeds - 60-70 m / s (120,000 rpm. ), making a precessional movement of a dynamic nature in the bearing assembly, accompanied by high-frequency oscillations, which becomes a source of vibration in the turbocompressor, with a rather high amplitude, and erhnosti subjected to intense wear and tear;
- режима постепенного совмещения геометрических осей всех звеньев подшипниковой системы, осуществляемого под действием гидродинамических сил и в процессе жидкостного трения при вращении ротора на сверхвысоких скоростях. Этот процесс происходит постепенно и продолжается с момента пуска двигателя до полного заполнения каждого пространства между сопрягаемыми поверхностями смазочной жидкостью одинаковой толщины по всей окружности;- the mode of gradual alignment of the geometric axes of all parts of the bearing system, carried out under the action of hydrodynamic forces and in the process of fluid friction during rotation of the rotor at ultra-high speeds. This process takes place gradually and continues from the moment the engine is started until each space between the mating surfaces is completely filled with lubricating fluid of the same thickness over the entire circumference;
- режима устойчивого процесса жидкостного трения подшипников скольжения - самого благоприятного, когда между сопрягаемыми поверхностями осуществляется чистое жидкостное трение, отсутствуют вибрации, поэтому, независимо от продолжительности эксплуатационной работы в данном цикле, степень износа близка к нулю.- the regime of a stable process of fluid friction of sliding bearings - the most favorable when pure fluid friction is carried out between the mating surfaces, there are no vibrations, therefore, regardless of the duration of the operational work in this cycle, the degree of wear is close to zero.
Учитывая эти характерные особенности, срок эксплуатации подшипниковых узлов возможно увеличить за счет сокращения продолжительности переходного периода - от момента запуска двигателя до момента наступления устойчивого процесса жидкостного трения подшипников скольжения. Кроме этого, срок эксплуатации подшипникового узла с устойчивой работоспособностью зависит от продолжительности сохранения заданной предельной точности по параметрам геометрических форм и размеров на сопрягаемых поверхностях подшипниковой системы.Given these characteristic features, the service life of the bearing assemblies can be increased by shortening the transition period - from the moment the engine starts to the moment of the onset of a stable process of fluid friction of sliding bearings. In addition, the life of the bearing assembly with stable performance depends on the duration of preservation of the specified maximum accuracy in terms of geometric shapes and sizes on the mating surfaces of the bearing system.
В подшипниковых узлах турбокомпрессоров ротор с гарантированным радиальным зазором устанавливают в подшипниках скольжения жидкостного трения, выполненных в виде втулок, а в качестве материала для их изготовления, традиционно выбирают бронзу. («Вал ротора турбокомпрессора свободно вращается в бронзовой втулке». М.И.Злоткин, А.А.Лазарев и др. «Трактор Т-130М» Москва. Агропромиздат.1985 г. с.197, стр.46).In the bearing assemblies of turbochargers, a rotor with a guaranteed radial clearance is installed in the sliding bearings of liquid friction, made in the form of bushings, and bronze is traditionally chosen as the material for their manufacture. (“The rotor shaft of a turbocompressor rotates freely in a bronze bushing.” M. I. Zlotkin, A. A. Lazarev and others. “Tractor T-130M” Moscow. Agropromizdat. 1985, p.197, p. 46).
Бронза характеризуется пластичностью и сравнительно низкой твердостью, поэтому, сопрягаемые рабочие поверхности подшипников, подвергающиеся механическим воздействиям динамического характера высокой частоты при сверхвысоких скоростях вращения, легко теряют заданную предельную точность параметров по геометрическим формам и размерам.Bronze is characterized by ductility and relatively low hardness, therefore, the mating bearing surfaces subjected to mechanical stresses of the dynamic nature of a high frequency at ultrahigh speeds of rotation easily lose the specified ultimate accuracy of the parameters in geometric shapes and sizes.
Задачей, предлагаемой полезной модели, является увеличение срока эксплуатации подшипникового узла турбокомпрессора за счет повышения износостойкости рабочих сопрягаемых поверхностей подшипников скольжения жидкостного трения, и сохранение их предельной точности по параметрам, а именно, их геометрических форм и размеров, в пределах первоначально заданной точности.The objective of the proposed utility model is to increase the life of the bearing assembly of the turbocompressor by increasing the wear resistance of the working mating surfaces of the fluid friction bearings and preserving their maximum accuracy in terms of parameters, namely, their geometric shapes and sizes, within the limits of the originally specified accuracy.
Указанная задача решается следующим образом:The specified task is solved as follows:
В подшипниковом узле турбокомпрессора, содержащем корпус, два раздельных плавающих вращающихся подшипника скольжения жидкостного трения и дистанционный элемент между ними, выполненные в виде втулок, с маслоперегонными сквозными отверстиями и маслопроточными пазами на торцевых поверхностях, с наружными и внутренними цилиндрическими гладкими поверхностями, в которых с зазором и соосно помещен вал ротора турбокомпрессора, авторы предлагают: вал ротора турбокомпрессора и два раздельных плавающих вращающихся подшипника скольжения жидкостного трения с дистанционным элементом между ними, установить непосредственно в рабочую полость корпуса подшипникового узла.In a bearing assembly of a turbocharger containing a housing, two separate floating rotating fluid friction sliding bearings and a spacing element between them, made in the form of bushings, with oil distillation through holes and oil flow grooves on end surfaces, with outer and inner cylindrical smooth surfaces in which there is a clearance and the rotor shaft of the turbocompressor is coaxially placed, the authors propose: the rotor shaft of the turbocompressor and two separate floating rotating sliding bearings of the fluid the remaining friction with the distance element between them, install directly into the working cavity of the housing of the bearing assembly.
На гладкой внутренней цилиндрической поверхности полости корпуса подшипникового узла выполнить не менее двух симметричных сегментных канавок, соединенных с центральными магистральными каналами для протока смазки.On a smooth inner cylindrical surface of the cavity of the housing of the bearing assembly, make at least two symmetric segmented grooves connected to the central main channels for the lubricant flow.
Плавающие вращающиеся подшипники скольжения жидкостного трения выполнить из более твердого и прочного материала, чем бронза, например, из стали, с последующей термической обработкой, твердостью HRc 60…64.The floating rotating bearings of liquid friction should be made of a harder and stronger material than bronze, for example, steel, followed by heat treatment, hardness HRc 60 ... 64.
Такая конструкция подшипникового узла, а именно, когда подшипники скольжения жидкостного трения выполнены из более прочного и твердого материала, чем бронза, например, из стали с последующей термической обработкой, твердостью HRc 60…64, позволит повысить износостойкость их сопрягаемых поверхностей, увеличить продолжительность периода сохранения всех основных параметров по геометрическим формам и размерам в пределах первоначальной заданной точности и, как результат, значительно увеличить общий срок эксплуатации подшипникового узла.This design of the bearing assembly, namely, when the fluid friction bearings are made of a stronger and harder material than bronze, for example, steel with subsequent heat treatment, hardness HRc 60 ... 64, will increase the wear resistance of their mating surfaces, increase the duration of the retention period all the main parameters in geometric shapes and sizes within the original specified accuracy and, as a result, significantly increase the overall life of the bearing assembly.
При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».When conducting a search in the patent and scientific and technical literature, no solutions were found containing the totality of the proposed features, which allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."
Промышленная применимость видна из описания конструкции подшипникового узла турбокомпрессора.Industrial applicability is evident from the description of the design of the bearing assembly of the turbocharger.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами:The proposed technical solution is illustrated by drawings:
На фиг.1 - изображена конструктивная схема подшипникового узла турбокомпрессора, работающего в режиме устойчиво установленного жидкостного трения.Figure 1 - shows a structural diagram of a bearing assembly of a turbocharger operating in a mode of stably established liquid friction.
На фиг.2 - сечегие А-А, схематическое расположение геометрических осей составляющих звеньев подшипникового узла в режиме покоя, когда компрессор еще на работает.Figure 2 - cross-section aa, a schematic arrangement of the geometric axes of the constituent parts of the bearing unit in the rest mode, when the compressor is still running.
На фиг.3 - сечение А-А, схематическое расположение геометрических осей составляющих звеньев подшипникового узла турбокомпрессора, работающего в режиме устойчиво установленного жидкостного трения.Figure 3 - section aa, a schematic arrangement of the geometric axes of the constituent parts of the bearing assembly of a turbocompressor operating in a mode of stably established liquid friction.
На фиг.2 и фиг.3 - представлены:Figure 2 and figure 3 - presents:
«а» - геометрическая ось вала ротора,"A" is the geometric axis of the rotor shaft,
«в» - геометрическая ось подшипника скольжения,"In" - the geometric axis of the sliding bearing,
«с» - геометрическая ось рабочей полости корпуса."C" is the geometric axis of the working cavity of the housing.
Подшипниковый узел турбокомпрессора содержит два подшипника скольжения жидкостного трения 1, выполненные из более прочного и твердого материала, чем бронза, например, из стали с последующей термической обработкой, твердостью HRc 60…64, выполненные в виде втулок с гладкими внутренними 2 и наружными 3 цилиндрическими поверхностями и маслоперегонными сквозными отверстиями 4, равномерно расположенными по окружности и предназначенными для подачи смазочного материала на цилиндрическую гладкую поверхность 5 вала ротора 6, выполненным с колесом турбины 7 как одно целое. На каждой из торцевых поверхностей подшипника 1 выполнены маслопроточные пазы 8. Между подшипниками 1 с зазором и соосно установлен дистанционный элемент 9, в виде втулки, выполненный с гладкой внутренней 10 и наружной 11 цилиндрической поверхностью со сквозными маслоперегонными отверстиями 12. Ротор 13 содержащий вал ротора 6 с колесом турбины 7 как одно целое с одной стороны и с установленным на другом конце вала колесом компрессора 14, закрепленным резьбовым соединением 15. Вал ротора 6 турбокомпрессора с подшипниками 1 и дистанционным элементом 9, выполненные в виде втулок, установлены в рабочей полости 16 корпуса 17 подшипникового узла, выполненной с гладкой внутренней 18 цилиндрической поверхностью. На внутренней цилиндрической поверхности 18 полости 16 корпуса 17 подшипникового узла выполнены две симметричные сегментные канавки 19, соединенные с центральными магистральными каналами 20 для протока смазки.The bearing assembly of the turbocharger contains two liquid friction bearings 1 made of a stronger and harder material than bronze, for example, steel with subsequent heat treatment, hardness HRc 60 ... 64, made in the form of bushings with smooth inner 2 and outer 3 cylindrical surfaces and oil distillation through holes 4, evenly spaced around the circumference and designed to supply lubricant to the cylindrical smooth surface 5 of the shaft of the rotor 6, made with a wheel t urbines 7 as one. On each of the end surfaces of the bearing 1 there are oil-flowing grooves 8. Between the bearings 1 with a gap and coaxially mounted a spacer element 9, in the form of a sleeve made with a smooth inner 10 and outer 11 cylindrical surface with through oil distillation holes 12. The rotor 13 containing the rotor shaft 6 with the turbine wheel 7 as a whole on one side and with the compressor wheel 14 mounted on the other end of the shaft, fixed by a threaded connection 15. The rotor shaft 6 of the turbocompressor with bearings 1 and a remote element m 9 made in the form of plugs are mounted in the working chamber 16 of the housing 17 of the bearing assembly made with a smooth inner cylindrical surface 18. On the inner cylindrical surface 18 of the cavity 16 of the housing 17 of the bearing assembly, two symmetrical segment grooves 19 are made, connected to the central main channels 20 for the lubricant flow.
Предлагаемый подшипниковый узел турбокомпрессора работает следующим образом:The proposed bearing assembly of the turbocharger operates as follows:
В режиме покоя, когда турбокомпрессор не работает, (фиг.2) два раздельных плавающих вращающихся подшипника скольжения жидкостного трения 1 и дистанционная втулка 9, под весом своих масс, «лежат» на нижней части внутренней 18 цилиндрической поверхности рабочей полости 16 корпуса 17 подшипникового узла, образуя в верхней части между сопрягаемыми поверхностями 3 и 18 односторонний зазор величиной 2δ1 равный диаметральному зазору, предусмотренному в конструкции подшипников скольжения жидкостного трения для создания условий осуществления жидкостного трения. При этом, геометрические оси подшипников скольжения 1, относительно геометрической оси рабочей полости 16 корпуса 17 опущены вниз на величину δ1. Также, на нижних внутренних поверхностях 2 подшипников скольжения жидкостного трения 1 лежит вал ротора 6 с колесами турбины 7 и компрессора 14, образуя сверху односторонний диаметральный зазор 2δ2 между сопрягаемыми внутренними, гладкими поверхностями 2 подшипников 1 и наружной цилиндрической поверхностью 5 вала ротора 6. При этом, геометрическая ось вала ротора 6 относительно геометрических осей двух раздельных подшипников скольжения 1, опущена на величину δ2 равную радиальном зазору, предусмотренному для обеспечения условий жидкостного трения. Таким образом, геометрическая ось вала ротора 6 относительно геометрической оси полости 16 корпуса 17, по которой ротор 13 должен вращаться, опущена на суммарную величину δ=δ1+δ2, где:In idle mode, when the turbocharger is not working, (Fig.2) two separate floating rotating fluid friction bearings 1 and spacer 9, under the weight of their masses, "lie" on the lower part of the inner 18 cylindrical surface of the working cavity 16 of the housing 17 of the bearing assembly forming in the upper part between the mating surfaces 3 and 18 a one-sided gap of 2δ 1 equal to the diametrical clearance provided in the design of the fluid friction bearings to create conditions for the implementation of the fluid a lot of friction. In this case, the geometric axis of the sliding bearings 1, relative to the geometric axis of the working cavity 16 of the housing 17 is lowered down by a value of δ 1 . Also, on the lower inner surfaces 2 of the bearings of liquid friction 1 lies the rotor shaft 6 with the wheels of the turbine 7 and compressor 14, forming from above a one-sided diametrical clearance 2δ 2 between the mating inner, smooth surfaces 2 of the bearings 1 and the outer cylindrical surface 5 of the rotor shaft 6. When Thus, the geometrical axis of the rotor shaft 6 relative to the geometric axes of the two separate sliding bearing 1, is lowered by an amount equal to δ 2 the radial gap, provided to ensure liquid conditions rhenium. Thus, the geometric axis of the shaft of the rotor 6 relative to the geometric axis of the cavity 16 of the housing 17, along which the rotor 13 should rotate, is omitted by the total value δ = δ 1 + δ 2 , where:
δ1 - величина радиального зазора между осью полости корпуса подшипников и осью подшипников скольжения;δ 1 - the magnitude of the radial clearance between the axis of the cavity of the bearing housing and the axis of the bearings;
δ2 - величина радиального зазора между осью подшипника скольжения и осью вала ротора;δ 2 - the value of the radial clearance between the axis of the sliding bearing and the axis of the rotor shaft;
δ - суммарный радиальный зазор;δ is the total radial clearance;
2δ1 - диаметральный зазор между поверхностями скольжения полости корпуса подшипников и наружной поверхностью подшипника скольжения;2δ 1 - diametrical clearance between the sliding surfaces of the cavity of the bearing housing and the outer surface of the sliding bearing;
2δ2 - диаметральный зазор между внутренней поверхностью скольжения подшипника и наружной поверхностью вала ротора.2δ 2 is the diametrical clearance between the inner sliding surface of the bearing and the outer surface of the rotor shaft.
Перед запуском двигателя (на фиг. не показан) включают маслозакачивающий насос, с помощью которого из системы смазки, через магистральные каналы 20 и сегментные канавки 19, все зазоры подшипникового узла турбокомпрессора под давлением заполняются смазочным материалом. Маслозакачивающий насос работает до тех пор, пока в системе смазки давление не стабилизируется до трех атмосфер. После этого запускают двигатель (на фиг. не показан), а маслозакачивающий насос отключают, и далее подшипниковый узел турбокомпрессора смазочным материалом снабжается от двигателя.Before starting the engine (not shown in FIG.), An oil injection pump is switched on, through which from the lubrication system, through the main channels 20 and segment grooves 19, all the clearances of the bearing assembly of the turbocharger are filled with lubricant under pressure. The oil pump operates until the pressure in the lubrication system stabilizes to three atmospheres. After that, the engine is started (not shown in Fig.), And the oil pump is turned off, and then the bearing assembly of the turbocharger is supplied with lubricant from the engine.
С момента пуска двигателя энергия потока выхлопных газов, направленная на лопатки колеса турбины 7, преобразуется в механическую энергию и мгновенно приводит к вращению на больших скоростях (40000-120000 об/мин) колесо турбины 7, выполненное с валом ротора 6, как одно целое. В связи с несоосностью геометрических осей вала ротора 6 и рабочей полости 16 величиной δ=δ1+δ2, перед запуском двигателя и неуравновешенности ротора 13, от неравенства масс на колесах турбины 7 и компрессора 14, при каждом запуске двигателя в течение времени с момента пуска двигателя до момента установления режима полного жидкостного трения, ротор 13 в рабочей полости 16 совершает прецессионное движение динамического характера с нутационными колебаниями высокой частоты, приводящее всю систему к вибрациям высокого уровня и к быстрой потере заданных предельных точностей параметров по геометрическим формам и размерам сопрягаемых рабочих поверхностей.From the moment of starting the engine, the energy of the exhaust gas flow directed to the blades of the turbine wheel 7 is converted into mechanical energy and instantly leads to the rotation of the turbine wheel 7 made with the rotor shaft 6 as a whole at high speeds (40000-120000 rpm). Due to the misalignment of the geometric axes of the rotor shaft 6 and the working cavity 16 of the value δ = δ 1 + δ 2 , before starting the engine and the imbalance of the rotor 13, from the mass inequality on the wheels of the turbine 7 and compressor 14, at each engine start for a period of time from the moment starting the engine before the establishment of the regime of complete liquid friction, the rotor 13 in the working cavity 16 performs a dynamic precessional motion with nutational high-frequency oscillations, leading the entire system to high-level vibrations and to rapid loss of the given extreme accuracy of the parameters according to the geometric shapes and sizes of the mating work surfaces.
С момента начала вращения ротора 13 с валом 6 на сверхвысоких скоростях, под действием гидродинамических сил и процесса жидкостного трения, раздельные подшипники 1 и дистанционная втулка 9 между ними начинают вращаться, постепенно выравнивая толщину масляного слоя, заключенного между наружными поверхностями 3 подшипников 1 и внутренней поверхностью 18 рабочей полости 16, по всей ее окружности. При этом, вал ротора 6 постепенно «всплывает» и его геометрическая ось располагается соосно с геометрической осью полости 16 корпуса 17. После того, как пространства между всеми рабочими сопрягаемыми поверхностями заполняться масляными слоями равномерной толщины по всей окружности, осуществится соосность геометрических осей вала ротора 6 и полости 16 корпуса 17 с максимальной точностью, подшипниковый узел переходит в режим полного жидкостного трения. С этого момента прекращаются вибрации с высокой амплитудой, приводящие к быстрой потере предельно заданной точности по геометрическим формам и размерам сопрягаемых рабочих поверхностей, и в условиях полного жидкостного трения износ сопрягаемых рабочих поверхностей практически не происходит.Since the start of rotation of the rotor 13 with the shaft 6 at ultrahigh speeds, under the influence of hydrodynamic forces and the fluid friction process, the separate bearings 1 and the spacer sleeve 9 between them begin to rotate, gradually equalizing the thickness of the oil layer enclosed between the outer surfaces 3 of the bearings 1 and the inner surface 18 of the working cavity 16, along its entire circumference. At the same time, the rotor shaft 6 gradually “pops up” and its geometric axis is aligned with the geometric axis of the cavity 16 of the housing 17. After the spaces between all the working mating surfaces are filled with oil layers of uniform thickness over the entire circumference, the geometric axes of the rotor shaft 6 are aligned and cavity 16 of the housing 17 with maximum accuracy, the bearing unit switches to full liquid friction. From this moment, vibrations with a high amplitude cease, leading to a rapid loss of the extremely specified accuracy in the geometric shapes and sizes of the mating work surfaces, and under conditions of complete liquid friction, wear of the mating work surfaces practically does not occur.
Таким образом, предлагаемая конструкция подшипникового узла, когда вал ротора турбокомпрессора с двумя раздельными подшипниками скольжения, установлен непосредственно в рабочей полости корпуса подшипникового узла, позволяет уменьшить суммарную величину несоосности геометрических осей вала ротора и рабочей полости корпуса, образующуюся каждый раз в режиме «покоя», когда компрессор не работает. При уменьшении суммарной величины несоосности геометрических осей в режиме «покоя», после каждого запуска двигателя, соосность быстрее восстанавливается и этим значительно уменьшается период работы подшипникового узла в условиях несоосности, сопровождающийся постепенным по интенсивности изнашиванием сопрягаемых рабочих поверхностей. При этом, вибрации с высокой амплитудой, приводящие к потере заданной точности по параметрам сопрягаемых поверхностей, также значительно снижаются. Подшипники скольжения жидкостного трения, выполненные из стали, с последующей термической обработкой значительно повышают их износостойкость, что приводит к повышению срока эксплуатации всего подшипникового узла турбокомпрессора.Thus, the proposed design of the bearing assembly, when the rotor shaft of the turbocompressor with two separate sliding bearings, is installed directly in the working cavity of the bearing housing, allows you to reduce the total misalignment of the geometric axes of the rotor shaft and the working cavity of the housing, formed each time in the "rest" mode, when the compressor is not working. When reducing the total misalignment of the geometric axes in the "rest" mode, after each engine start, the alignment is restored faster and this significantly reduces the period of operation of the bearing assembly under misalignment conditions, accompanied by a gradual in intensity wear of the mating working surfaces. At the same time, vibrations with a high amplitude, leading to the loss of a given accuracy with respect to the parameters of the mating surfaces, are also significantly reduced. Bearings of liquid friction, made of steel, followed by heat treatment significantly increase their wear resistance, which leads to an increase in the service life of the entire bearing assembly of the turbocompressor.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116327/06U RU120146U1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116327/06U RU120146U1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU120146U1 true RU120146U1 (en) | 2012-09-10 |
Family
ID=46939262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116327/06U RU120146U1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU120146U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744104C1 (en) * | 2020-06-23 | 2021-03-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Turbocharger shaft bearings |
-
2012
- 2012-04-23 RU RU2012116327/06U patent/RU120146U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744104C1 (en) * | 2020-06-23 | 2021-03-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Turbocharger shaft bearings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8857180B2 (en) | Turbocharger bearing anti-rotation plate | |
| US9897097B2 (en) | Turbocharger with a hybrid journal bearing system | |
| US8991175B2 (en) | Control of balance drift in turbocharger rotating assembly | |
| US9599119B2 (en) | Bearing device for turbocharger | |
| KR20130079376A (en) | Exhaust-gas turbocharger | |
| US20100172739A1 (en) | Bearing and retention mechanisms | |
| US9494189B2 (en) | Turbocharger bearing housing oil groove | |
| JPWO2014097417A1 (en) | Floating bush bearing device and supercharger provided with the same | |
| JP2013011251A5 (en) | ||
| KR20220048030A (en) | Parallel bearing and rotor system | |
| RU120146U1 (en) | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY | |
| JP2017501340A (en) | Bearing device for exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger | |
| CN108350869B (en) | Fluid machinery | |
| RU141424U1 (en) | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY | |
| JP6442226B2 (en) | Floating bush bearing and marine exhaust turbine | |
| CN201560809U (en) | Turbocharger floating bearing | |
| RU2744104C1 (en) | Turbocharger shaft bearings | |
| RU101112U1 (en) | TURBOCHARGER | |
| CN105041463A (en) | Power output device of screw tube rotor engine | |
| RU56503U1 (en) | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY | |
| RU126386U1 (en) | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY | |
| RU57848U1 (en) | TURBOCHARGER | |
| RU78883U1 (en) | TURBO COMPRESSOR BEARING ASSEMBLY | |
| RU173697U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT | |
| RU103380U1 (en) | TURBOCHARGER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150424 |