CC BY
8
УДК 621.822:629.5.03
СОЗДАНИЕ ТИПОРАЗМЕРНОГО РЯДА ОПОРНО-УПОРНЫХ АВТОНОМНЫХ ПОДШИПНИКОВ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ
Геффель Илья Дмитриевич
Открытое акционерное общество «Производственное объединение «Северное машиностроительное предприятие»
В статье рассматриваются некоторые причины мешающих созданию автономных подшипников жидкостного трения.
Многолетний научно-технологический опыт в области изучения подшипников жидкостного трения позволили провести исследование эффекта сверхвысокого теплообмена в смазочном слое. Были выявлены новые свойства смазочных слоев в подшипниках (зонально-вязкостный, вакуумный, напорный смазочные слои, с внутренней циркуляцией), и способы отвода тепла в зоне трения.
Ключевые слова: подшипники жидкостного трения, теплообмен, электродвигатель насосных агрегатов, теплоотдача, охлаждающие трубки, трение, вакуумная зона.
CREATION OF A SIZE RANGE OF AUTONOMOUS LIQUID FRICTION BEARINGS
Geffel I.D.
Open Joint Stock Company "Production Association "Northern Machine-building Enterprise"
The article discusses some of the reasons hindering the creation of autonomous fluid friction bearings.
Many years of scientific and technological experience in the field of studying fluid friction bearings made it possible to study the effect of ultra-high heat transfer in the lubricating layer. New properties of lubricating layers in bearings (zone-viscosity, vacuum, pressure lubricating layers, with internal circulation) and methods of heat removal in the friction zone were revealed.
Keywords: fluid friction bearings, heat transfer, electric motor of pumping units, heat transfer, cooling tubes, friction, vacuum zone.
Есть несколько причин, мешающих созданию автономных подшипников жидкостного трения для насосов и электродвигателей насосных агрегатов:
- большое количество тепла, выделяемое в смазочном слое при высоких окружных скоростях;
- большой расход масла, необходимый для заполнения смазочного слоя;
- трудности в отводе этого тепла из-за низкого коэффициента теплоотдачи при охлаждении масла (требуются высокие скорости обтекания маслом охлаждающих трубок, которые в картере автономного подшипника создать трудно);
- трудности в обеспечении расхода масла имеемыми средствами (маслоподающие кольца, диски) в существующих подшипниках;
- существующие средства подачи смазки при повышении окружных скоростей
вспенивают масло в картере. Это вызывает протечки через концевые уплотнения [1].
Многолетний научно-технологический опыт в области подшипников жидкостного трения позволили исследовать эффекта сверхвысокого теплообмена в смазочном слое. Были выявлены новые свойства смазочных слоев в подшипниках (зонально-вязкостный, вакуумный, напорный смазочные слои, с внутренней циркуляцией), и способы отвода тепла в зоне трения.
Использование этих свойств образования новых видов опорных и упорных смазочных слоев обеспечивает увеличение нагрузок при существующих габаритах упорных и опорных частей, уменьшение жидкостного трения, снижение тепловыделения, направленный и увеличенный теплоотвод, внутреннюю циркуляцию смазки, и таким образом позволяет решить обозначенные выше проблемы.
Конкретно: если упорные подушки охлаждать только на выходе из смазочного слоя, то создается валик вязкого масла, который препятствует выходу масла из слоя. В результате толщина смазочного слоя увеличивается, возрастает несущая способность подшипника. Применение такого типа охлаждения подушек позволяет снизить в 2 раза количество выделяемого тепла.
Далее, для подпитки смазочного слоя используется вакуумная зона (Рисунок 1). Благодаря подсосу масла в вакуумную часть слоя был решен вопрос обеспечения достаточного расхода масла. Кроме того, создаваемый вакуумный слой позволяет решить проблему вспенивания масла и протечек через уплотнения.
Рисунок 1 - Вакуумный смазочный слой: 1 - зона вакуума в слое; 2 - зона давления в слое; 3 - уровень масла
Рисунок 2. - Смазочный слой с внутренней циркуляцией: 1 - торцевые канавки; 2 - продольная канавка; 3 - верхний накопитель масла; 4 - малый картер; 5 - картер; 6 - нижний вкладыш; 7 - верхний вкладыш; 8 - подсос смазки в слой; 9 - движение масла из смазочного слоя в торцевые канавки, в продольную канавку и в смазочный слой; 10 - движение масла из малого картера на смазку упорной части, в верхний накопитель масла
и в смазочный слой
Также в подшипниках создана внутренняя циркуляция смазки в смазочном слое (Рисунок 2), т.е. смазка, попав в смазочный слой, снова туда возвращается, в основном, не попадая в картер подшипника, при этом она охлаждается непосредственно в самом слое. Таким образом, обеспечивается большое количество смазки, необходимое для
заполнения смазочного слоя при высоких окружных скоростях. Смазка пополняется в смазочном слое благодаря подсосу из картера в вакуумную часть слоя [2].
В показанном на Рисунок 3 подшипнике с комбинированным воздушно-водяным
охлаждением опорная нагрузка передается через втулку на нижнюю половину вкладыша.
Упорная нагрузка передается через упорные обоймы. Общая нагрузка передается через гребни втулки на упорные рабочие поверхности обойму на корпус подшипника.
Рисунок 3 - Конструкция автономного подшипника для электродвигателя 0115-0180 мм: 1 - диск; 2 - упорный гребень; 3 - упорная подушка; 4 - нижний вкладыш; 5 - нижняя обойма; 6 - втулка; 7 - импеллер; 8 - крышка; 9 - корпус; 10 -верхний вкладыш; 11 - верхняя обойма; 12 - подвод воды; 13 - вход охлаждающего воздуха; 14 - выход воздуха
Заключение
Использование всего комплекса мер позволило разработать, изготовить и испытать автономные подшипники жидкостного трения
для насосных агрегатов. Полученный опыт можно применить в судостроении и в области ракетно-космической техники.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.А. Хабаров, А.Я. Альпин, Н.И. Кокотков, докт. техн. наук (ОАО ПО «Севмаш», тел. (8184) 504726, e -mail: ipko@sevmash.ru). О ВОЗМОЖНОСТИ ИСКЛЮЧЕНИЯ ГРОМОЗДКИХ И ПОЖАРООПАСНЫХ СУДОВЫХ СИСТЕМ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ;
2. Хабаров А.А. (АО «ПО «Севмаш», тел. (8184) 504726, email: ipko@sevmash.ru). СОЗДАНИЕ АВТОНОМНЫХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ДЛЯ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ КОРАБЛЕЙ.
