Пружна опора для підшипників роторних систем

Пружна опора для підшипників роторних систем, що містить підшипник, корпус опори зі стопорним кільцем, елемент кінцевої жорсткості, обтискувальні кільця, основу з гвинтом, корпус роторної системи, яка відрізняється тим, що елемент кінцевої жорсткості складений з двох частин, між якими встановлені елементи квазінульової жорсткості. Винахід відноситься до галузі машинобудування, що застосовує динамічні системи, для яких передбачається перехід через резонанс, наприклад, шпіндельних роторних систем металорізальних верстатів, де і може бути використаний. Відомо, що при високих частотах обертання роторних систем уникнути резонансних явищ не вдається (1). Недоліком таких роторних систем є небезпека швидкого зношування опорних підшипників при розгоні і переході частот обертання через критичні величини. Відомі пружні опори для підшипників, що зменшують шкідливий вплив резонансних режимів роботи роторних систем, ефективність і теоретичне обґрунтування конструкції яких розглянуто в (2, 3). Недолік цих технічних рішень полягає в недостатній ефективності через неможливість досягнення самоцентрування роторних систем без перевантаження опорних підшипників, оскільки відомі пружні опори не мають властивості до значної миттєвої зміни характеристик жорсткості при переході швидкості обертання через резонанс. В основу винаходу поставлена задача забезпечити мінімально необхідну жорсткість пружньої опори при переході частот обертання роторної системи через критичні величини без додаткового навантаження підшипників. Технічний результат досягається сполученням елементу кінцевої жорсткості з елементами квазінульової жорсткості (4, 5). Елемент кінцевої жорсткості зменшує вібрації роторної системи в областях частот обертання, де відсутній резонанс, а елементи квазінульової жорсткості компенсують вібрації роторної системи при переході частот обертання через резонанс. Позитивний ефект винаходу пов'язаний з тим, що завдяки елементам квазінульової жорсткості в момент досягнення критичної швидкості ротора, коли стрімко збільшуються його поперечні переміщення, в опорі виникає компенсація вказаних переміщень без збільшення навантаження підшипників, тобто досягається ефект саморозвантажування опорних підшипників. На фігурі наведено можливий варіант схеми конструкції запропонованої пружньої опори для підшипників роторних систем з елементом, що забезпечує квазінульову жорсткість. Пружна опора включає: підшипник 1, корпус опори 2 зі стопорним кільцем 3, обтискувальні кільця 4 та 5, верхній 6 та нижній 7 елементи кінцевої жорсткості, елемент квазінульової жорсткості 8, стопорне кільце 9, ос (19) UA (11) 89110 (13) C2 (21) a200804839 (22) 14.04.2008 (24) 25.12.2009 (46) 25.12.2009, Бюл.№ 24, 2009 р. (72) ГАПОНОВ ВОЛОДИМИР СТЕПАНОВИЧ, ГАЙДАМАКА АНАТОЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" (56) SU 983340, 27.12.1982 SU 1352108, A1, 15.11.1987 SU 1762008, A1, 15.09.1992 US 6007252, A, 28.12.1999 Орликов М. Л. Динамика станков. - К.: Вища школа, 1989. - С. 68-87 3 89110 нова 10 з регулюючим гвинтом 11, корпус роторної системи 12. Елементи кінцевої жорсткості 6 та 7 можуть мати конструктивне виконання у вигляді циліндричних оболонок, а елементи квазінульової жорсткості 8 можуть мати конструкцію як окремих пружніх елементів згину, так і пакету елементів на зразок ресори, що додатково забезпечує демпфірування вібрацій. При роботі роторної системи в області частот, де відсутні резонансні вібрації, з'являються малі шкідливі переміщення роторної системи, які компенсуються елементами кінцевої жорсткості 6 і 7. При роботі роторної системи в області резонансних частот з'являються стрімко зростаючі великі шкідливі переміщення роторної системи, які компенсуються елементами квазінульової жорсткості 8. Таким чином, запропоноване технічне рішення ефективно вирішує завдання повного саморозван Комп’ютерна верстка А. Рябко 4 тажування підшипників роторних систем як на дорезонансних, так і резонансних частотах роботи роторної системи. Джерела інформації: 1. Орликов М.Л. Динамика станков. - К.: Вища пік., 1989. - 272с. 2. Кельзон А.С., Журавлѐв Ю.Н., Январѐв Н.В. Динамика роторов в упругих опорах. - М.: Наука, 1982. - 280с. 3. Кельзон А.С. Упругие опоры в станкостроении. - М., 1985. - 48с. (Серия С-1, Станкостроение, Вып.3). 4. Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью / П.М. Алабужев, А.А. Гритчин, Л.И. Ким и др. - Л.: Машиностроение, 1986. - 96с. 5. Sicherstellung der Stabilitat der Rotorsysteme die Lagerungen gesteurter Quasinullsteifigkeiteuthalten. MicroCAD'2000 Intemafional Computer Science Conference. February 23-24, 2000, Miskolc. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601