Московский государственный технический университет им. Й.Э. Баумана
В.П. ЛЕОНОВ, Т.И. МАКСИМОВИЧ
ЛЕПЕСТКОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ПОДШИПНИКИ ТУРБОМАШИН
Методическое пособие
по курсу
«Турбомашины низкотемпературной техники»
Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2002
УДК 621.5
ББК 31.392
Л 47
Рецензент В.В.Шишов
Л 47 Леонов В.П., Максимович Т.И. Лепестковые газовые подшипники турбомашин Методическое пособие по курсу «Турбомашины низкотемпературной техники». - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - с., ил.
В пособии дано описание конструкций основных типов лепестковых газовых подшипников, приведены материалы и покрытия валов и подшипников. Изложен порядок расчета лепестковых газовых подшипников
Для студентов, изучающих курс «Турбомашины низкотемпературной техники».
Ил.. Библиогр. 4 назв.
УДК 621.5
ББК 31.392
Виктор Павлович Леонов
Татьяна Ильинична Максимович ЛЕПЕСКОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ПОДШИПНИКИ ТУРБОМАШИН
Свидетельство о регистрации
ПИ Ks 77-5538 от 10 октября 2002 г.
Подписано в печать . Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печ. л.3,8. Усл печ.3,6. Уч.-изд. л.3,3 Тираж 50 >кч. Заказ 4’3
Издательство MIТУ им II') Баумана, типография МГТУ нм 1Г) Баумана.
107005, Москва, ’ я Бауманская, 5.
('•) МГТУ нм. II,') Баумана, 2002
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в компрессорах мощностью до 50 кВт рекомендуется использовать лепестковые газовые подшипники (ЛТП), обладающие существенными преимуществами по сравнению с масляными опорами скольжения. ДТП обеспечивают устойчивую работу ротора при высоких скоростях вращения до 100-150 тыс. об/мин., рабочий диапазон температур этих опор от -100 до +250 С.
При внезапном отключении электроэнергии ротор плавно останавливается, не испытывая «масляного голодания», как в случае использования опор скольжения с масляной смазкой. Основное преимущество применения ЛТП во фреоновых компрессорах - полное отсутствие масла в системе. По этой причине отпадает проблема возврата масла из системы в компрессор. Отсутствие масла на рабочей поверхности улучшает работу всех теплообменных аппаратов.
Замена масляных опор скольжения на ЛТП обеспечила следующие преимущества турбодетандерному агрегату: отсутствует система масляной смазки опор и система масляного тормоза, что исключает попадание масла в рабочий воздух и загрязнение маслом рабочих трактов установки; повышена пожаро- и взрывобезопасность работы ВРУ при получении кислорода; увеличена холодопроизводительность в результате сокращения утечек рабочего воздуха; экономия электроэнергии, затрачиваемой на привод масляного насоса; устранена опасность повреждения опор при внезапном отключении электроэнергии; повышен ресурс, упрощено эксплуатационное обслуживание ВРУ.
Надо отметить, что несущая способность лепестковых опор меньше несущей способности масляных опор. И если радиальные опоры должны нести небольшую нагрузку 3..5 Н, с чем лепестковые опоры легко справляются, то осевые силы, действующие на ротор турбодетандера (100..200 Н), значительны, и задача повышения несущей способности осевой опоры (подпятника) становится актуальной.
Был создан лепестковый газодинамический подпятник, способный развивать несущую способность, достаточную для уравновешивания осевых сил, действующих на ротор турбодетандера ВРУ среднего давления.
Успешная эксплуатация турбодетандеров с лепестковыми подшипниками в ряде ВРУ среднего давления в течение многих лет подтвердила их экологичность, надежность и повышенный ресурс.
ЛТП представляет собой многоцентровую (многоклиновую) газодинамическую опору, несущая поверхность которой образована криволинейными металлическими пластинами — лепестками, изготовленными из упругой ленты толщиной 0,05...0,3 мм.
3
Ротор каждой турбомашины опирается на два радиальных ЛТП и имеет, как правило, два упорных подпятника. На рис. 1 показан радиальный лепестковый подшипник.
Рис. 1. Радиальный лепестковый подшипник: 1 - корпус подшипника;
2 - продольный паз; 3 — лепесток; 4 - вал
В корпусе подшипника 1 выполнены продольные пазы 2, в которых устанавливаются лепестки 3, изготовленные из пружинной стали. На поверхность каждого лепестка, обращенную к валу 4, нанесено антифрикционное покрытие. Лепестки, частично перекрывая друг друга, образуют непрерывный ряд клиновых поверхностей. Когда вал неподвижен, лепестки касаются вала и стремятся удержать его в центре подшипника. Вращающийся вал увлекает воздух в конфузорные зоны между валом и лепестками, при увеличении частоты вращения вала давление воздуха в конфузорных зонах возрастает и, наконец, становится достаточным для отделения лепестков от вала. Между валом и лепестками возникает несущий газовый слой.
При возникновении колебаний вата лепестки «отслеживают» эти колебания, т.е. вал вместе с несущим газовым слоем прецессирует в упругом пакете лепестков. Отсутствие механических контактов между валом и лепестками после образования разделительного газового слоя позволяет реализовать очень высокие относительные скорости па рабочих режимах при обеспечении большого ресурса. Износ антифрикционного покрытия опор имеет место только в момент всплытия и останова ротора. Ресурсные испытания подтвердили 10 000 циклов «пуск останов». Износ покрытия составил 30 % от толщины слоя, причем износ ’() % покрытия пришелся на приработку в период первых 50 циклов.
4
Конструкция лепесткового газодинамического подпятника показана на рис.2.
Рис. 2. Лепестковый подпятник: а - вид подпятника в плане; б- плата без несущих лепестков; в - подкладной пружинный элемент; г — фрагмент профиля подпятниака (7 - профилированный лепесток; 2 - консольно-расположенный участок; 3 - подкладной сегмент; 4 - кольцевая плата; 5- подкладная пружинка)
Несущая поверхность подпятника образована рядом профилированных лепестков 7. Каждый лепесток имеет консольнорасположенный участок 2 и с помощью точечной сварки вместе с подкладным сегментом 3 крепится к кольцевой плате 4. На поверхность каждого лепестка, обращенную к пяте, нанесено антифрикционное покрытие. Рабочие участки лепестков частично перекрывают друг друга, образуя непрерывный ряд клиновых поверхностей, благодаря которым при вращении пяты возникают зоны повышенного давления, образующие несущий газовый слой. При нагружении ротора осевой силой пята через несущий газовый слой воздействует на подпятник, упругие лепестки деформируются и опираются тыльной стороной на подкладные пружинки 5. Каждая пружинка выполнена в виде сектора, имеющего дуговые прорези, необходимые для уменьшения жесткости пружинки в направлении к центру подпятника. Пружинка профилирована по радиусу в поперечном направлении, как это показано на рис.2, г.
При дальнейшем нагружении подпятника вместе с лепестками деформируются подкладные пружинки, жесткость подпятника возрастает и несущая поверхность не вырождается в плоскость, а продолжает сохранять
5
оптимальную клинообразную форму, позволяющую сохранять большую несущую способность. Подпятники легко монтируются.
Созданные к настоящему времени ЛТП условно делятся на три группы. К первой - относятся подшипники с перекрытием лепестков. Подшипники второй группы имеют неперекрывающиеся лепестки, состоящие из двух элементов - несущего лепестка, формирующего рабочую поверхность, и опорного элемента, расположенного между несущим лепестком и поверхностью расточки корпуса. Опорный элемент обычно снабжен поперечными гофрами. Подшипники третьей группы имеют один длинный лепесток, который при установке к корпус изгибают в виде спирали.	__________________________________
Г ЛЕПЕСТКОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ПО/ЩШПНИКИ|
Рис. 3. Классификация ЛГП.
1. ПОДШИПНИКИ С ПЕРЕКРЫВАЮЩИМИСЯ ЛЕПЕСТКАМИ
Этот вид подшипников применяется наиболее широко, имеет простую конструкцию, отличается жесткой упругой характеристикой и высоким демпфированием.
Первые конструкции высокоскоростных ЛГП для микротурбодетандеров заявлены и разработаны в 1963г. Д.Марлеем-сотрудником фирмы The Garret Corporation, США. Предложено несколько вариантов газовых подшипников с несущими элементами из металлической фольги. Подшипники цилиндрической и конической формы отличались формой и особенностями крепления лепестков.
Несущая способность, виброустойчивость и срок службы лепестковых подшипников зависят от того, при какой скорости относительного перемещения рабочих поверхностей образуется сплошной газовый слой, насколько велико давление, создаваемое в смазке на расчетном режиме, как подшипник реагирует па вибрационные воздействия и 6
дисбаланс. При использовании ЛГП в бортовом оборудовании необходимо обеспечивать работоспособность опорного узла в условиях тепловой информации, при попадании в зазоры влаги и тумана.
С целью понижения чувствительности к деформации деталей в 1965 г. Д.Марлей предложил конструкцию подпятника, лепестки которого на корневых участках снабжены поперечным гофром, обращенным вершиной к поверхности корпуса. Одновременно продолжалась работа по совершенствованию технологического процесса изготовления опор. В результате этой работы созданы цельносварные конические лепестковые подшипники и подпятник, сварной штампованный упруго-демпферный опорный элемент для подавления неустойчивых колебаний ротора в подшипниках качения и в газовых подшипниках скольжения, а также конструкция крепления лепестка в корпусе.
Стремление к увеличению несущей способности газового слоя привело М. Барнета к созданию подшипника с лепестками , опирающимися на выступы корпуса. На рис. 1.1. приведена схема расположения в зазоре упругой несущей ленты 24, лежащей на упорах 30 корпуса 20. На ленте выполнены поперечные углубления 28, уменьшающие жесткость ленты в зонах, расположенных вблизи упора 30. При возникновении в зазоре между лентой и подвижным элементом 22 повышенных давлений лента прогибается, устанавливаясь в положение, обозначенное штрих-пунктирной линией. На конфузорном участке зазора между лентой и подвижным элементом возникает гидродинамический клин.
Рис.1.1. Принципиальная схема деформаций несущего элемента подшипника с упругой лентой, опирающейся на выступы корпуса.
В качестве опорных элементов для лепестков могут использоваться пружины, выполненные в виде отдельных изогнутых пластин.(рис.1.2.)
Подшипник содержит плату с закрепленными на ней опорными элементами, перекрывающие друг друга упругие лепестки, закрепленные одним концом на опорных элементах. Кромка лепестка опирается на соседний лепесток, а нижняя часть лепестка опирается на пружину.
7
Рис.1.2. JU 11 с опорными элементами
Пружина представляет собой изогнутую пластину, опирающуюся своими кромками на плату и закрепленную на плате в зоне перекрытия лепестков с возможностью самоустановки. Высота изгиба пружин может быть постоянной по их длине или для осевого подшипника увеличиваться от внутреннего радиуса платы к наружному, а ширина пружины уменьшаться от внутреннего радиуса платы к наружному. Использование лепестка с профилем в виде дуги малой кривизны в сочетании с подпирающей лепесток снизу пружиной позволяет достичь увеличения ресурса подшипника, увеличения предельной допустимой нагрузки при старте, уменьшения максимально возможного осевого люфта пяты в осевых подшипниках и увеличения несущей способности подшипника, упрощение технологии изготовления и повышение стабильности свойств подшипников от образца к образцу. На рисунке 1.3 показан подшипник под рабочей нагрузкой.
?
С D 3	4	7	5
Рис.1.3. Плата ЛГИ с опорными элементами
При возрастании нагрузки, начиная с некоторой ее величины , форма пружины 7 изменяется и из плавной дугообразной распадается на три разных по форме участка. По краям пружины она становится дугообразной, а в середине, в зоне касания лепестков между точками (' и /), появляется прямолинейный участок, длина которого растет по мере увеличения нагрузки. Практически такой же прямолинейный участок над пружиной имеет при этом лепесток, образующий зазор с пятой.
8
Как известно из теории газовой смазки, максимальная несущая способность смазочного слоя имеет место при клиновидном входном участке профиля смазочного слоя и плоскопараллельном основном участке. Экспериментальные исследования, а также опытная и промышленная эксплуатация осевых подшипников предлагаемой конструкции показали:
-	уменьшение максимально возможного люфта пяты в осевых подшипниках в 2..2,5 раза, либо увеличение ресурса (количества пусков-остановов ротора) при неизменной стартовой нагрузке;
-	увеличение предельно допустимой нагрузки при старте в 2..3 раза;
-	увеличение несущей способности опоры на 50%;
-	повышение стабильности свойств подшипника от образца к образцу;
-	упрощение технологии изготовления подшипников.
У газодинамического подшипника (рис. 1.4), содержащего равномерно расположенные по окружности лепестки из упругого материала, закрепленные своими основаниями на внутренней поверхности корпуса подшипника с нахлесткой друг на друга, в боковых кромках лепестков выполнены вырезы с глубиной, равной одной третьей ширины лепестка, с шириной, не превышающей величины нахлестки лепестков друг на друга, при этом вырезы размещены у основания лепестков.
Рис.1.4. Лепесток ЛГП с боковыми вырезами.
С целью повышения надежности и увеличения ресурса подшипник, изображенный на рис. 1.5, снабжен по меньшей мере одним комплектом дополнительных лепестков, равномерно расположенных по окружности между втулкой и основными лепестками. На входной и выходной кромках этих лепестков выполнены размещенные в пазах втулки хвостовики, при этом длина дополнительного лепестка больше или равна длине дуги по внутренней цилиндрической поверхности между соседними пазами, а количество дополнительных лепестков меньше или равно количеству основных лепестков.
9
Рис.1.5. ЛТП с двумя комплектами лепестков: основных и дополнительных.
Существуют различные варианты исполнения комплекта лепестков:
-дополнительные лепестки выполняются с переменной поперечной жесткостью;
-дополнительные лепестки выполняются с переменной продольной жесткостью;
-лепестки комплекта выполняются равножесткими;
-лепестки комплекта выполняются цилиндрической формы;
-лепестки выполняются с различными радиусами цилиндрической поверхности;
-лепестки комплекта могут иметь различную длину;
-лепестки выполняются из материалов с различными коэффициентами теплового расширения.
Рис.1.6. Развертка втулки ЛТП.
Рис.1.7. Дополнительный иелнчлок
10
Рис.1.8. Фрагменты лепестков: а - с переменной продольной жесткостью; б — с переменной поперечной жесткостью.
Рис.1.9. Лепесток с цилиндрической поверхностью.
Рис.1.10. ЛГП с двумя комплектами дополнительных лепестков.
В дополнительном комплекте количество упругих лепестков может быть равно количеству лепестков основного комплекта, при этом упругие лепестки дополнительного комплекта последовательно размещены между упругими лепестками основного комплекта и жестко соединены с ними по поперечным кромкам, а упругие лепестки основного комплекта выполнены длиной, большей длины упругих лепестков дополнительного комплекта (см. рис. 1.1).
И
Рис.1.11 J11И с дополнительными лепестками
Опора может быть снабжена вторым и третьим дополнительными комплектами упругих лепестков (см. рис. 1.12), причем упругие лепестки второго дополнительного комплекта размещены по направлению вращения вала между упругими лепестками первого дополнительного комплекта и основного комплекта и жестко соединены с ними по поперечной кромке со стороны цилиндрической втулки. Упругие лепестки третьего дополнительного комплекта жестко соединены с основными лепестками, при этом упругие лепестки вторых и третьих дополнительных комплектов выполнены длиной, большей длины упругих лепестков основного комплекта.
Рис.1.12. ЛТП с тремя дополнительными лепестками
Для повышения виброустойчивости и несущей способности газового слоя может быть предложено устройство гашения виброколебаний в виде перекрывающих друг друга лепестковых элементов с крепежным хвостовиком, а также опорные лепестковые демпферные вставки с консольным закреплением (см. рис. 1.13).
Каждая лепестковая демпферная вставка выполнена аркообразной и размешена между опорным участком обращенной в сторону вала поверхности одного из смежных лепестковых элементов и тыльной стороной рабочего участка смежного лепестка. Такое конструктивное решение обеспечивает контакта дуги арки с тыльной стороной рабочего участка смежного лепесткового элемента.
12
Рис.1.13. Устройство для гашения колебаний
Данное устройство может быть снабжено дополнительными демпферными вставками, консольно закрепленными в гнездах корпуса.
Рис.1.14. Устройство с демпферными вставками
Рабочий участок лепесткового элемента можно расположить и с зазором по отношению к смежному лепестковому элементу так, как показано на рисунке 1.15.
Рис. 1.15. Участок лепесткового элемента.
13
Подшипник с повышенной динамической грузоподъемностью (см. рис. 1.16) имеет расположенные равномерно по окружности и перекрывающие друг друга упругие лепестки 2, имеющие U- образную форму. Один конец этих лепестков закреплен в корпусе 1, а второй конец опирается на внутреннюю поверхность корпуса. Каждый из лепестков выполнен из материала, обладающего термомеханической памятью, и контактирует с валом 3.
Рис. 1.16. ЛГП с лепестками в нерабочем состоянии.
Подшипник работает следующим образом.
При вращении вала 3, вставленного внутрь подшипника, упругие лепестки 2 от трения нагреваются (см. рис. 1.17).
Рис.1.17. ЛГП в процессе работы.
14
При этом рабочая часть лепестка, контактирующая с валом, принимает изогнутую форму, увеличивая протяженность несущего слоя, а незакрепленный в корпусе конец лепестка упирается во внутреннюю поверхность корпуса (см. рис. 1.18), чем увеличивает динамическую грузоподъемность подшипника и создает дополнительное усилие поджатия рабочей части лепестка к валу.
Рис.1.18. Поперечный разрез подшипника.
Также для повышения виброустойчивости ЛТП во внешней втулке подшипника могут применяться пазы по числу лепестков (рис. 1.19).
Перемычки между пазами размещены в корпусе так, что лепестки отогнуты в сторону ближайшей перемычки, а свободные концы лепестков отогнуты к корпусу, при этом геометрические параметры элементов подшипника связаны соотношением:
2( h - 6S)
“ ^пер “ ^паза tg Уош, Z
15
где h - высота отгиба свободного рабочего конца лепестка, бвт - толщина стенки втулки, D - внутренний диаметр корпуса, z - число лепестков в подшипнике, йпаза- ширина пазов корпуса, йпер- ширина перемычек, у отг- оптимальный угол в клиновом газовом подшипнике.
Создание упругих связей между лепестками в рассмотренной далее конструкции подшипника (рис. 1.20) может позволить повысить долговечность и несущую способность подшипника.
Гис. 1.20. Подшипник с двухслойными лепестками.
Лепестки этого подшипника выполнены с гофрами и отверстиями на несущем участке так, что гофры расположены в отверстиях смежных лепестков.
Отверстия могут быть выполнены на внутренней поверхности корпуса.
Обычно отверстия и гофры выполняют П-образной формы, а их поперечные участки перпендикулярны боковым кромкам упругих лепестков. Расположены отверстия и гофры, по крайней мере, в два ряда параллельно оси подшипника.
Упругие лепестки выполнены двухслойными, ширина наружного слоя, расположенного со стороны корпуса, меньше длины и ширины внутреннего слоя, расположены со стороны вала, а толщина наружного слоя не меньше толщины внутреннего слоя, при этом гофры выполнены на внутреннем слое, а отверстия - на наружном слое (рисунки 1.21, 1.22, 1.23).
16
Рис.1.21. Варианты упругих лепестков.
Рис.1.22. Корпус подшипника с отверстиями на внутренней поверхности.
17
26
24
Рис.1.23. Двухслойный упругий лепесток.
Лепестки подшипника могут крепиться с помощью установочные элементов так, как это предложено в конструкции, изображенной на рисунке 1.24., причем эти установочные элементы смонтированы между входной и выходной кромками упругих лепестков с возможностью перемещения относительно паза. Установочные элементы можно прикреплять и к средней части упругих лепестков.
Выполнены эти элементы могут быть в виде жестко закрепленных на опорной поверхности упругих лепестков пластин с толщиной, меньше ширины паза. Предлагаются другие варианты исполнения (рис. 1.25... 1.29):
-установочные элементы выполняются в виде U- образного желоба, выполненного заодно целое с упругим лепестком;
-упругие лепестки выполнены трапецеидальной формы с основанием, перпендикулярным к установочному элементу;
18
-	подшипник снабжен фрикционными элементами, установленными в пазах с возможностью контакта с установочными элементами;
-	упругие лепестки установлены с перекрытием одного другим до зоны расположения установочных элементов смежных упругих лепестков, расположенных по обе стороны от установочных элементов;
-	подшипник снабжен антифрикционным покрытием, расположенным на одной из контактирующих одна с другой поверхностей опорного и несущего участков смежных лепестков;
-	лепестковые опорные элементы выполнены одинаковой кривизны с упругими лепестками;
-	лепестковые опорные элементы выполнены в виде упругих элементов, работающих на изгиб, и элементов, работающих на сжатие;
-	опорные участки упругих лепестков выполнены с чередующимися ребрами и пазами на обеих боковых поверхностях.
Рис.1.24. Установочные элементы лепестков
Рис.1.25. Упругий лепесток с установочным элементом
19
Рис.1.26. Упругие лепестки с антифрикционным покрытием и с покрытием в пазу.
Рис.1.27. Упругие лепестки с ребрами и пазами.
Рис.1.28. Подшипник с опорными лепестковыми элементами.
20
Рис.1.29. Варианты исполнения упругих лепестков.
Задача повышения надежности подшипника становится более актуальной при изменении рабочей температуры. Для решения этой задачи и с целью упрощения конструкции крепления лепестков при ограничении размеров корпуса в радиальном направлении разработан радиальный ЛГП, в котором концы лепестков 3 зажимаются между внутренней конической поверхностью корпуса 7 и внешней поверхностью специальной цанги 5.
Рис.1.30. ЛГП с коническими поверхностями зажима лепестков.
21
При этом формы частей лепестка, прилегающих к внутренним поверхностям корпуса и прорезей, выполнены ответными этим поверхностям, а цилиндрическая часть зажима выполнена с радиальной жесткостью меньше по меньшей мере на порядок радиальной жесткости конической части.
В момент пуска и остановки ротора на лепестки подшипника действуют силы трения, стремящиеся сместить лепесток в направлении вращения цапфы. Эти силы воспринимаются устройствами крепления лепестков в корпусе. Пример такой конструкции приведен на рисунке 1.32.
Рис.1.32. Подшипник с креплением лепестков на прямоугольных штифтах, приваренных к лепесткам: а - общий вид подшипника; б - сечение лепестка; в - сечение подшипника.
Для крепления лепестков использованы прямоугольные штифты 16, к которым точечной сваркой приварена отбортованная передняя кромка 22 лепестка 18. Штифты с закрепленными на них лепестками входят в продольные пазы корпуса 12. Осевая фиксация лепестков со штифтами в пазах корпуса выполнена при помощи крышек, расположенных на торцах подшипника. Сечение паза соответствует сечению штифта с лепестком.
Недостатком конструкции является смещение передней кромки лепестка в сторону цапфы, связанное с действием на лепесток тангенциальных сил трения, стремящихся выдернуть его из паза.
22
2.	ПОДШИПНИКИ С НЕПЕРЕКРЫВАЮЩИМИСЯ ЛЕПЕСТКАМИ.
Исследования А.Тондла [4] показали высокие стабилизирующие свойства жидкостных подшипников скольжения с несколькими П-образными прорезями в металлическом вкладыше, образующими несущие сегменты-лепестки.
Толщина сегментов составляла 1,8..2,4 мм при диаметре подшипника 40,2 мм, удельная нагрузка на подшипник достигала 1,5 Н/см2. Под действием давления в смазочном слое лепестки смещались в направлении к корпусу, изменяя клиновидность зазоров в соответствии с нагрузкой и частотой вращения.
В отдельных подшипниках скорость начала самовозбуждающихся колебаний превышала первую критическую скорость (частоту синхронного резонанса) в 7,5 раза. Причиной этого являются высокие демпфирующие свойства смазочного слоя в сочетании с податливостью несущих элементов и многоцентровой геометрией рабочей поверхности, хорошо стабилизирующей вращающуюся цапфу.
Тем не менее, толщина лепестка здесь была намного больше толщины опорных элементов газовых опор, что влияло на особенности деформаций при работе. Трение между лепестками отсутствовало.
В 1963г. была предложена новая конструкция газового подшипника с неперекрываюшимися лепестками, в котором нагрузки от вращающегося ротора воспринимают тонкостенные сегменты 114 (рис. 2.1), фиксированные в кольцевых пазах 122 корпуса с помощью выступов 120, расположенных на углах сегментов, которые удерживают лепестки от поворота.
Краевые зоны сегментов опираются на корпус, а их центральные зоны касаются цапфы при отсутствии вращения. При вращении в клиновых сужающихся зазорах между сегментами и цапфой возникают зоны повышенных давлений, поддерживающие ротор.
Этот подшипник дальнейшего распространения не получил из-за конструктивной сложности и низкого демпфирования.
Были также разработаны лепестковые подшипники с лепестками, изогнутыми «гармошкой». Однако такие подшипники не обладали самоустанавливаемостыо, их демпфирование было незначительным.
23
Рис.2.1. Конический лепестковый подшипник с креплением неперекрывающихся лепестков в кольцевых проточках крышек корпуса: а,б- сечения подшипника, в- схема деформации лепестка при вращении вала.
В конце 90-х гг. XX столетия созданы подшипники, в которых отсутствовали перечисленные недостатки.
Так, в ЛГП, конструкция которого показана на рисунке 2.2, с целью повышения несущей способности и увеличения ресурса присутствуют следующие конструктивные особенности (см. рис. 2.3):
-	подшипник снабжен по меньшей мере двумя рядами равномерно расположенных на внутренней поверхности втулки цилиндрических роликов, при этом хвостовики лепестков установлены между роликами, а каждый ряд роликов составлен из роликов равного диаметра;
24
-	применены дополнительные ролики, диаметр которых равен наименьшему диаметру роликов первого или второго ряда, а количество дополнительных роликов равно удвоенному количеству упругих лепестков;
-	в конструкции применено плоское кольцо пазами для хвостовиков лепестков, при этом наружный диаметр кольца меньше внутреннего диаметра втулки, а внутренний диаметр больше разности внутреннего диаметра втулки и двух наименьших диаметров роликов;
-	на внутренней цилиндрической поверхности втулки выполнен цилиндрический кольцевой паз с глубиной, меньше наименьшего диаметра ролика, и с шириной , больше суммы длин роликов каждого ряда и толщины упомянутого кольца;
на внутренней цилиндрической поверхности втулки выполнены равномерно расположенные по окружности продольные пазы, а на наружной поверхности плоского кольца выполнены выступы, количество которых равно количеству продольных пазов втулки и которые установлены в упомянутых пазах втулки с зазором.
Рис.2.2. Схема крепления лепестков роликовыми опорами.
25
A-A
Рис.2.3. Варианты конструкций внешней обоймы.
Повысить ресурс работы подшипника можно путем резервирования несущей способности при изменении угловой скорости вращения. Подшипник выполняется с четным количеством упругих лепестков, при этом температуры мартенситных превращений материалов четных и нечетных лепестков различны.
На рис. 2.4 показан подшипник в исходном положении, на рис. 2.5 -промежуточный этап работы подшипника, когда за счет эффекта памяти формы сработали все нечетные лепестки, а на рис. 2.6 - этап работы подшипника при его максимальной несущей способности, когда дополнительно к нечетным лепесткам сработали все четные лепестки.
26
Рис.2.6. Работа подшипника при максимальной несущей способности подшипника..
27
На рисунке 2.7 схематично показано расположение интервалов температур мартенситных превращений материалов четных и нечетных лепестков на шкале температур.
2л-1	2 Л	2 л-1	2л
У777777Л	Г77777Л______________ZZ7ZZZZX_______ZZZZZZA—
Мн Мр	Г
Рис.2.7. Интервалы температур.
Подшипник работает следующим образом.
При вращении вала 2 с относительно невысокой угловой скоростью несущая способность подшипника обеспечивается слоем, образованным контактом всех лепестков по незначительным поверхностям. При увеличении угловой скорости вала возрастают центробежные силы, а следовательно, и силы трения вала о лепестки, вследствие чего температура лепестков возрастает. В процессе нагрева в материале нечетных лепестков (2п-1) при температуре Ак1” заканчивается обратное мартенситное превращение, под действием которого нечетные лепестки частично охватывают вал и тем самым увеличивают поверхность несущего слоя подшипника. Если в процессе эксплуатации подшипника его температура начинает уменьшаться ( снизилась угловая скорость вала, уменьшилась радиальная нагрузка на вал), то при температуре Мн4 начинается и при температуре Мкч заканчивается прямое мартенситное превращение в материале четных лепестков, под действием которого четные лепестки примут исходную форму. При дальнейшем снижении температуры в материале нечетных лепестков пройдет прямое мартенситное превращение и они, как четные лепестки, примут исходную форму. Таким образом, при различных режимах эксплуатации подшипника возможно использовать различную протяженность несущего слоя.
Применение материала лепестков, обладающего термической памятью позволяет осуществлять саморегулирование несущей способности подшипника. Лепестки выполнены в виде плоских спиральных пружин с переменным поперечным сечением, монотонно возрастающим от корня пружины к ее вершине.
Такое конструктивное решение лепестков ( монотонное увеличение сечения спиралей от основания к вершине) (рис.2.8, 2.9, 2.10) подшипника скольжения позволяют придать устройству свойством автономного саморегулирования протяженности несущего слоя в зависимости от угловой скорости вала. Использование лишь необходимой части поверхности несущего слоя подшипника при данной угловой скорости повышает его долговечность, поскольку, вершины спиральных лепестков работают как бы в режиме резервирования и лишь по мере износа лепестков, предлагаемый подшипник работает как и традиционный.
28
Рис.2.8. Исходное положение работы Рис.2.9. Промежуточное положение работы подшипника.	подшипника.
Рис.2.10. Положение полностью развернутых лепестков.
3.	КОНСТРУКЦИИ подшипников, НЕ НАШЕДШИЕ ПРИМЕНЕНИЯ.
В силу ряда объективных причин, в основном недостаточной технологической проработки и отсутствия, материалов, отвечающих определенным требованиям, ряд конструктивных решений не нашли применения в существующих турбомашинах. Однако эти конструкции и их анализ заслуживают внимания.
29
Так, в ЛТП, представленном на рис. 3.1, предусмотрена подача рабочей среды (в данном случае воздуха) в рабочую зону через специальные отверстия в корпусе. На рис. 3.2 показана схема подачи этой рабочей среды в подшипник, содержащая основные элементы: компрессор 6, теплообменник 72, служащий для отвода теплоты трения, выделяемой при работе подшипника, и регулирующей арматуры. Данная схема принудительной подачи рабочей среды может применяться при пониженном рабочем давлении в полости подшипников
Рис.3.1. Поперечный разрез ЛТП.
& А-А
Рис.3.2. Схема подачи рабочей среды в опору.
30
В конструкции ЛГП, представленной на рис 3.3 и с различными видами и разрезами на рис. 3.4, хвостовики лепестков фиксируются с помощью специальных вставок содержащая корпус с кольцевым пазом и торцовыми выточками на его стенках, а также упругие лепестки с хвостовиками, закрепленными в упомянутом кольцевом пазу корпуса посредством вставок, установленных с двух сторон хвостовиков, и фиксирующее устройство.
Кольцевой паз с торцовыми выточками выполнен в корпусе со стороны наружной поверхности, в дне паза выполнены сквозные прорези для размещения в них части хвостовика упругого лепестка, число вставок равно числу упругих лепестков, каждая из которых выполнена с клиновым углублением на одной из боковых радиальных поверхностей, на другой - с клиновым выступом, входящим в клиновое углубление соседней вставки, фиксирующее устройство выполнено в виде двух башмаков с трапециевидным сечением, сопрягающихся боковыми поверхностями с коническими участками боковых радиальных поверхностей вставок, и соединяющего их между собой соединительного средства с проходящим сквозь башмаки винтом, упругой прокладкой и крепежным элементом.
Недостатком данной конструкции можно считать ее сложность.
Рис.3.3. Корпус ЛГИ с кольцевым пазом.
31
Рис.3.4. Виды и разрезы корпуса ЛГП.
32
д -д
Рис.3.4. Виды и разрезы корпуса ЛГП (продолжение).
Хвостовик лепестка ЛГП можно фиксировать в пазах корпуса с, например, с помощью призматических шпонок (рис. 3.5). Причем хвостовик лепестка выполняют в виде коробчатого незамкнутого профиля, консольная стенка которого выполнена с отогнутым внутрь упругим язычком. Шпонка в свою очередь, выполнена со стороны упругого язычка с поперечным пазом для установки в нем этого язычка.
33
Рис.3.6. Вид на лепесток сбоку в аксонометрии.
4.	СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЛЕПЕСТКОВЫХ ГАЗОВЫХ ПОДШИПНИКОВ.
4.1	. Материалы и покрытия валов.
Вал является ответственной деталью опорного узла. Наряду с механической прочностью он должен обладать стабильностью размеров, а рабочие поверхности подшипников - износостойкостью. Коррозионная стойкость, пластичность, в особенности, при использовании в криогенных турбомашинах, хорошая обрабатываемость, высокие триботехнические характеристики рабочей поверхности также влияют на выбор материала вала.
34
В зависимости от назначения и условий работы турбомашин валы изготовляют из низкоуглеродистых цементируемых, быстрорежущих сталей, теплостойких сплавах на основе никеля и хрома, а для сверхвысоких температур - из молибденовых сплавов. Нержавеющую сталь для изготовления валов применяют редко, поскольку ее износостойкости и стабильность размеров невысоки.
Существенного улучшения износостойкости валов достигают за счет покрытий, наносимых плазменными, детонационными и вакуумными методами.
4.1.1. Отечественные материалы и покрытия.
Наиболее распространенным материалом валов отечественных турбомашин с газовыми и лепестковыми опорами является инструментальная сталь 95X18, закаленная до твердости 56 HRC, и ее аналоги - стали 11X18 и 11Х181П. Высокое содержание хрома, добавки марганца и молибдена улучшают ее прокаливаемость, обеспечивают износостойкость и устойчивость к отпуску вплоть до температур красного каления. Высокая коррозионная стойкость и карбидная однородность являются ее дополнительными преимуществами перед ранее применявшимися сталями Р9 и Р18, содержащими вольфрам.
Сталь 95X18 по ГОСТ 5632-62 имеет твердость после закалки и отпуска 55...60 HRC . Рабочая температура при использовании в узлах трения до 250-300 °C. Максимальную твердость получают закалкой в масле при температуре от 1100 °C с двукратным отпуском при 600 и 200 °C. Помимо стабилизирующего отпуска, для повышении стабильности размеров детали обрабатывают холодом при температуре от -60 до -80 °C.
В диапазоне температур до 200С используют низкоуглеродисгые цементируемые стали типа 20X13, отличающиеся повышенной пластичностью при меньшей твердости. Для повышения твердости сталь можно азотировать на глубину 0,06...0,1 мм, что допускает чистовое шлифование рабочей поверхности.
Более высокую рабочую температуру ( до 300 °C ) имеет высокостабильный немагнитный железоникелевый сплав 36НХТЮ. Для упрочнения рабочей поверхности этого сплава, отличающегося повышенной вязкостью и коррозионной стойкостью, используют цементацию или азотирование. Глубина цементированного слоя до 0,2...0,5 мм.
Сплавы на основе никеля ( ЭИ-528) и ХН58ВКБТЮ ( ЭП-877 ) применяют при температурах до 500 и 650 °C соответственно. Последний сплав имеет высокую износостойкость, что связано с прочностью оксидной пленки на рабочих поверхностях, высокой степенью измельчения карбидов, благоприятным влиянием на трение легирующих компонентов сплава.
При температурах свыше 800 °C могут быть применены вольфрамо-молибденовые сплавы ВМ-1 и ВМ-2.
35
При рабочих температурах до 200 °C применяют азотируемые хромоникелевые стали 38ХНВА, 40ХНМА. Вязкая сердцевина обеспечивает стабильность размеров деталей, исключая появление трещин, свойственных ранее применявшимся быстрорежущим сталям типа Р9. Глубина упрочненного слоя на стали 38МЮА 0,5 мм, твердость более 63 HRC.
Сравнительная износостойкость твердых покрытий в условиях газовых опор пока изучена недостаточно. Предварительные результаты испытаний позволяют считать, что для упрочнения валов для высокоскоростных турбомашин будут применяться вакуумные покрытия, а также твердое хромирование с модификацией микрорельефа поверхности.
4.1.2 Материалы и покрытия, применяемые за рубежом.
За рубежом для изготовления валов применяют нержавеющую быстрорежущую сталь 440С, близкую по составу и свойствам к стали 95X18. Твердость стали 440С после закалки около 560 НВ. Рабочая температура около 350 °C.
В экспериментальных узлах с газовыми опорами применяют инструментальные стали М2 и М50, используемые также в подшипниках качения.
Распространенным методом повышения износостойкости валов газовых опор является метод упрочнения валов с помощью покрытий, наносимых преимущественно плазменными методами. Наряду с 90%-ной окисью хрома здесь предлагается наносить покрытия из карбида тантала, нитрида титана и ряда окислов. Перед нанесением выполняют тщательную подготовку поверхности вала - обдувку абразивом и очистку. Поверхность покрытия подвергают обработке.
Износостойкие сплавы, применяемые для изготовления валов, содержат большое количество никеля, хрома, кобальта, молибдена. С целью снижения стоимости материалов создаются новые виды износостойких покрытий и совершенствуются традиционные методы защиты от износа.
Повышенной в 2-3 раза адгезией к поверхности обладают слои твердого хрома, нанесенные плазменным методом по технологии фирмы Юнайтед Карбайд, США. Получают распространения гальванические покрытия с включенными в раствор электролита твердыми частицами боридов или фосфидов никеля (кобальта ), карбидов металлов. Эффективное упрочнение достигается применением детонационных покрытий. Широко применяют плазменные покрытия. Высокой износостойкостью при повышенных температурах (550..600 °C) обладают покрытия типа стекловидных эмалей для газовых опор газотурбинного двигателя, содержащие окислы никеля, хрома, железа и кобальта.
Плазменные и детонационные покрытия типа карбид вольфрама с никелевой связкой, окись алюминия, окись хрома испытывались в условиях высокоскоростных контактов в аргоне при 160 и 250 °C. Эти покрытия 36
наносили на нержавеющую сталь 416 и подшипниковые сплавы М-50 и М-2. Толщина нанесенного слоя 0,2 мм, после механической обработки 0,08 мм. Высота микронеровностей 0,05..0,1 мкм. Высокую износостойкость имело плазменное покрытие окиси хрома, работавшее по аналогичному покрытию контртела. Это покрытие в процессе испытаний подвергалось незначительной приработке. Поскольку покрытия валов в значительной степени обеспечивают долговечность опорного узла, информация об их составе и способах нанесения ограничена.
4.2	Материалы лепестков.
Стабильность характеристик лепестковых опор, используемых в широком диапазоне температур (250...400 °C) для изготовления лепестков достигается применением сплавов с высокими упругими свойствами.
Материал лепестка должен выдерживать прокатку и штамповку, иметь стабильные размеры, хорошо удерживать на поверхности антифрикционное покрытие, исключать задиры в случае возникновения аварийных контактов с валом при износе покрытия.
Лепестки обычно изготовляют из дисперсионно-твердеющих сплавов с нагартовкой 30...60%. Основой сплавов являются железо или никель.
4.2.1 Отечественные материалы лепестков.
В простейших случаях лепестки можно изготовлять из нагартованной ленты (из нержавеющей стали 12X18Н9 ). Ее недостатки - низкий предел упругости и связанная с этим нестабильность размеров и возможность повреждения при монтаже и работе. Минимальная толщина выпускаемой ленты 0,06 мм.
Удовлетворительную теплостойкость (200...250 °C), штампуемость, прокатываемость и упругость имеет лента из сплава ЗбНХТЮ.Основа-железо. Расчетную упругость (115 МПа) лента приобретает после дисперсионного твердения при 630 °C в течение 2 часов. Равномерная травимость фаз позволяет обрабатывать заготовки из сплава методом химического полирования. Из заготовки толщиной 0,1 мм получают детали толщиной 0,05 мм при разнотолщинности до 0,005 мм. Толщина поставляемой ленты 0.1, 0.15, 0.2 мм и более.
Сплавы 36НХТЮМ5 и 36НХТЮМ8 отличаются от сплава 36НХТЮ увеличенным содержанием молибдена, что привело к снижению пластичности и повышению твердости до 450 НВ. Незначительно увеличены коррозионная стойкость и модуль упругости. Максимальные рабочие температуры этих сплавов 300 и 350 °C. Сплавы имеют значительную структурную неоднородность, что затрудняет использование их при химическом полировании.
Более высокую теплостойкость (400 °C) имеет сплав ВУС-17. Никелевый сплав 40НКХТЮМ работоспособен до 550 °C. Его твердость
37
достигает 500 НВ. Дальнейшее повышение содержания никеля в сплавах рассматриваемой группы до 75% в сплаве 75НХТЮБ обеспечило постоянство предела текучести до 700 °C и увеличило рабочие температуры до 550 °C. Сплав имеет меньшую упругость.
Высокой теплостойкостью, износостойкостью и упругостью обладает сплав ХН58ВКБТЮ, работоспособный до 650 °C. На его поверхности при трении образуется прочная оксидная пленка. Высокий модуль упругости в сочетании с износостойкостью делают этот сплав одним из лучших материалов для изготовления лепестков. Высокое содержание легирующих компонентов сужает температурный интервал обработки давлением, затрудняет изготовление из этого сплава прецизионной ленты.
Улучшенной технологичностью, высокими упругими свойствами и теплостойкостью обладают никелевые сплавы 70ХБНЮ и 52НКХБМЮ.Рабочая температура около 550 °C. Сплав 52НКХБМЮ имеет теплостойкость до 600 °C, но его прокатываемость несколько хуже. Сплав имеет повышенную релаксационную стойкость при нагреве.
Опыт использования в ЛГП дисперсионно-твердеющих сплавов типа 36НХТЮ и ХН58ВКБТЮ позволяет считать эти материалы пригодными для работы в диапазонах температур от 300 °C до 500 °C соответственно.
4.2.2 Зарубежные материалы лепестков.
Лучшим из применяемых зарубежом для изготовления лепестков металлических материалов является Инконель Х-750	- теплостойкий
дисперсионно-твердеющий никель-хромовый сплав, содержащий 70 или более процентов никеля. Материал применяют в ЛГП турбохолодильников. Он хорошо штампуется, имеет удовлетворительные свойства и высокую упругость. Рабочие температуры подшипников из этого сплава достигают 300 °C с ограничением по теплостойкости антифрикционного покрытия лепестков. Главным достоинством сплава Инконель Х-750 является стабильность модуля упругости и предела текучести при нагреве. Его недостатки - низкая теплопроводность, высокая стоимость.
Более дешевы стали 302 и 17 - 4 PH. Это нержавеющие стали на железной основе, основными легирующими элементами которых являются хром и никель. Рабочие температуры до 300 °C. Сталь 17-4 PH -дисперсионно-твердеющая, нержавеющая , на железной основе. Применяется в опорах экспериментального турбокомпрессора автомобильной ГТУ.
С целью замены сплава Инконеля Х-750 фирмой United Technology Corporation начаты работы по созданию лепестков из композитных материалов. Разрабатывается графитно-алюминиевый композиционный материал, покрытый карбидом кремния, графито-полимидный материал и композиционный материал на основе алюминия, наполненный карбидом бора. Первый из приведенных материалов имеет высокие теплопроводность, коррозионную стойкость и модуль упругости. В некоторых разновидностях 38
лепестковых подшипников применялись лепестки из молибдена, имеющего высокий модуль упругости, удовлетворительную твердость ( 290 НВ ) и теплостойкость.
4.3	Покрытия лепестков.
Ограничивающим ресурс элементом опорного узла с ЛГП является антифрикционное покрытие, наносимое на рабочую поверхность лепестка. К покрытию предъявляют требования малого износа, самосмазываемости, прирабатываемости, высокой адгезии, отсутствия налипания на контртело, возможности « самозалечивания» дефектов.
Среди разнообразия твердых смазочных покрытий, разработанных применительно к узлам зрения механизмов, в лепестковых подшипниках нашли применение главным образом два вида покрытий - с органическим и неорганическим полимерным связующим. Эти покрытия наносят методом напыления (из пульверизатора), электроосаждения (электрофорезе), электростатического напыления и др., а после нанесения покрытия и его термообработки в некоторых случаях полируют.
В массу связующего вводят наполнители двух типов антифрикционные (графит, дисульфид молибдена, сульфиды, селениды и теллуриды тяжелых металлов - молибдена, вольфрама, рения, циркония, тантала и др.) и износостойкие - порошки окиси хрома, стекла, окиси алюминия и др. Покрытия с органическим связующим - на смоляной основе -имеют низкий коэффициент трения, но менее износостойкие по сравнению с покрытиями на неорганических полимерных связующих - полиимидах, фторопластах и др. Органические связующие - резолы, метилмеламиновые смолы, полиакрилаты, ароматические смолы - обеспечивают теплостойкость покрытий в пределах 450...550 °C, неорганические - силикаты щелочных металлов и другие соединения - в пределах 300...400 °C.
Работоспособность покрытий зависит также от двух факторов - от микрорельефа ковпртела и от подготовки поверхности лепестка под нанесение покрытия. Микрорельеф контртела должен представлять собой плато с рисками, имеющими скругленные кромки. Такая поверхность обеспечивает минимальные контурные давления, а наличие рисок, обладающих сорбирующими свойствами, позволяет пополнять пленку смазкой на выступах из резервуаров-впадин.
При подготовке поверхности стремятся к созданию фактуры, механически удерживающей смазку, а также к активизации поверхностных сил, что повышает адгезию покрытия. Адгезию полимерных, а в особенности плохо соединяющихся с металлом фторополимерных покрытий повышают фосфатированием, травлением лепестка в кислотах, обеспечивающим снятие окисных пленок, обработкой тлеющим разрядом, промывкой в растворе металлического натрия. Прочность адгезионных связей повышают введением во фторопласт теплостойких полимеров - полиамидов и др. В отдельных 39
случаях применяют покрытия с керамическими связующими - окисные стекловидные покрытия, которые наносят реактивным электронно-лучевым плазменным методом, методом парофазного осаадения.
В процессе работы антифрикционные компоненты покрытия переносятся во впадины микрорельефа вала, образуя на выступах чрезвычайно тонкие слои параллельно ориентированных частиц. Сорванные с выступов чешуйки скручиваются в ролики и в таком виде также способствуют уменьшению трения при контактах. При повышении температуры поверхностные пленки разрушаются, нарушается ориентация слоя и смазочное действие покрытий ослабевает. В случае использования низкотемпературных покрытий их разогрев приводит к выгоранию углеводородных молекул, образующих углеродные нити, продолжающие удерживать антифрикционные наполнители. Количество износостойких наполнителей ( порошков бронзы, серебра, кадмия, волокна графита, асбеста, стекла ) меняется в пределах от 10 до 50 %. Близкие к оптимальным результаты соответствуют содержанию наполнителей в пределах 20 %.
Обычно применяют покрытия разной твердости - твердое на цапфе, мягкое на вкладыше. Такое распределение твердостей приводит к тому, что в процессе приработки размер цапфы остается неизменным. Это положительно сказывается на стабильности характеристик узла. Риски, образующиеся на мягком покрытии лепестков, при попадании в зазор грязевых частиц оказывают меньшее абразивное воздействие на цапфу.
Примером мягкого покрытия лепестка, работающего по твердой цапфе, является подшипник, на рабочие поверхности лепестков которого нанесен методом электростатического напыления или приклеен слой тефлона. Этот материал представляет собой смесь фторполимеров с другими пластмассами и твердыми наполнителями. Твердость тефлона в 10-100 раз выше твердости фторопласта, что обеспечивает его высокую износостойкость. Рабочие температуры до 300 °C. Цапфа снабжена твердым слоем износостойкого покрытия, обеспечивающего работу подшипника в течение нескольких десятков тысяч часов. Высокие показатели их надежности (0,2...0,5 отказа на миллион часов работы) в значительной степени достигнуты благодаря тщательной обработке технологического процесса нанесения и доводки покрытий.
Износостойкие материалы на основе неорганических (кремниевых) полимеров (полифенилхиноксалина и др.) также применяют в качестве покрытий лепестков. При оптимальном составе наполнителей полимерные покрытия имеют удовлетворительную износостойкость. Наиболее сложен вопрос обеспечения адгезии высоконаполненных покрытий к материалу лепестка. Верхняя граница температурного диапазона использования близка к 350 °C. Эффективны твердые смазочные покрытия на смоляных связующих с антифрикционными наполнителями графитом и дисульфидом молибдена. Получили распространение покрытия ВАЛ, ЦВСП и ВНИИ НП, 40
отличающиеся связующим и теплостойкостью. Толщины таких покрытий в зависимости от технологии нанесения составляют 10...70 мкм, разнотолщинность при толщине слоя 25 мкм и нанесении с помощью пульверизатора в пределах 0,010 мм.
Максимальная теплостойкость покрытий 300...550 °C. Заданная толщина обеспечивается разведением распыляемого раствора, а также нанесением нескольких слоев. Полимеризацию покрытия и испарение разбавителей проводят при температуре 200...230 °C. Хорошую прирабатываемость при удовлетвори- тельной износостойкости имеют покрытия ВАП-2 и ЦВСП-3.
В основном, пригодны для использования в ЛГП твердые смазки ВНИИ НП-230 (с полиэпоксиэфиром), ВНИИ НП-251 (с полиамидом), ВНИИ НП-268 (с полиуретаном). Оптимальное количество антифрикционного наполнителя в этих смазках приблизительно 50 %.
Прочность механической связи с основой у полиэпоксиэфиров и полиуретанов достигает 360 и 230 кгс/см2.
В подшипнике с неперекрывающимися лепестками на нерабочих поверхностях опорных и несущих элементов из сплава Инконель Х-750 нанесен тонкий слой меди. В процессе дисперсионного твердения, продолжающегося 20 ч при температуре 704 °C, медь, либо заменяющие ее алюминий или серебро, диффундируют в материал основы. Использование в качестве покрытий материалов высокой теплопроводности обеспечивает интенсивный теплоотвод из зон «горячих пятен»- участков аварийных контактов цапфы с лепестками. Кроме того, понижение предела текучести покрытия по сравнению с материалом основы допускает течение покрытия с увеличением диссипации энергии колебаний ротора. Выравнивание температур исключает неупругое сплющивание гофр опорного элемента в средней части подшипника, приводящее к снижению преднатяга лепестков по цапфе, увеличению зазора и росту амплитуды колебаний ротора.
Перспективными останутся покрытия из смесей попимеров-полиамидов и фторопластов, теплостойкие покрытия на смоляной основе и покрытия, получаемые методами электроосаждения. Композиционные материалы и вакуумные методы нанесения покрытий существенно расширят возможности создания новых конструкций газовых опор.
4.4	. Технология изготовления лепестков.
Схема технологического процесса изготовления несущего элемента подшипника приведена на рис.4.1. После нарезки из ленты заготовки подвергают дисперсионному твердению в среде инертного газа. Очистку поверхности заготовок проводят в два этапа. Первый этап - выдержка заготовок в щелочном растворе перманганата калия в течение 1 часа. Второй этап - выдержка в 20-25%-ном растворе азотной кислоты в течение 1 мин.
41
Нанесение твердой смазки осуществляется методом электростатического напыления. Тепловую обработку покрытия проводят при температуре 315 °C. Допускается приклеивание листов тефлона к заготовкам. Толщина покрытия 25..36 мкм. Кромки заготовок обрезают на 6,4 мм. После нарезки деталей осуществляется удаление заусенцев и обрабатываются кромки. Затем удаляются покрытия с участков , примыкающих к зонам сварки хвостовика, после чего покрытие полируют.
Нарезка технологических заготовок
Нанесение покрытия
Удаление заусен-цев и кромок
Термообработка
Обрезка кромок
Удаление покрытия в зонах сварки хвостовика
Рис. 4.1. Схема технологического процесса изготовления несущего элемента подшипника
Шероховатость покрытия лепестка после отделочной операции хонингования составляет 0,2...1,3 мкм. Перед нанесением покрытия лепестки можно подвергать фотохимическому травлению. Лепестковые подшипники с покрытиями, изготовленными по данной технологии нашли применение в мощных турбохолодильных установках широкофюзеляжных самолетов. Высокие показатели их надежности ( 0,2...0,5 отказа на миллион часов работы) в значительной степени достигнуты благодаря тщательной обработке технологического процесса нанесения и доводки покрытий.
5.	РАСЧЕТ ГАЗОВЫХ ЛЕПЕСТКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ.
Специфические особенности проектирования опорных узлов с ЛГП заключаются в выборе компоновки ротора, нагрузок и скоростей, а также размеров подшипников и подпятников.
Исходные данные:
-	диаметры колес d и ротора D, осевая протяженность ротора А;
-	температура и давление в проточной части;
-	частота вращения ротора п, м/с;
-	осевая сила, действующая на ротор Foc.
При эскизном проектировании рекомендован следующий порядок расчета:
-	выбор компоновки ротора;
-	определение диаметра подшипников;
-	определение длины подшипника;
-	определение диаметра подпятника и толщины пяты;
-	определение расстояния между подшипниками;
-	подсчет массы ротора.
42
Предварительный подбор ЛГП, исхода из габаритов машины и массы ротора, можно сделать, используя график на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Зависимость массы ротора компрессора с ЛГП от диаметра подшипника
Методика расчета:
1.	Диаметр подшипника. Выбор диаметра влияет на окружную скорость цапфы, удельную нагрузку на подшипник, массу и жесткость ротора. Увеличение диаметра приводит к росту потерь трения. В зависимости от массы ротора и типа турбомашин окружную скорость цапф задают в пределах 75... 150 м/с. При этом диаметр подшипника
т
где и - окружная скорость цапфы. Наиболее распространены турбомашины с окружными скоростями 100... 120 м/с. Минимальная окружная скорость на рабочем режиме 25... 50 м/с.
2.	Длина подшипника. Выражая длину L, м, подшипника через удлинение А = L/D и задавая А = 1...1,5, имеем L=D. В подшипниках больших диаметров и при необходимости уменьшения потерь трения X = 0,5...0,75. Увеличение длины приводит к снижению удельной нагрузки и повышению долговечности подшипника. Массо-габаритные характеристики машины при этом ухудшаются.
3.	Диаметр подпятника Dn, м, обычно составляет 0,6...0,75 (можно и 1,0) от диаметра колес. Диаметр выбирают в соответствии с окружной скоростью на внешнем диаметре пяты (не более 300...450.м/с) и
43
нагрузкой. Ограничения скорости связаны с опасностью разрушения. Толщина пяты Ьп = (0,07... 0,09) Dn.
4.	Расстояние между подшипниками. С увеличением расстояния Л, м, повышается виброустойчивость опорного узла, но снижается изгибная жесткость ротора. Обычно Л = (3...5).D.
5.	Нагрузка на подшипник. Статическая нагрузка на подшипник равна опорной реакции от массы ротора. Максимальная рабочая нагрузка зависит от типа машины и дисбаланса ротора.
Коэффициент нагрузки подшипника при расположении центра масс в середине пролета
F = Pu-L-D’
где М- масса ротора, кг; g = 9,8 м/с2; D, L- диаметр и длина подшипника, м; рп - давление среды в полости подшипника, Па. Вычисленный по данной формуле коэффициент нагрузки для легких роторов должен составлять 0,05... 0,1, для тяжелых роторов - 0,25 .
В случае превышения рекомендуемых значений коэффициента нагрузки следует скорректировать размеры подшипника. Предпочтительным является увеличение длины, однако при ограничениях по осевым габаритам машины может быть увеличен диаметр цапфы.
6.	Несущая поверхность подпятника (в ньютонах) FПОДП = Руд  StlOflil,
где 5пода = — (Е>„ ~ Р-м)', значение удельной несущей способности 4
подпятника рекомендуется брать равным 3-104 Па; значение Fnosn должно быть больше значения Foc с коэффициентом запаса не менее 2.
7.	Критическая частота колебаний ротора. Условно заменяя ротор однопролегной балкой, находят критическую частоту (в радианах в секунду) по формуле
[48Е-1 °>к Ш-Л3’
где М — масса ротора, кг; Е - модуль упругости материала ротора, Па (для стали Е = 208-109 Па); Л - пролет ротора, м; 7 - момент инерции
4 тт	,	TtfD^-D^)
сечения ротора, м . Для круга I =----, для кольца I =--------.
64	64
Критическая частота колебания ротора должна превышать максимальную частоту вращения в 1,3...2,2 раза.
8.	Число лепестков определяют округлением результата, полученного по формуле
Z = 1,25 R2/3,
где R - радиус цапфы, т.е. R=D!2.
44
9.	Толщину лепестка вычисляют по формуле А  R™
5° ~ Z2'3 ’ где R - радиус цапфы; А = 0,0545.
10.	Длина лепестка зависит от числа лепестков и диаметра подшипника. Ее находят по формуле
M.-t,
где£=1,65...1,85;1 = —.
Z
11.	Монтажный зазор находят по формуле С = AR - 28,
где AR = 8(£+1); 8 - величина радиального газового зазора между лепестками и поверхностью цапфы, принимаемая равной (0,15...0,3) ТО'3 м.
12.	Жесткость пакета лепестков (в ньютонах на метр) при относительном нулевом эксцентриситете е=0
К ,0>25Z'EL So
4к (2RC)3/2 ’
где Z - число лепестков; R и 80 - радиус цапфы и толщина лепестка, м; L - длина подшипника, м; коэффициент к зависит от количества лепестков (к = 1,35 при Z = 6; к ~1,84 при Z = 8 и к= 2,28 при Z = 10).
13.	Угловая скорость (в радианах в секунду) и резонансная частота (в герцах) колебаний ротора в опорах
р
fK.
V М ’ 7р 2л
6. ПРИМЕНЕНИЕ ЛЕПЕСТКОВЫХ ГАЗОВЫХ ПОДШИПНИКОВ В ТУРБОМАШИНАХ.
Теплостойкость, низкая чувствительность к деформациям корпусов, возможность работы в условиях запыленных сред и ограниченной разбалансировки ротора, а главное - отсутствие износа при высоких скоростях вращения - послужили причинами применения лепестковых опор в турбохолодильниках систем кондиционирования летательных аппаратов, турбодетандерах криогенных установок, турбонагнетателях автомобильных двигателей и в других турбомашинах. Мощность этих машин обычно не превышает 100 кВт, а частота вращения достигает 200 тыс. об./мин.
45
Большинство компоновочных схем роторов турбомашин двухконсольные, с расположением пяты либо между опорами, либо - на холодной консоли горячих турбомашин и на теплой консоли - криогенных турбодетандеров. Один из рабочих органов может быть расположен между опорами. Типовые примеры расположения подшипников и рабочих колес турбомашин, приведенные на рис.6.1, характерны для турбохолодильников.
Рис.6.1. Компоновочные схемы турбохолодильников с ДТП:
а - с консольными рабочими колесами и межопорной пятой; б - с консольной пятой; в - с межопорным рабочим колесом; г - рабочие колеса на общей консоли.
46
Роторы всех машин выполняют жесткими. Критическая частота изгибных колебаний ротора обычно не превышает половины частоты вращения. Вылет консольных участков ротора стремятся уменьшать, что приводит к снижению интенсивности резонансных колебаний конической формы. Подшипники, как правило, выполняют равнонагруженными, одного диаметра. Центр тяжести ротора стремятся располагать на равном расстоянии от подшипников. Этот прием облегчает совмещение цилиндрической и конической форм резонанса жесткого ротора на упругих опорах. Лепестковые опоры применяют и при более сложных компоновочных схемах роторов.
Лепестковый подшипник может использоваться в качестве межвального для демпфирования колебаний двухвального ГТД, увеличения предельной скорости вращения и облегчения прохождения резонансных режимов. Варианты компоновочных схем роторов двухвальных ГТД приведены на рис. 6.2, 6.3.
б)
Рис.6.2. ЛГП с наддувом: а - в двухвальной роторной системе; б - газотурбинного двигателя.
47
г)
Рис.6.3. Двухвальный ГТД:
а - с лепестковыми и шариковыми подшипниками;
б,в,г, - варианты выполнения подшипников для соосных концентричных валов.
В обоих случаях лепестковый подшипник 10 установлен между концентричными валами 12 и 14. Внутренний и наружный валы опираются на подшипники качения. Упругие металлические лепестки 24 подшипника 10 могут быть закреплены на внутренней поверхности полого вала 14 или на наружной поверхности центрального вала 12 призматическими штифтами 32. Для уменьшения трения при низких относительных скоростях вращения на поверхности лепестков может быть нанесено антифрикционное покрытие. Лепестки устанавливают так, чтобы относительное движение рабочих поверхностей осуществлялось «по лепестку».
48
Для уменьшения трения при низких относительных скоростях вращения на поверхности лепестков может быть нанесено антифрикционное покрытие. Лепестки устанавливают так, чтобы относительное движение рабочих поверхностей осуществлялось «по лепестку».
Для увеличения несущей способности может быть использован наддув от внешнего источника от сжатого газа.
Лепестковые подшипники позволяют устранить сложную систему смазки, допускают некоторую несоосность валов и демпфируют колебания роторной системы. Направления вращения валов могут совпадать или быть противоположными. Один из валов может быть неподвижным. С ростом относительной скорости вращения способность подшипника возрастает.
Лепестковые подшипники применяют и в турбомашинах, выполненных по обращенной схеме, с валом, вращающимся вокруг неподвижной оси. При проектировании роторного узла с ЛГП необходимо учитывать требования балансировки, стабильность дисбаланса в эксплуатации, соосность подшипников и опорных, шеек вала при сборке, ограничения биения торцев подпятников относительно оси подшипников, контролеспособность и ремонтопригодность опор. Целесообразно обеспечивать осевую симметрию температур, исключающую деформацию корпуса при разогреве или охлаждении, снижать осевые градиенты температуры.
Жесткость и малую массу ротора получают за счет использования полых составных роторов, отдельные элементы которых соединены на торцовых муфтах с круговым зубом (хиртом). Стяжной болт, имеющий усилие около 300 кг на сантиметр периметра вала, надежно удерживает детали в сборе при изменении температур. Указанное соединение, называемое за рубежом муфтой Карвик, обеспечивает жесткость стыка в пределах 0,8 жесткости сплошной детали при точности повторных переборок в пределах 0,005 мм.
Рассмотрим некоторые примеры применения ЛГП в машинах для низких, средних и высоких температур - турбодетандерах, турбохолодильниках и турбогенераторах.
Основной причиной применения ЛГП в этом классе турбомашин являются исключительно высокие окружные скорости валов, превышающие 100 м/с. Ограниченный ресурс опор качения, достигающий 1000...2000 ч при чрезвычайно высокой точности изготовления, снижение работоспособности при повышении рабочих температур свыше 150 °C и невозможность использования жидкой смазки при криогенных температурах способствовали интенсификации разработок. Лепестковые газовые подшипники впервые были разработаны применительно к криогенным турбодегандерам. Наружные диаметры подшипников близки к диаметру турбины, равному 10,2 мм. Массы роторов составляют 10..30 г, рабочая частота вращения 200 тыс. об/мин, максимальная - до 600 тыс. об/мин. Пример конструкции такого турбодетандера ВРУ низкого давления приведен на рисунке 6.4.
49
Рис. 6.4. Турбодетандер с ЛГП. 1 - корпус, 2 - ротор, 3 - лепестковые радиальные опоры, 4 - лепестковые осевые опоры, 5 - вал, 6 - пята, 7 - рабочее колесо турбины, 8 - тормозное колесо, 9 - направляющий аппарат.
Конические подшипники во втором поколении турбодетандеров были заменены цилиндрическими с чередующимися стальными и тефлоновыми лепестками. Эти подшипники использованы в азотном и гелиевом ТД. В качестве подпятников в этих машинах были использованы газостатические опоры. Аналогичные подшипники были применены в двухступенчатом компрессоре криогенной установки.
Работы по созданию бортовых агрегатов привели к установке на пассажирский самолет опытной партии турбохолодильников с массой ротора 1,3 кг. Также агрегаты на лепестковых подшипниках устанавливаются на бортах широкофюзеляжных самолетов.
Высокие рабочие температуры подшипников современных газовых турбинных двигателей, в особенности двигателей малых размеров с высокими удельной мощностью и динамичностью, чрезвычайно остро ставят проблему повышения долговечности опор, работающих при высоких окружных скоростях. Съем теплопритоков за счет увеличения расхода масла приводит к усложнению маслосистемы, снижению надежности агрегата. Этот прием недопустим при использовании газовых турбин в установках, работающих по замкнутому циклу. Между тем, именно замкнутые газотурбинные установки (ЗГТУ) в последнее время получили развитие в связи с поисками компактных источников энергии для космических и глубоководных аппаратов, развитием лазерной техники и др. Основной агрегат ЗГТУ - высокотемпературный турбогенератор-компрессор (ТГК). Конкурсные разработки и исследования показали, что лепестковые опоры являются наиболее близкими к оптимальному типом газовых опор ТГК.
50
Число типов, описанных в литературе турбомашин с ЛГП, превысило 30. Вот некоторые из них: криогенный турбодетандер с коническими ЛГП, криогенный гелиевый компрессор, фреоновый турбокомпрессор с газостатическим подпятником, газовая турбина, компрессор шасси самолета, турбохолодильник с поддувом самолетов, турбогенератор - компрессор ЗГТЭУ. Помимо воздуха для смазки подшипников могут быть использованы жидкие смазки и рабочие тела - вода, керосин, жидкий полиэтилен и др.
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В настоящее время происходит быстрое распространение лепестковых газовых опор преимущественно в малых турбомашинах мощностью до 100 кВт. Ведутся проработки мощных турбомашин на лепестковых опорах для использования в авиации и на флоте. Разработки ведет ограниченное число организаций - главным образом - моторостроительных и агрегатных фирм, располагающих хорошей производственно - технологической базой.
Наряду с главным производителем таких опор - американской фирмой Garret Corporation, выпускающей авиакосмическое теплотехническое оборудование и двигатели, работы по созданию ЛГП ведут фирмы России, Англии, Франции, Германии и Японии. Установки с турбохолодильниками на ЛГП применены по меньшей мере на 5-ти типах самолетов, в том числе на российских самолетах Ту-204 и Ту-214. Увеличение числа фирм -разработчиков, стабильный уровень ежегодно выдаваемых патентов на конструкции также подтверждает перспективность нового вида опор.
Большое число патентов получено на подшипники с неперекрывающимися лепестками, имеющими гофрированные подкладные элементы. Этот вид подшипников пока менее распространен по сравнению с подшипниками с перекрывающимися лепестками. Характерным для последних разработок ЛГП является увеличение числа лепестков в пакете, применение ступенчатых выступов на опорных элементах. Специальные покрытия, наносимые на различные зоны лепестка, обеспечивают получение требуемых долговечности и динамических характеристик опор. Выделим основные проблемы, решаемые в ходе работ по созданию ЛГП:
-	разработка и испытания износостойких покрытий для валов и лепестков;
-	экспериментальное и теоретическое выявление особенностей рабочего процесса с целью разработки рекомендаций по проектированию;
-	разработка технологического и контрольного оборудования, обеспечивающего стабильность характеристик ЛГП в условиях серийного производства;
-	разработка ЛГП повышенной виброустойчивости; разработка методов балансировки роторов с ЛГП.
51
Следует ожидать, что углубление представлений о рабочем процессе и совершенствование технологии изготовления ЛГП будет способствовать началу использования ЛГП в мощных газовых турбинах замкнутого пикла и в высокоскоростных опорах, смазываемых водой, специальными средами и маслами.
Лепестковые газовые подшипники становятся наиболее перспективным видом опор высокоскоростных турбомашин и механизмов.
В приложении даны примеры оформления рабочих чертежей на радиальные и осевые лепестковые газовые подшипники.
52
Приложение
1	.Сборка по РТМ- 14.416.78.
2	.Покрытие поверхностей Б:ВПП—2, толщина слоя ЗОмкм по инструкции .№ 853— 73 ВИАМ.
3	.Клеймить но бирке.
Плота с лепестками. (Сборочный чертеж)
53
1. Перед сваркой детали поз 1 и 2 очистить от окисной пленки с двух сторон в местах, указанных на чертеже.
2*. Порядок приваривания.
3.	На поверхности Б нанести покрытие АИС-2. Толщина покрытия 25^омкм. Грязевые включения, наплывы, механические повреждения покрытия не допускаются.
4.	Попадание покрытия на тыльные поверхности Е не допускается
5.	Покрытие полировать без применения абразива.
б.	Пере нанесением покрытия поверхность Ж зачистить
Контроль шероховатости - по эталону
Плата с лепестками Сборочный чертеж
54
VW;
7.Неуказанные предельные отклонения размеров.формы и рапсоложения поверхностей по ОСП00022-80.
2.Перед сборкой деталь зачистить от окисной пленки с двух сторон.
J. Термооброботка:дисперсионное твердение.Група контроля по 0СП00021-78.
-г.Клеймить на бирке.
5.*Размер для справок.
Плата.
Лента 36НХГЮ-0,2
ТУ—14—1—1124—74
55
1	.Неуказанные предельное отклонения размеров,формы и расположения поверхностей по OCTWOO22-8O.
2	. Перед сваркой деталь зачистить от окисной пленки с двух сторон.
З.Термооброботко:дисперсионное твердение.Группа контроля 4 по ОСП 0002178.
4.Клеймить на бирке партиями.
5.*Размер для справок.
Лепесток.
Ленто 36НХТЮ0.3 ТУ -14-1-1124-74
56
Вид А(повернуто)
R0,6mox
1	.Неуказанные предельные отклонения размеров, формы и расположения поверхностей по ОСТ 100022-80.
2	.*Размер обеспечить инструментом.
3	.**Размер для справок.
4	. Покрытие:Хим. Пас. по ПИ 1.2.026- 77
5.Вмятины,риски,заусенцы и прочие деффекты не допускаются.
6.Маркировать графитом твердостью 2М—ЗМ фактический размер толщины лепестка после покрытия.
7.1<леймить на бирке партиями.
8. Комплектовать партиями по 8 штук,обеспечив разно-толщинность в партии не балее 5мкм.
Лепесток подкладной.
Лента 36НХГЮ-0,1-Н-0
ГОСТ 14117—85
57
Bug A ( О )
^(\b
1	. Термообработать.Группа контроля4 ОСТ100021 — 78.
2	.Неуказанные предельные отклонения размеров, формы и расположения поверхностей по
’+30'* 0СТ100022-80.
3	.*Размер обеспечить инструментом.
4	.**Розмер после контроля.
5	.Лепестки комплектовать партиями по 8 шт.,обеспечив рознотолщинность в партии не более 0,01мм.
6	.Покрытие поверхности А—ВАП—2 толщиной 30 ±5мкм.
7	.Наличие зоусениеВ,Вмятин, рисок не допускается.
8	.Клеймить но бирке обозначение детали и порядковый номер партии.
Лепесток радиальный.
Лента 36НХГЮ-0,15-Н-0 ГОСТ 14117—85
58
Использованная литература.
1.	Брагин А.Н., Требухин В.М., Агафонов А.Р. Лепестковые газовые подшипники турбомашин. Тематический обзор. М.: Агрегатный завод “Наука”,1984, 160 с.
2.	Леонов В.П. Расчет и проектирование холодильного центробежного компрессора. Методические указания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001, 20 с.
3.	Захарова Н.Е., Леонов B.IL, Сигачев С.И. и др. Безмасляный турбодетандер с лепестковыми газодинамическими опорами. // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 2000. Специальный выпуск. - С. 72-77.
4.	Тондл А. Динамика роторов турбогенераторов. Л.: Энергия, 1971. - 387 с.
Список использованных патентов и авторских свидетельств.
1.	2137954 С1,27X02.
2.	2064612 С1, 27\02.
3.	1343139 А1,27X02.
4.	1784768 А1,27X02.
5.	1767247 А1, 27\02.
6.	1555556 А1, 27X02.
7.	1250750 А2, 27\02.
8.	756099,	27X02.
9.	776573,	27X02.
10.1588933 А1, 27X02.
11.1707330 А1,27X02.
12.1796784 А1, 27X02.
13.1788355 А1, 27X02.
14.1733745 А2, 27X02.
15.2010119 С1, 27X02.
16.1666822 А1, 27X02.
17.1687949 А1, 27X02.
59
Содержание.
Введение.......................................................3
1.	Подшипники с перекрывающимися лепестками....................6
2.	Подшипники с неперекрывающимися лепестками..................22
3.	Конструкции подшипников, не нашедшие применения.............29
4.	Способы обеспечения износостойкости лепестковых газовых подшипников............................................34
4.1.	Материалы и покрытия валов.............................34
4.1.1.	Отечественные материалы и покрытия...............35
4.1.2.	Материалы и покрытия, применяемые за рубежом ....36
4.2.	Материалы лепестков....................................37
4.2.1.	Отечественные материалы лепестков ....	   .37
4.2.2.	Зарубежные материалы лепестков...................38
4.3.	Покрытия лепестков.....................................39
4.4.	Технология изготовления лепестков......................41
5.	Расчет лепестковых газовых подшипников.....................42
6.	Применение лепестковых газовых подшипников в турбомашинах..45
7.	Заключение.................................................51
Приложение..................................................53
Использованная литература...................................59
Список использованных патентов и авторских свидетельств.....59
60