Опорно-упорный подшипник скольжения

Опорно-упорный подшипник скольжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

338698

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.V.1970 (№ 1443485/24-6) М. Кл. F 16c 17/06

F 01(1 25/1б с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете MMHHGTpOB

СССР

Опубликовано 15.Ч.1972. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 19Х1,1972

УДК 621.165-233.21 (088.8) Автор изобретения

В. С. Титов

Заявитель

ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЪ)КЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано преимущественно для турбомашин, роторы которых требуется фиксировать в радиальном направлении и компенсировать переменные по величине и направлению осевые усилия.

Известны опорно-упорные подшипники скольжения преимущественно для паровых турбин, содержащие два пакета упорных колодок, размещенных в корпусе подшипника по обе стороны диска ротора турбины в разгрузочных полостях, сообщающихся с полостями нагнетания и сливом.

Однако в такой конструкции давление масла, развиваемое центробежным масляным насосом, нельзя использовать для компенсации действующего на ротор осевого усилия.

KipoMe того, для компенсации осевого усилия используется лишь часть площади упорного диска под колодками, что не позволяет свести диаметральные размеры упорного под,— шипника к ми нимальной величине, если оставить без изменения его несущую способность. Предлагаемый подшипник отличается от известных тем, что каждый пакет выполнен с возможностью поворота на некоторый угол и кинематически связан с запорным элементом, например клапаном, для сообщения или разобщения разгрузочной полости с полостью нагнетания и сливом при повороте пакета.

На пакете эксцентрично закреплен груз для поворота пакета в направлении, противоположном вращению ротора, либо пакет соединен с корпусом при помощи пружины.

Такое выполнение подшипника позволит повысить его несущую способность.

На фиг. 1 изображен предлагаемый подшипник; на фиг. 2 — сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение по Б — Б на фиг. 1; на

10 фиг. 4 — сечение по  — В на фиг. 3.

Работает опорно-упорный подшипник следующим образом.

При вращении ротора турбомашины вращается и упорный диск 1. Последний одновре1s менно является колесом центробежного масляного насоса. Масло отсасывается из полости 2 через кольцевой вход в насос, образованный входным патрубком 8 и валом 4. Под действием центробежных сил масло выбра20 сывается через отверстия 5 в диске 1 в кольцевую полость 6, откуда через отверстия 7 в направляюшем аппарате 8 — в полость нагнетания 9. Из полости нагнетания 9 масло поступает в наружный маслопровод через отвер2ч стие 10 в нижней половине 11 вкладыша и отверстия 12 и 18 в корпусе 14 подшипника.

При отсутствии осевых усилий, действующих на ротор машины, в работе участвует только опорная часть подшипника, для смаз30 ки и охлаждения которой подается масло из

338698 полости нагнетания 9 через отверстие 15 в нижней половине 11 вкладыша, обратный клапан 15, отверстие 17 в полости 18 смазки опорной части подшипника. Часть масла сливается в полость 19 картера подшипника, а часть — в камеру 20.

В камере 20 подвижный пакет 21 упорных колодок под действием вращающего момента от действия силы тяжести груза 22, закрепленного эксцентрично на поводке полукольца

28, находится в исходном положении, при котором разгрузочная камера, 20 и полость нагнетания 9 разобщены. Проточное отверстие

24 закрыто козырьком полукольца 25. В то же время камера 20 через открытое сливное отверстие 2б сообщена с полостью 19 картера подшипника (фиг. 1). Следовательно,,в камере 20 находится только проточное масло под атмосферным давлением.

B,ðàçãðóç0÷H0é камере 27 подвижный пакет

28 упорных колодок (фиг. 3) под действием вращающего момента от действия силы тяжести груза 29, закрепленного эксцентрично на поводке полукольца 80, также находится в исходном положении, и камера 27 и полость нагнетания 9 разобщены, Проточное отверстие 81 закрыто козырьком полукольца 82.

Камера 27 через открытое сливное отверстие

88 сообщена с полостью 2, т. е. в разгрузочной камере 27 устанавливается давление масла, приблизительно равное, давлению масла в полости 2. Масло в камере 27 циркулирует от уплотнения между диском 1 и патрубком 8 к отверстию 88. .При возникновении осевого усилия, нагружающего колодки 84, происходит следующее.

В момент соприкосновения диска 1 с колодками 84 между внутренней стенкой разпрузочной камеры 27 и наружным пояском 85 подвижного пакета 28 упорных колодок имеется некоторый зазор а. По мере нагружения осевым усилием подвижного пакета 28 упорных колодок увеличивается сила нормального давления на каждую колодку 84 и уменьшается зазор а. Между каждой колодкой 84 и диском

1 образуется масляный клин — условие жидкостного трения. Сила жидкостного трения оо разует вращающий момент с плечом, равным расстоянию от оси подшипника до центра опорной поверхности колодки 84.

Вращающий момент от действия силы жидкостного трения между колодкой 84 и диском! имеет направление, совпадающее с направлением вращения диска 1 и, воздействуя на колодку 84, стремится сместить последнюю в этом, же направлении. Суммарный вращающий момент от действия сил жидкостного трения между каждой колодкой 84 .и диском 1 стремится повернуть подвижный пакет 28 упорных колодок вокруг оси подшипника по направлению вр ащения ротор а.

Достигнув определенной величины, вращающий момент от действия сил жидкостного трения между колодками 84 и диском 1, преодолевая суммарный и противоположно направленный вращающий момент от действия прочих сил (сила полужидкостного творения между упорным кольцом 8б и подвижным пакетом 28 упорных колодок, трение качения между роликами 87 и патрубком 3 и т. д.), начинает поворачивать на роликах 87 вокруг патрубка

8 подвижный пакет 28 упорных колодок. При этом перемещается и поводок полукольца 80 в окне 88. Причем, сначала перемещается кла1р пан 89. Клапан 40 открывает окно 88. После частичного отирытия окна 88, когда действующее на клапаны 40 и 89 усилие со стороны полости нагнетания 9 (фиг. 3) значительно уменьшается из-за уменьшения перепада давls лений между полостью нагнетания 9 и камерой 27, поводок полукольца 80, упираясь в верхний срез окна в клапане 40, перемещает вверх относительно окна 88 одновременно клапаны 89, 40.

zp Заканчивается поворот подвижного пакета

28 упорных колодок под действием вращающего момента от действия сил жидкостного трения между диском 1 (фиг. 1) и колодками

84 в его рабочем положении. При этом пруз 29

25 находится в верхнем положении. Полость нагнетания 9 и разгрузочная камера 27 сообщены через окно 88, т. е. в камере 27 устанавливается давление масла, равное давлению масла в полости нагнетания 9, так как после по30 ворота в рабочее положение подвижный пакет 28 упорных колодок, прижатый осевым усилием к внутренней стенке камеры 27 (полностью выбран зазор а, фиг. 1), козырьком полукольца 82 закрывает сливное отверстие 88. з Остается открытым проточное отверстие 81, которое необходимо для смены масла в камере 27 для создания нормальных температурных условий при работе колодок 84. Масло при этом сливается в полость 2 (фиг. 1).

40 Уплотнение 41, выполненное в виде маслосгонной резьбы между камерой 27 (фиг. 1) и полостью 2 при равенстве давлений в полости

2 и камере 27, способствует перетеканию масла из полости 2 в камеру 27. Положение ме45 няется, когда в разгрузочной камере 27 устанавливается высокое давление масла. В этом случае маслосгонная резьба .препятствует перетеканию масла из камеры 27 в полость 2.

Следовательно, в разгрузочной камере 27

Sp устанавливается давление масла, равное давлению масла в полости нагнетания 9, т. е. давлению масла, развиваемому центробежным масляным насосом, совмещенным с подшипником.

55 Давление масла в разгрузочной камере 20 устанавливается равным атмосферному.

Таким образом, диск 1 оказался между двумя разгрузочными камерами с различным давлением масла. Причем результирующее уси60 лие, действующее на торцовую площадь упорного диска 1, в значительной степени разгружает упорные колодки 84.

При смене знака осевого усилия аналогичным образом разгружаются упорные колод65 ки 42.

338698

Кроме того, поворот пакета в направлении, противоположном направлению вращения ротора, может осуществляться при помощи пружины, соединяющей пакет с корпусом.

Каждый из пакетов упорных колодок имеет возможность упруго деформироваться в осевом направлении.

Предмет изобретения

1. Опорно-упорный подшипник скольжения преимущественно для паровых турбин, содержащий два пакета упорных колодок, размещенных в корпусе подшипника по обе стороны диска ротора урбины в разгрузочных полостях, сообщающихся с полостями нагнетания и сливом, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности, каждый пакет выполнен с возможностью поворота на некоторый угол и кинематически связан с за5 порным элементом, например клапаном, для сообщения или разобщения разгрузочной полости с полостью нагнетания и сливом при повороте пакета.

lo 2, Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что на пакете эксцентрично закреплен груз для поворота пакета в направлении, противоположном вращению ротора.

15 3. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что пакет соединен с корпусом при помощи пружины, 338698

Составитель Н. Ганкнна

Техред А. Камышникова Корректор Е. Миронова

Редактор Н. Вирко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1802/2 Изд. № 815 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5