ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F16C23/00 F16C23/04 F16C33/10 F16C17/10 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании опорно-упорных подшипников скольжения, предназначенных для работы в тяжелых условиях, например в качестве подшипников ротора паровой турбины, работающего при высоких нагрузках и частоте вращения, а кроме того, подверженного значительному нагреву.

Известны опорно-упорные подшипники скольжения, содержащие обойму, сопряженный с ней по сферической поверхности вкладыш с опорной поверхностью и закрепленные на нем упорные колодки (1). Благодаря сферической поверхности вкладыша, при прогибе вала вкладыш имеет возможность поворота, что способствует сохранению нормального положения упорных колодок относительно упорного диска вала и сохранению равномерного распределения нагрузок на упорные колодки. Однако вследствие малых зазоров между обоймой и вкладышем и более высокой температуре последнего, что сводит зазор на нет, при больших осевых нагрузках происходит заклинивание вкладыша в обойме, а следовательно, и нарушение нормального положения упорных колодок относительно упорного диска вала при прогибах вала. Это может привести к такому перераспределению нагрузок на упорные колодки, что производит выплавление наиболее нагруженных из них.

Известен также опорно-упорный подшипник, в котором в дополнение к сопряжению вкладыша с обоймой по сферической поверхности упорные колодки установлены с помощью сопряженных по сферической поверхности шайб и колец (2). Такое выполнение дает возможность лучшего отслеживания положения пакета упорных колодок за изменением положения упорного диска вала при его прогибе. Однако практическая реализация указанного изобретения с обеспечением требуемых свойств подшипника является проблематичной.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания опорно-упорного подшипника скольжения, в основном такого, как описанный первым аналог, но в котором по сопряженным сферическим поверхностям обоймы и вкладыша обеспечивался бы минимальный коэффициент трения при всех режимах эксплуатации и тем самым предотвращалось бы заклинивание вкладыша.

Эта задача решается в опорно-упорном подшипнике скольжения, который содержит обойму, сопряженный с ней по сферической поверхности вкладыш с опорной поверхностью и закрепленными на нем упорными колодками, и в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, по меньшей мере на одной из сопряженных поверхностей вкладыша или обоймы нанесена сетка канавок достаточно мелких, чтобы при сборе обоймы с вкладышем образовалась сетка капиллярных каналов и эта сетка сообщена с источником маслоснабжения.

Благодаря такому решению между обоймой и вкладышем образуется масляная пленка, которая существенно снижает коэффициент трения между их сопряженными поверхностями, исключая вероятность заклинивания вкладыша.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его реализации, иллюстрируемого прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 показывает опорно-упорный подшипник скольжения в продольном разрезе;
фиг. 2 - поперечный разрез подшипника на фиг. 1 по А-А;
фиг. 3 - разрез части подшипника по Б-Б на фиг. 2.

Подшипник скольжения в соответствии с изображенным на чертеже примером предназначен для валопровода паровой турбины и содержит выполненные из двух половин обойму 1 и вкладыш 2, сопряженные друг с другом по сферическим поверхностям 3 и 4. Вкладыш 2 выполнен с баббитовым слоем 5, образующим часть опорного подшипника скольжения, а кроме того, в нем закреплены пакеты упорных колодок 6 и 7, взаимодействующие с упорным диском 8 валопровода 9 ротора турбины, составляя часть упорного подшипника скольжения. Масло для смазки опорной и упорной частей подшипника подводится через обойму 1 по каналу 10 в кольцевую полость 11 вкладыша 2, а из нее через канал 12 - к опорной поверхности баббитового слоя 5 и через канал 13 - к упорным колодкам 6 и 7.

В соответствии с изобретением на сферической поверхности 4 вкладыша 2 нанесены многочисленные мелкие канавки 14, проходящие по окружностям и в поперечном направлении, пересекаясь друг с другом, образуя сетку. При этом глубина канавок 14 настолько мала, что они при сборе обоймы 1 с вкладышем 2 создают капиллярные каналы. Масло в эти каналы может поступать через зазор 15 между обоймой 1 и вкладышем 2 в месте прохождения через них канала 10, как это изображено на чертежах, так и через специальный канал, проходящий от кольцевой полости 11 к сферической поверхности 4 вкладыша 2.

Описанный подшипник функционирует, как и другие известные опорно-упорные подшипники. Однако масло, подаваемое к опорной и упорной поверхностям, поступает также под действием капиллярного эффекта в сетку канавок 14 на сферической поверхности 4 вкладыша 2, а затем под действием этого же эффекта масла растекается тонкой пленкой по всей поверхности 4. Эта пленка позволяет существенно снизить коэффициент трения между сферическими поверхностями 3 обоймы 1 и 4 вкладыша 2. Если произойдет прогиб вала 10, сопровождающийся уклоном упорного диска 8, вкладыш 2 также повернется, а вместе с ним и упорные колодки 6 и 7, сохранив заданное расположение относительно упорного диска 8 с равномерным распределением нагрузки между ними. Таким образом, благодаря наличию масляной пленки между обоймой 1 и вкладышем 2 создаются благоприятные условия для отслеживания вкладышем 2 прогиба вала 9 и положения упорных колодок 6 и 7 относительно упорного диска 8, чем предотвращается выплавление колодок. Кроме того, масляная пленка выполняет демпфирующую функцию, предотвращая возникновение вибрации из-за наличия зазора между сопрягающимися поверхностями 3 и 4 обоймы 1 и вкладыша 2.

Источники информации
1. Г.С. Жирицкий. Конструкция и расчет на прочность деталей паровых турбин. М.-Л., 1955, с. 254, рис. 15-30.

2. Авт. св. СССР N 236137, F 16 C 23/04, 1968 г.

Подшипник предназначен для работы в тяжелых условиях и может быть использован, в частности, для валопроводов паровых турбин. Подшипник содержит обойму и сопряженный с ней по сферической поверхности вкладыш. Вкладыш содержит баббитовый слой, образующий опорную поверхность, и закрепленные на одном из его концов пакеты упорных колодок, взаимодействующие с упорным диском вала. К опорной поверхности и упорным колодкам подается масло. По меньшей мере на одной из сопряженных поверхностей обоймы и вкладыша нанесена сеть мелких канавок, образующая при сборе обоймы с вкладышем сеть капиллярных каналов, которая сообщена с источником маслоснабжения. Технический результат - существенное снижение коэффициента трения между сопрягаемыми поверхностями, снижение вероятности заклинивания. 3 ил.

Опорно-упорный подшипник скольжения, содержащий обойму, сопряженный с ней по сферической поверхности вкладыш с опорной поверхностью и закрепленными на нем упорными колодками, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной из сопряженных поверхностей вкладыша или обоймы нанесена сетка канавок достаточно мелких, чтобы при сборе обоймы с вкладышем образовалась сетка капиллярных каналов, и эта сетка сообщена с источником маслоснабжения.