ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК Российский патент 2005 года по МПК F16C17/10 

Изобретение относится к турбиностроению и предназначено для использования в подшипниках валопровода турбины.

Известен подшипник, который воспринимает только осевое усилие валопровода и содержит два одинаковых ряда упорных колодок (сегментов), расположенных симметрично относительно вертикальной оси подшипника, при этом рабочие поверхности упорных колодок, контактирующие с гребнем вала, обращены друг к другу (1).

Применение такой конструкции в многоцилиндровой турбине возможно при условии, что один из ее роторов части высокого давления (ЧВД) или части среднего давления (ЧСД) имеет три подшипника: два опорных и один упорный, который устанавливается в общем корпусе с опорным. В этом случае валопровод турбины заметно удлиняется, так как размещение отдельного упорного подшипника в корпусе требует увеличения общего осевого габарита и организации автономной системы подвода и слива масла. В маслоопорных схемах валопровода (один подшипник между отдельными цилиндрами турбины), когда упорный подшипник располагается перед опорным между ЧВД и ЧСД, увеличивается межопорное расстояние ротора высокого давления и его прогиб, что обуславливает повышение радиальных зазоров проточной части ВД и снижение ее экономичности.

Известна конструкция комбинированного опорно-упорного подшипника, воспринимающая радиально-осевые нагрузки валопровода турбины, принятая за прототип, содержащая опорную поверхность и расположенные с двух сторон от нее два ряда упорных колодок, у которых рабочие поверхности, контактирующие с упорными гребнями ротора турбины, обращены в противоположные стороны (2). Конструкция подшипника с размещением упорных колодок по обе стороны опорной поверхности вкладыша целесообразна для паровых турбин с промежуточным перегревом пара, в которых осевое усилие может менять свое направление.

В рассматриваемой конструкции диаметр опорной поверхности вкладыша практически равен корневому диаметру упорных колодок. Такая особенность вкладыша ограничивает его несущую способность, т.к. увеличение диаметра опорной поверхности требует увеличения периферийного диаметра колодок и соответственно диаметра упорных гребней ротора, максимальная величина которых ограничена допустимыми потерями на трение упорных поверхностей ротора и колодок. Кроме того, в такой конструкции отработанное горячее масло с опорной поверхности сливается через упорные колодки, что приводит к повышению температуры масла и баббитового слоя колодок, в результате снижается надежность их работы.

При возможной эрозии баббитовой заливки опорной поверхности вкладыша частицы баббита вместе с отработанным маслом попадают на рабочие поверхности упорных колодок, что также снижает надежность работы последних.

Отмеченные недостатки являются прямым следствием выполнения диаметра опорной поверхности вкладыша на уровне корневого диаметра упорных колодок при описанном выше расположении колодок и их рабочих поверхностей.

Технический эффект изобретения - повышение несущей способности опорной поверхности вкладыша и надежности работы упорных колодок опорно-упорного подшипника.

Технический эффект обеспечен в опорно-упорном подшипнике, содержащем упорные колодки, размещенные с двух сторон опорной поверхности вкладыша, сопряженного сферической поверхностью с обоймой, отличающемся тем, что вкладыш выполнен с двумя радиальными кольцевыми выступами, между которыми установлены упорные колодки с рабочими поверхностями, обращенными навстречу друг к другу, при этом диаметр опорной поверхности вкладыша выполнен больше корневого диаметра упорных колодок. Указанное выполнение подшипника обеспечивает повышение несущей способности за счет возможности увеличения диаметра его опорной поверхности без смещения при этом упорных колодок в радиальном направлении и предотвращает за счет действия центробежные сил попадание отработанного масла с опорной поверхности в зону расположения упорных колодок, что повышает надежность их работы.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен опорно-упорный подшипник в сборе с ротором турбины.

Опорно-упорный подшипник содержит вкладыш подшипника из 2-х половин 1 и 2 с опорной поверхностью 3, кольцевой масляной полостью 4 и каналами 5 для подачи масла к двум рядам упорных колодок: рабочих 6 и установочных 7. Колодки 6 и 7 закреплены на кольцах 8, которые фиксируются на кольцевых радиальных выступах 9 и 10 вкладыша, предназначенных для установки колодок 6, 7. Диаметр опорной поверхности 3 больше корневого диаметра колодок 6, 7. Опорная поверхность 3 размещена на уровне периферийной зоны колодок 6, 7. Вкладыш заключен в обойму, выполненную из двух половин 11, 12. Вкладыш сопряжен его сферической поверхностью 13 с обоймой. Обойма установлена в корпусе 14 подшипника. Вкладыш имеет на внутренней поверхности две камеры 15 и 16 и сквозные отверстия 17 и 18 для слива отработанного масла в корпус подшипника 14. Рабочие поверхности 19 колодок 6 и рабочие поверхности 20 колодок 7 обращены к опорной поверхности 3 навстречу друг другу.

Осевое усилие от ротора 21, которое на работающей турбине направлено в сторону генератора, как показано на чертеже, воспринимается рабочими упорными колодками 6. От этих колодок через радиальный выступ 9 вкладыша осевое усилие действует на упорную часть его сферической поверхности 13, выполненную с большим углом α, чем угол α оставшейся части сферической поверхности 13. Далее осевое усилие через обойму передается на корпус подшипника 14. Для работы опорно-упорного подшипника подается масло в кольцевую полость 4, из которой оно по соответствующим каналам (на чертеже не показаны) поступает на опорную поверхность 3 и по каналам 5 на рабочие поверхности рабочих 6 и установочных 7 колодок. Отработанное масло с опорной поверхности 3 вкладыша сливается в камеры 15 и 16, смешивается с отработанным маслом от колодок 7, 6 и через отверстия 17 и 18 отводится в корпус подшипника 14. При этом в предложенном подшипнике предотвращено попадание отработанного масла с опорной поверхности 3 на рабочие поверхности 19 и 20 упорных колодок 6 и 7. В результате повышается надежность работы упорных колодок и соответственно надежность работы турбины. В заявленном подшипнике диаметр опорной поверхности вкладыша значительно больше корневого диаметра колодок при сохранении величины их периферийного диаметра. В результате такой подшипник в сравнении с известными аналогичными конструкциями имеет большую несущую способность опорной поверхности вкладыша, например в 1,5 раза больше по сравнению с существующим подшипником с вкладышем диаметром 450 мм, при сохранении радиальных размеров упорных колодок.

Источники информации

1. Трухний А.Д., Стационарные паровые турбины. М., Энергоатомиздат, 1990, с.128, рис. 3, 71.

2. Там же, с.127, рис. 3, 70.

Изобретение относится к турбиностроению и предназначено для использования в подшипниках валопровода турбины. Опорно-упорный подшипник содержит упорные колодки, размещенные с двух сторон опорной поверхности вкладыша, сопряженного его сферической поверхностью с обоймой подшипника. При этом вкладыш выполнен с радиальными кольцевыми выступами, между ними установлены упорные колодки с рабочими поверхностями, обращенными навстречу друг другу. Диаметр опорной поверхности вкладыша выполнен больше корневого диаметра колодок. Такое выполнение подшипника обеспечивает увеличение диаметра опорной поверхности без увеличения при этом наружного (периферийного) диаметра колодок и предотвращает попадание отработанного масла с опорной поверхности на рабочие поверхности колодок. Технический результат - повышение несущей способности и надежности работы опорно-упорного подшипника. 1 ил.

Опорно-упорный подшипник, содержащий упорные колодки, размещенные с двух сторон опорной поверхности вкладыша, сопряженного сферической поверхностью с обоймой подшипника, отличающийся тем, что вкладыш выполнен с двумя радиальными кольцевыми выступами, между которыми установлены упорные колодки с рабочими поверхностями, обращенными навстречу друг к другу, при этом диаметр опорной поверхности вкладыша выполнен больше корневого диаметра колодок.