УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК Российский патент 2006 года по МПК F01D25/16 

Описание патента на изобретение RU2287697C1

Изобретение относится к области энергетики, к турбиностроению и может быть использовано при конструировании упорных и опорно-упорных подшипников скольжения паровых турбин.

Совершенствование конструкции упорных и опорно-упорных подшипников паровых турбин имеет большое значение для обеспечения надежной работы турбоагрегатов, поскольку они воспринимают значительные осевые усилия, действующие на ротор, и для фиксации ротора в осевом направлении. Работа упорного подшипника скольжения осуществляется за счет поддержания масляного клина между упорным гребнем вращающегося ротора и статором. Современные упорные подшипники для паровых турбин выполняют сегментной или колодочной конструкции, при которой упорные колодки для создания масляного клина должны отклоняться от вертикального положения. Конструкции упорных и опорно-упорных подшипников разных турбостроительных фирм отличаются в основном устройством установки упорных колодок в статоре.

Известна конструкция опорно-упорного подшипника, в котором упорные колодки установлены в статоре (вкладыше) при помощи обойм, в которых они фиксируются от окружного и радиального смещений, и установочных колец для фиксации в осевом направлении. При сборке опорно-упорного подшипника упорные колодки тщательно пригоняют на одинаковую толщину для обеспечения равномерной нагрузки на упорные колодки. (Под ред. Косяка Ю.Ф. Паротурбинные установки АЭС. - М.: Энергия, 1978. С.56-58. Рис.5-6).

Недостатком известной конструкции является то, что если несмотря на одинаковую толщину подушек, возникает неодинаковый износ колодок, что происходит, например, при перекосе оси вала ротора в опорном подшипнике или при попадании посторонних частиц из масла в масляный зазор между колодкой и упорным гребнем ротора, нагрузка на упорные колодки распределяется неравномерно, что снижает нагрузочную способность упорного подшипника и надежность его работы.

Известна конструкция упорного подшипника, где упорные колодки установлены в упорном вкладыше статора при помощи замкнутого кругового рычажного выравнивающего устройства, так называемого «типа Кингсбери», которое состоит из двух ярусов опорных подушек или сухарей, причем каждая упорная колодка опирается на центр опорной подушки верхнего яруса, эти подушки своими боковыми плечами опираются на плечи опорных подушек нижнего яруса, а те опираются по центру на обойму вкладыша статора. Таким образом, упорные колодки этого подшипника кинематически связаны меду собой так, что при нажатии на них упорным диском ротора их опорные поверхности устанавливаются с одинаковым зазором относительно упорного диска (Под ред. Косяка Ю.Ф. Паротурбинные установки АЭС. - М.: Энергия, 1978. С.58-60. Рис 5-8).

Недостатком известной конструкции упорного подшипника является сложность и трудоемкость его изготовления, так как выравнивающее устройство эффективно только в случае его тщательного выполнения - все контактные поверхности должны быть закаленными, тщательно отшлифованными и подогнанными по краске и иметь малую площадь контакта во избежание больших сил трения.

Известна конструкция опорно-упорного подшипника фирмы «ВВС», в которой упорные колодки опираются скошенными гранями на шарики, расположенные под окружными щелями между соседними колодками и установленные в отверстиях упорного кольца-сепаратора. Наличие подвижных шариков дает возможность упорным колодкам принимать нужное положение для образования масляного клина (Шляхин П.Н. Паровые и газовые турбины. - М.: Энергия, 1974. С.150. Рис.10-22).

Это известное устройство является наиболее близким устройством аналогичного назначения к предлагаемому по совокупности признаков и принято за прототип.

Недостатком устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению предполагаемого технического результата при использовании известного устройства по прототипу, является то, что опорные шарики, установленные под упорными колодками в один кольцевой ряд, не создают выравнивающей системы, и для создания одинакового зазора между упорными колодками и упорным гребнем ротора требуется тщательная пригонка упорных колец по толщине, что приводит к сложности и трудоемкости изготовления опорно-упорного подшипника.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков технического решения, позволило выявить в заявляемом устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Заявляемое техническое решение позволяет более эффективно выравнивать распределение осевого усилия от ротора на упорные колодки, создавая замкнутую в окружном и радиальном направлениях кольцевую цепь, что позволяет увеличить нагрузочную способность упорного подшипника, существенно снизить трудоемкость его изготовления и повысить надежность работы по сравнению с выравнивающим устройством «типа Кингсбери».

Предложен упорный подшипник, включающий ротор с упорным гребнем и статор, расположенные между ними упорные колодки и шары, установленные между упорными колодками и упорным торцем статора, и зафиксированные от окружного смещения, при этом часть шаров установлена в пазах, выполненных на упорных колодках со стороны "статора, и опирается на другую часть шаров, установленных в пазах на упорном торце статора, а сечения пазов под шары выполнены с радиусом, большим радиуса шаров, с возможностью обкатывания одной части шаров относительно другой.

На фиг.1 изображен продольный разрез упорного подшипника; на фиг.2 - вид А фиг.1; на фиг.3 - развертка по сечению Б-Б фиг.2.

Упорный подшипник включает упорный гребень 1 ротора 2, обойму 3 статора 4, установленные между ними упорные колодки 5. В упорных колодках 5 со стороны обоймы 3 статора 4 выполнены кольцевые пазы 6, в которых установлены шары 7, и радиальные пазы 8, в которых установлены шары 9. Шары 7 ограничены в окружном смещении штифтами 10 и стопорными пластинами 11, шары 9 ограничены от смещения к оси ротора 2 штифтами 12. Шары 7 и 9 упорных колодок 5 опираются на шары 13, установленные в кольцевом пазу 14, выполненном на упорном торце обоймы 3 статора 4, и зафиксированные от окружного смещения штифтами 15. При этом сечения пазов 6, 8, 14 под шары 7, 9, 13 выполнены с радиусом, большим радиуса шаров на величину, обеспечивающую возможность обкатывания шаров 7, 9, 13 по дну пазов 6, 8, 14, обкатывания шаров 7, 9 упорных колодок 5 по шарам 13 обоймы 3 статора 4. Между шарами 7 и штифтами 10 выполнены зазоры «а», между шарами 9 и штифтами 12 - зазоры «в», между шарами 7 и стопорными пластинами 11 - зазоры «с», между шарами 13 и штифтами 15 - зазоры «d». Упорные колодки 5 зафиксированы от окружного смещения штифтами 16. Таким образом, система опорных шаров 7, 9, 13 создает замкнутую в окружном и радиальном направлениях кольцевую цепь.

Упорный подшипник работает следующим образом. Во время работы в зазоры между упорными колодками 5 и гребнем 1 ротора 2 подается масло. Гребень 1 ротора 2 осевым усилием от проточной части турбомашины прижимается к упорным колодкам 5. Благодаря опиранию упорных колодок 5 шарами 7 и 9 на шары 13 и возможности взаимного обкатывания шаров 7, 9, 13 упорные колодки 5 могут устанавливаться в нужное положение в окружном направлении, при этом создается масляный клин (фиг.3), обеспечивающий надежную работу упорного подшипника в режиме жидкого трения. Упорные колодки 5 устанавливаются также и в правильное радиальное положение, компенсирующее возможный перекос относительно оси ротора 2. При этом замкнутая система опорных шаров 7, 9, 13 работает как выравнивающие устройство так, что при отклонении усилия на одной из упорных колодок от средней величины усилие от нее передается через шары 7, 9, 13 на другую упорную колодку и так далее, пока нагрузки на всех упорных колодках не выравняются. Зазоры «а», «в», «с», «d» предотвращают защемление шаров 7, 9, 13.

Похожие патенты RU2287697C1

название год авторы номер документа
УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК ТУРБОМАШИНЫ 2008
  • Жуков Виктор Сергеевич
  • Иванов Сергей Николаевич
  • Жуков Сергей Викторович
RU2368819C1
РЫЧАЖНАЯ ВЫРАВНИВАЮЩАЯ СИСТЕМА УПОРНОГО ПОДШИПНИКА 2005
  • Марцынковський Васыль Сигизмундовыч
  • Филоненко Юрий Сергийовыч
  • Кучеренко Виктория Мыколайывна
RU2305212C1
НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ 2004
  • Герасимов В.С.
  • Медведев Л.Ф.
  • Никифоров С.А.
  • Паутов Ю.М.
  • Семеновых А.С.
  • Шуцкий С.Ю.
RU2262005C1
НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В КОНТУРЕ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ 2000
  • Герасимов В.С.
  • Михайлов А.Д.
  • Никифоров С.А.
  • Паутов Ю.М.
  • Ремизов М.А.
  • Снетков В.Г.
  • Федоров Г.П.
RU2190127C2
СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ОСЕВЫХ НАГРУЗОК ПО НЕСУЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ И УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2014
  • Марцинковский Василий Сигизмундович
  • Сутормина Виктория Николаевна
  • Носова Оксана Анатольевна
RU2578938C2
Опорно-упорный подшипник с раздельным подводом масла 2018
  • Иванов Сергей Алексеевич
  • Киреев Александр Николаевич
  • Шекалин Владимир Евгеньевич
  • Рочев Николай Сергеевич
  • Березинец Дмитрий Андреевич
RU2691687C1
ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК 2002
  • Лисянский А.С.
  • Сачков Ю.С.
  • Гаев В.Д.
  • Ласкин А.С.
  • Ковальский Р.К.
  • Шпилева С.И.
RU2241124C2
Упорный подшипник скольжения с выравнивающим устройством 1986
  • Балашов Борис Алексеевич
  • Подольский Марлен Елизарович
  • Пугачев Леонид Константинович
  • Цыганков Александр Васильевич
SU1432292A1
ОПОРНО-УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК 2003
  • Лисянский А.С.
  • Сачков Ю.С.
  • Ласкин А.С.
  • Егоров Н.П.
  • Шкляров М.И.
  • Шпилева С.И.
RU2248474C2
ОСЕВОЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ 2013
  • Герасимов Владимир Сергеевич
  • Евтушенко Сергей Павлович
  • Казанцев Родион Петрович
  • Никифоров Сергей Аркадьевич
  • Семёновых Александр Сергеевич
  • Шуцкий Сергей Юрьевич
RU2534659C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 287 697 C1

Реферат патента 2006 года УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК

Изобретение предназначено для распределения осевого усилия ротора и может быть использовано в энергетике. Упорный подшипник, включающий ротор с упорным гребнем и статор, расположенные между ними упорные колодки и шары, установленные между упорными колодками и упорным торцом статора и зафиксированные от окружного смещения. Часть шаров установлена в пазах, выполненных на упорных колодках со стороны статора, и опирается на другую часть шаров, установленных в пазах на упорном торце статора. Изобретение позволяет увеличить нагрузочную способность упорного подшипника, существенно снизить трудоемкость его изготовления и повысить надежность работы. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 287 697 C1

1. Упорный подшипник, включающий ротор с упорным гребнем и статор, расположенные между ними упорные колодки и шары, установленные между упорными колодками и упорным торцом статора, и зафиксированные от окружного смещения, отличающийся тем, что часть шаров установлена в пазах, выполненных на упорных колодках со стороны статора, и опирается на другую часть шаров, установленных в пазах на упорном торце статора.

2. Упорный подшипник по п.1, отличающийся тем, что сечения пазов под шары выполнены с радиусом, большим радиуса шаров, с возможностью обкатывания одной части шаров относительно другой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2287697C1

ШЛЯХИН П.Н
Паровые и газовые турбины
- М.: Энергия, 1974, с.150-151, рис.10-22
Упорный подшипник скольжения 1977
  • Герасимов Борис Яковлевич
  • Архипов Владимир Викторович
  • Косаротов Борис Федорович
SU631704A1
ДВУХРЯДНЫЙ УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК 0
SU211230A1
Упорный подшипник 1986
  • Антонова Ольга Михайловна
  • Кириенко Павел Иванович
  • Рогожкин Борис Павлович
  • Шморгунов Анатолий Дмитриевич
  • Фомин Владимир Михайлович
SU1460450A1
ОПОРНЫЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ ВАЛА ТУРБОМАШИНЫ 2003
  • Лисянский А.С.
  • Егоров Н.П.
  • Шкляров М.И.
  • Сухоруков Е.М.
  • Митин В.Н.
  • Спиридонов А.Ф.
  • Лебедько Н.С.
RU2237200C1
DE 10210231 A1, 25.06.2003.

RU 2 287 697 C1

Авторы

Кошелев Сергей Алексеевич

Бакурадзе Михаил Викторович

Гудков Николай Николаевич

Ермолаев Владимир Владимирович

Даты

2006-11-20Публикация

2005-05-04Подача