液壓彈性支承雙排瓦推力軸承的製作方法

2023-06-02 23:26:26 2

專利名稱：液壓彈性支承雙排瓦推力軸承的製作方法
技術領域：
液壓彈性支承雙排瓦推力軸承屬於大型水輪發電機設計製造領域裡的技術。它用於支承大型立式水輪發電機組轉動部分的重量，並承受該水輪機的軸向水推力。
推力軸承所承受的軸向推力由大軸經推力頭、鏡板施加在推力軸承的瓦面上，推力軸承的支承結構對推力瓦的變形以及推力軸承的運行性能有重大影響。目前我國設計製造的大型立式水輪發電機組，當推力軸承的負載超過1000噸時，通常採用液壓彈性支承推力軸承，其最大負載為3300噸，扇形推力瓦的外徑為3900mm，內徑為2450mm，共由18塊瓦組成，每塊瓦直接裝在一個液壓彈性油箱的環形面上，因而在環形底板上共裝有18個彈性油箱，相鄰的油箱聯通，使所有油箱的油路聯通，當推力軸承承載後，各油箱的油路形成油壓負反饋作用，自動地調節了各瓦的受力平衡，使之受力充分均勻，顯著減少了安裝時各瓦高度的誤差或鏡板波浪度的影響。實踐證明液壓彈性支承的推力瓦實際安裝受力誤差不超過3％。但由於推力瓦為單排瓦，當瓦的徑向尺寸較長、瓦面積較大時，瓦的變形較大，運行中瓦面與鏡板之間形成的油膜易受破壞，導致瓦與鏡板劇烈磨擦，全國已發生過多次推力軸承燒瓦故障。隨著我國大型水輪發電機組單機容量的增加，推力軸承的負載增大，尤其是國家重點水電項目三峽電站單機推力軸承的總負載高達5000-6000噸，居世界首位，使得推力瓦的徑向尺寸增長，扇形狹長，面積增大。如果參照以往推力軸承的結構進行設計，則推力瓦的變形難免增大，運行的安全問題更加嚴重，因而推力軸承的設計成為三峽機組的重大關鍵。根據有關資料介紹前蘇聯在大型水電機組上採用平衡梁支承雙排瓦推力軸承，它將大面積狹長形的單排推力瓦，在徑向一分為二，形成內、外兩排推力瓦，在鏡板的下面由雙排推力瓦面承受推力。在該推力軸承中內排瓦和外排瓦各由一個託盤承託著，託盤的下面又分別由支柱螺絲支承，內排瓦和外排瓦下面的支柱螺絲成對地裝配在同一個略具彈性的平衡梁上，它藉以按比例地分配內、外排瓦上的負載。這種支承結構的推力軸承雖在相當程度上解決了大型水輪發電機大負載、大尺寸推力軸承的推力瓦變形問題，但實驗證明其推力瓦受力不均仍相當嚴重。例如，在5.7kw 62.5轉/分的新西伯利亞電站水電機組的平衡梁支承雙排瓦推力軸承中，推力瓦最大受力與最小受力之差竟達各瓦平均受力的70％，雖經在託盤上貼應變片用應變儀重新調整各瓦受力，其值減小為17％，但由於鏡板波浪度的影響其值在運行中實測為27％，受力不均的程度仍然較大，而且該推力軸承各瓦受力平衡的調節相當困難，曾經發生過燒瓦故障。
本發明的目的是提供一種液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，它既能減小推力瓦的變形，又能使各內、外排瓦自動按比例勻稱地受力，解決了大型推力軸承中存在的關鍵問題，提高大型推力軸承的承載能力和運行的可靠性。
本實用新型液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，採用雙排液壓彈性油箱支承雙排瓦結構，它將每塊扇形的內排瓦和外排瓦分別直接裝在相應的內排彈性油箱和外排彈性油箱上，然後將一定組數的內、外排彈性油箱固定在環形底板上(油箱的組數根據所設計推力軸承的技術參數而定)，在每排彈性油箱中相鄰的油箱油路聯通，並且在內排與外排彈性油箱之間油路徑向聯通，徑向聯通的支路數根據設計要求而定。內排和外排彈性油箱的直徑按設計時選取的內排瓦和外排瓦面積以及平均單位壓力(亦即受力比例)進行設計，一般內排瓦的面積小於外排瓦的面積，因而內排彈性油箱的承壓直徑小於外排彈性油箱的承壓直徑。
採用液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，液壓彈性油箱承受著每塊推力瓦的負載，由於每排、內排與外排間油路相通，各油箱的油路形成油壓負反饋作用，自動地調節了各瓦受力。又由於縮小了瓦的徑向尺寸，並且改善了瓦的支承條件，從而顯著地減小了瓦的變形，保證推力瓦面與鏡板間的最小油膜厚度，避免油膜受到破壞和產生燒瓦故障，提高了大型推力軸承的承載能力和運行的可靠性，滿足三峽機組及大型水電機組推力軸承的設計要求。另外，採用雙排瓦結構，瓦的夾角減小，瓦間距離增大，還將有利於潤滑油的流動和降低推力瓦的運行溫度。彈性油箱及各通油管採用焊接工藝密封，使油箱密封不漏油，提高了運行的可靠性。


圖1液壓彈性支承雙排瓦推力軸承的剖面圖圖2單波紋彈性油箱的剖面圖圖3雙排瓦彈性油箱底板分布圖圖中1、鏡板 2、外排瓦3、內排瓦4、外排彈性油箱 5、內排彈性油箱6、周向通油管7、徑向通油管8、環形底板本實用新型液壓彈性支承雙排瓦推力軸承如圖1所示，它直接把扇形的外排瓦2和內排瓦3，分別裝在外排彈性油箱4和內排彈性油箱5上端的環型面上，並按照設計要求將一定組數的內、外排彈性油箱按圖3所示的分布位置固定地安裝在環形底板8上，因而在鏡板1的下面由內、外雙排瓦面承受軸向推力，組成內、外雙排彈性油箱支承的雙排瓦結構，在每排彈性油箱中相鄰的油箱由一個周向通油管6聯通，並且在內排與外排油箱間由一個徑向通油管7聯通，該彈性油箱是在園柱筒的內、外園車制交錯的環形溝槽形成彈簧，根據設計需要其波紋數可製成4個、3個、2個或1個(即單波紋彈性油箱如圖2所示)，由單波紋彈性油箱構成的推力軸承，其特點是比多波紋彈性油箱製造加工工藝簡單，同時保留一般多波紋彈性油箱焊接密封的優點。內排瓦和外排瓦可以採用雙層瓦結構，其中上層為薄瓦、下層為託瓦，兩瓦間由鍵聯接，也可以採用單層瓦結構。
權利要求1.液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特徵是每塊扇形的內排瓦和外排瓦分別直接裝在相應的內排液壓彈性油箱和外排液壓彈性油箱的環形面上，由一個內排和一個外排液壓彈性油箱組成一組，內排彈性油箱安裝在環形底板的內側，外排彈性油箱安裝在環形底板的外側，在鏡板的下面由內、外雙排瓦面承載著軸向推力，在每排彈性油箱中相鄰油箱的油路，由周向通油管聯通，並且在內排與外排彈性油箱之間的油路由徑向通油管聯通，徑向聯通的支路數最多為內、外排彈性油箱的組數。
2.根據權力要求1所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特徵是內、外排彈性油箱是內、外園車製成彈簧，其波紋數可製成4個、3個、2個或1個。
3.根據權力要求2所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特徵是彈性油箱波紋數為1的單波紋彈性油箱焊接密封。
4.根據權力要求1所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特徵是內排瓦和外排瓦可以分上、下兩層，上層為薄瓦，下層為託瓦，也可以是單層瓦結構。
5.根據權利要求1所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特徵是內排瓦的面積小於外排瓦的面積，內排彈性油箱的承壓直徑小於外排彈性油箱的承壓直徑。
專利摘要液壓彈性支承雙排瓦推力軸承屬於大型水輪發電機設計製造領域裡的技術，它用於支承大型水輪發電機組轉動部分的重量，並承受該水輪機的軸向水推力。該推力軸承採用雙排液壓彈性油箱支承雙排瓦結構，直接在內、外排瓦的下面裝配相應的液壓彈性油箱，然後把各彈性油箱按照確定的位置固定在環形底板上，各彈性油箱之間周向和徑向的油路相通，使內、外排瓦按設計要求的比例受力，並使每排瓦受力充分均勻。從而減小大型推力軸承推力瓦的變形，改善大型推力軸承的性能，提高大型推力軸承的承載能力和運行的可靠。
文檔編號F03B11/06GK2258918SQ9522292
公開日1997年8月6日 申請日期1995年9月22日 優先權日1995年9月22日
發明者王初銘 申請人:哈爾濱電機有限責任公司