AT237976B - Gasgeschmiertes Radial-Gleitlager für Turbomaschinen - Google Patents

Description

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  Gasgeschmiertes Radial-Gleitlager für Turbomaschinen 
Die Erfindung betrifft ein gasgeschmiertes Radial-Gleitlager für Turbomaschinen, insbesondere für Gasturbinen mit stark wechselnder Betriebstemperatur und hoher Geschwindigkeit des umlaufenden Lagerteils. 



   Es ist bekannt, bei solchen Gleitlagern eine Material-Kombination aus Stahl und Graphit,   d. h.   für die umlaufenden Lagerteile Stahl und für die feststehenden Teile Graphit, zu verwenden. Die umlaufenden Teile werden dabei durch geeignete Formgebung, z. B. Mehrflächengleitlager, oder durch Zufuhr des schmierenden Gases an ausgezeichneten Stellen des Lagerumfanges, schwingungssicher gemacht. Trotzdem solche gasgeschmierten Gleitlager meist trocken anlaufen, da der Schmierstoff ja erst während. des Betriebes der Maschinen zur Verfügung steht, weisen sie günstige Anfahreigenschaften, d. h. geringe oder praktisch nicht feststellbare Abnützung der trocken aufeinander reibenden Teile auf. 



   Als Nachteil bei dieser Kombination von Stahl und Graphit muss jedoch angesehen werden, dass Graphit einen erheblich andern Ausdehnungskoeffizienten als die bekannten, für solche Lager verwendeten Stähle hat. So beträgt der Ausdehnungskoeffizient von Graphit oder Graphitmischungen mit überwiegendem Graphitanteil etwa   5 - 6. 10-. 6 auf   die   Längen- und Temperatureinheit   bezogen. Er ist somit weniger als die Hälfte der Koeffizienten der Stähle. Lager in der Kombination   Graphit/Stahl   eignen sich auch nicht für Umfangsgeschwindigkeiten von über 100   m/sec.   



   Für Lager mit solchen Umfangsgeschwindigkeiten sollte auch der rotierende Teil einen grossen Elastizitätsmodul aufweisen, um bei den hohen Umfangsgeschwindigkeiten keine nennenswerten Dehnungen zu haben. Weiter sollte die Wärmeleitung des rotierenden Teiles möglichst hoch sein, damit bei eventueller Berührung mit der Graphitoberfläche keine örtlich hohen Temperatur-Stauungen mit entsprechenden Wärmedehnungen auftreten. Bei der bekannten Kombination Stahl/Graphit beispielsweise tritt bei einer Erwärmung von 2000C bereits eine Spieländerung von zirka lodes Zapfendurchmessers auf. Für die verlangten hohen Betriebstemperaturen ist daher diese Kombination ebenfalls nicht geeignet, da sich ja das Lagerspiel viel zu rasch unzulässig verkleinern würde. Zudem ist die Wärmeleitung der für die Zapfen verwendeten Stähle zu gering. 



   Erfindungsgemäss werden die verlangten Eigenschaften dadurch erhalten und die Unzulänglichkeiten dadurch vermieden, dass mindestens eine den ganzen Umfang umschliessende Partie des umlaufenden Lagerteils aus einem nur oder überwiegend Molybdän enthaltenden Werkstoff gefertigt ist, während mindestens eine Partie des feststehenden Lagerteils aus einem an sich bekannten nur oder überwiegend Graphit enthaltenden Werkstoff besteht. 



   Zweckmässig besteht dabei der rotierende Lagerteil aus einem Stahlzapfen mit einer aufgeschrumpften Molybdänbüchse, während der feststehende Lagerteil durch eine in einen   Träger   eingepresste Graphitbüchse gebildet wird. 



   Bei Verwendung der erfindungsgemässen Kombination der Werkstoffe ist der Ausdehnungskoeffizient des umlaufenden Lagerteils praktisch gleich demjenigen des feststehenden Teils. Im weiteren ist Molybdän gleich wie Graphit von der Temperatur unabhängig. Auch ist der Elastizitätsmodul um etwa   500/0   gegenüber Stahl höher und die Wärmeleitfähigkeit entspricht derjenigen von Magnesium,   d. h.   sie ist etwa 

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 fünffach höher als bei Stahl. Darüber hinaus ist Molybdän korrosionsbeständig bis etwa 5000C und weist wesentlich höhere Festigkeit bei erhöhter Temperatur gegenüber Stahl auf. 



   In der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch ein   erfindungs gemässes gasgeschmiertes Gleitlager im Achs-   schnitt, Fig. 2 im Querschnitt. 



   Auf dem StÅahlzapfen 1 ist die eigentliche Laufbüchse 2 aus Molybdän aufgeschrumpft. Die Laufbüchse 2 läuft mit Spiel 3 in der in den Träger 5 eingepressten Graphitbüchse 4, wobei bei der Verwendung der auf den Stahlzapfen 1 aufgeschrumpften   Molybdänbüchse   2 als umlaufender Lagerteil selbstverständlich darauf zu achten ist, dass bei der Dimensionierung von Büchse und Zapfen im Betrieb keine unzulässigen Spannungen auftreten. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Gasgeschmiertes Radial-Gleitlager für Turbomaschinen, insbesondere für Gasturbinen, mit stark wechselnder Betriebstemperatur und hoher Geschwindigkeit des umlaufenden Lagerteils, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Anfahreigenschaften mindestens eine Partie des umlaufenden Lagerteils aus einem nur oder überwiegend Molybdän enthaltenden Werkstoff gefertigt ist, während mindestens eine Partie des feststehenden Lagerteils aus einem nur oder überwiegend Graphit enthaltenden Werkstoff besteht.

Claims (1)

1. 2. Gasgeschmiertes Radial-Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Lagerteil aus einem Stahlzapfen (1) mit einer aufgeschrumpften Molybdänbüchse (2) besteht, während der feststehende Lagerteil durch eine in einen Träger (5) eingepresste Graphitbüchse (4) gebildet wird.