CN106574654A - 轴向滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滑动推力轴承，其中滑动推力轴承的一个工作表面由硅化石墨(或具有类似特性的其它减磨材料)制成，并且可用于具有大尺寸(具有高达900mm的直径)推力轴承的电机和液压机械的总成，优选驱动诸如核电站中反应堆总成的主循环泵总成(MCPA)的电动马达。滑动推力轴承包含在面向扇形体组的一侧上的交错的轴承带和槽。轴承盘设置有安装表面，其中通过弹性元件固定由耐磨材料制成的扇形体的外环和内环安装在安装表面上。扇形体被固定以通过设置在扇形体之间的中间条来阻止它们相对于轴承环旋转，其中，通过将条的销插入到轴承盘中的开口中来固定条。由减磨材料制成的扇形体设置有用于外环和内环的台阶，其中扇形体的上部设置有圆角，扇形体的下部设有用于相互轴向固定的槽。扇形体的导入边缘大致形成为抛物线形。通过由条、扇形体、外环和内环形成的交错通道来进行冷却和润滑。

Description

轴向滑动轴承
本发明涉及具有至少一个由硅化石墨(或具有类似特性的其它减磨材料)制成的工作表面的滑动推力轴承(plain thrust bearing)。其使用的主要领域是具有大尺寸(直径高达900mm)的推力轴承的电机和液压机械的相应结构总成，优选地是驱动主循环泵总成(MCPA)的电动机和水冷反应堆总成的主循环泵总成，例如在核电厂(NPP)本身中。
硅化石墨(用于轴承的减磨材料)的特征在于为耐热材料(至少高达300℃)，并且能够使用水代替油作为润滑剂冷却剂。该解决方案用于叶片式泵的径向和推力轴承，这些轴承包括在MCPA中。
然而，由于脆性、线性膨胀系数低于金属、作为最大总尺寸达到900mm的整体单元的板的制造工艺的复杂性、并且在使用整体板情况下从磨擦区域提供均匀和有效的散热的复杂性，使用通过水润滑和冷却的硅化石墨作为减磨材料制造用于大直径滑动推力轴承的板是不可能的。
已知用于安装在轴上的大功率蒸汽涡轮机的滑动推力轴承，该轴具有在具有金斯伯里(Kingsbury)调平杆系统(leveling lever system)的两组滑块之间移动的轴环，其中油用作冷却和润滑流体(参见Serezhkina L.P.，Zaryetsky E.I.，用于大功率蒸汽涡轮机的推力轴承，工程，1988，39到41页(Serezhkina L.P.,Zaryetsky E.I.,Thrust bearingsfor powerful steam turbines,Mashinostroenie,1988,pp.39to 41))。
已知的使用油作为冷却和润滑流体的推力轴承的缺点是增加了核电站设备的火灾危险，包括在非占据区域中运行的主循环泵。为了提供防火安全性，应使用不可燃的润滑和冷却流体，特别是水。水的使用需要改变结构，特别是使用在由水冷却和润滑的情况下功能性有效的减磨材料制成的板应该安装在轴环上。
已知滑动推力轴承包含主体和具有固定在轴上的凸缘的轴环，其中轴承盘安装在轴环的轴承表面上，并且具有自对准滑块的总成设置在主体和盘之间，该滑块具有通过其轴承表面与盘接触的减磨板(参见2003年7月15日公布的专利RU2242645，F16C 17/04)。该轴承包括具有用于减磨板的窗口(分离器)并且固定到设置有自对准滑块的总成的工作表面的拉环，和制造为衬套并且由拉环的窗口自由地容纳的减磨板，其中，减磨衬套的工作表面突出在拉环的对接表面上。轴承盘制成为实心的减磨环。减磨衬套的横截面是阶梯形的，其中台阶阻止衬套从拉环的窗口掉出。
已知的滑动推力轴承的缺点是使用形成为在凸缘(轴环)上以整体形成的实心减磨环的盘，这在大尺寸的推力轴承的情况下是不可能的(当直径增大时到900mm)。此外，在大的单元负载的滑动推力轴承中，通过设置有由减磨材料制成的衬套的轴向弹性环在接触区域中的负载平衡是不可能的。
已知的滑动推力轴承总成，包含主体和设有凸缘的轴，其中具有周向突起的盘安装在凸缘的轴承表面上，并且自对准滑块设置在主体和盘之间，与盘的工作表面接触(参见1994年2月28日公布的专利RU1745004，F16C17/04)。
这是已知的技术方案，其在使用水作为润滑和冷却流体的情况下使用由硅化石墨制成的减磨板在大单位负载下实现滑动推力轴承的功能，并且具有这样的缺点：对自调节部分的单元负载不平衡，并且润滑和冷却流体流动的流体动力学影响导致大尺寸滑动推力轴承的长期运行期间的侵蚀损坏。
本发明的目的是通过板形成用于给定大尺寸滑动推力轴承的轴环的接触表面，该轴承设置有金斯伯里调平杆系统并且在通过水冷却和润滑轴承的条件下使用硅化石墨(或具有接近特性的其他材料)作为抗磨材料来运行，这对应于NPP中对MCPA的使用。
通过所提出的发明的实施例，可以实现以下技术结果：
——当使用实心形式的板时，降低了由于接触区的散热不均匀引起的弯曲应力和热变形而损坏由硅化石墨制成的减磨元件的风险；
——改善滑动推力轴承轴环表面的冷却和润滑水的循环；
——改进用于大尺寸滑动推力轴承的轴环的板的可制造性；
——提供用于大尺寸滑动推力轴承的轴环的板的可修理性；
——提高可靠性；
——降低火灾危险；
——阻止扇形体组(sector set)沿着轴承盘旋转。
作为能够实现具有所述特征的效果的目标解决方案，提供一种滑动推力轴承，其包含主体和设置有凸缘的轴，其中具有周向突起的盘被安装在凸缘的轴承表面上，并且自对准滑块设置在主体和盘之间，与盘的工作表面接触，其中自对准滑块设置有减磨板，其中在盘的轴承表面上形成两个周向突起，并且将减磨段安装在盘的工作表面上。根据本发明，提出了在面向扇形体组的一侧上为轴承盘设置具有交错的轴承带(bearing band)和槽，以在轴承盘的内径和外径上提供安装表面，其中通过弹性元件固定由减磨材料制成的扇形体的外环和内环安装在安装表面上，以通过在扇形体之间设置间隔条来固定所述扇形体以阻止其相对于所述轴承环旋转，其中所述条通过将杆销插入轴承盘中的开口中而固定，以提供由具有用于外环和内环的台阶的减磨材料制成的区段，以提供具有半径倒圆的扇形体的上部和具有确保相互轴向固定的槽的下部，以形成大致为抛物线的扇形体导入边缘，通过由条、扇形体、外环和内环形成的交错通道冷却和润滑。
优选地，通过可锁定以阻止自松开的螺栓或螺钉在轴承带之间的中间空间中将板固定到轴环。
扇形体有利地由硅化石墨或碳化硅制成。
实现的技术效果如下：
为了降低损坏由硅化石墨(或具有接近特性的其它材料)制成的扇形体的风险并且减少在工作操作期间从轴环向扇形体的弯曲变形和热变形的转移，轴承盘包含在面向轴环的一侧上的轴承带，其中带形成在靠近由硅化石墨制成的扇形体的内表面和外表面的平衡中心(center of equilibrium)的区域中。
为了阻止扇形体组在工作操作期间沿着轴承盘旋转，每个扇形体由放置在扇形体之间的(中间)间隔条的侧表面锁定。间隔条通过插入到轴承盘的开口中的杆销相对于轴承盘固定；通过具有安装销的条来执行锁定，并且条安装在扇形体组的开始和结束处。条、由硅化石墨(或具有接近特性的其它材料)制成的(成型)扇形体、以及外部和内部固定环形成确保在工作操作期间冷却和润滑水在滑动推力轴承的轴环的接触表面上循环的通道。
由硅化石墨(或具有接近特性的其它减磨材料)制成的扇形体组的使用确保了用于大尺寸的滑动推力轴承的轴环板(collar plate)的可制造性的改进。
在制造和使用期间板的分离扇形体的可更换性确保用于大尺寸的滑动推力轴承的轴环板的可修理性。
为了降低包括在未占用区域中运行的主循环泵的核电站设备的火灾危险，使用不可燃的冷却和润滑流体(即水)，并且使用减磨材料制成的在被水冷却和润滑时起作用的板被安装在轴环上。
在特定实施例中要求保护的发明由图1至图8示出：
图1示出了滑动推力轴承；
图2示出了滑动推力轴承的板(总体视图)；
图3示出了板的通道(图2的视图B)；
图4示出了板(图2的截面A-A)；
图5示出了板扇形体(总体视图)；
图6示出了板扇形体(图5的侧视图)；
图7示出了板条(总体视图)；
图8示出了板条(图7的视图С)。
大尺寸的滑动推力轴承包含主体(未示出)并安装在轴的轴环上。轴承设置有在两组滑块之间移动的轴环26，并且设置有位于主体和轴承盘1(图4)之间的金斯伯里(Kingsbury)调平杆系统、和安装在轴环(参见图1)上的板27。板27(图2)包括实施为具有沿着内径的安装表面的环的轴承盘1(图4)。
轴承盘1具有包含交错槽2和轴承带3的表面，轴承带3确保了硅化石墨强度条件所需的轴承条件，并且同时提供用于处理面向一组扇形体的一侧上的相邻表面的最小面积尺寸(图4)。
轴承盘1在面向轴环26的一侧上设置有两个轴承带4(图4)。轴承带布置在靠近由硅化石墨制成的扇形体(sector)的内表面和外表面的平衡中心的区域中，以便减少损坏扇形体的风险并且减少在工作运行期间从轴环到扇形体的弯曲变形和热变形的传递。
与轴承盘的安装表面同轴的圆形槽(台阶)5和6沿着轴承盘1(图4)的面向扇形体的一侧的内径和外径制成，以使相应的外部环7和内部环8置中。由硅化石墨制成并且几何成形为具有工作接触表面的扇形体的扇形体9的组(图2、4)安装在轴承环1的上轴承表面上。由硅化石墨制成的扇形体组的使用确保用于大尺寸滑动推力轴承的轴环的板的可制造性的提高，以及使用期间的可靠性和可修理性的增强。
为了防止流体动力学干扰，扇形体9的导入边缘10(图2、5)被从径向方向向具有较大直径的扇形体的区域上的旋转方向偏转。为了确保在扇形体之间的入口和出口附近的槽中冷却和润滑水流方向从周向到径向的平滑变化以及反之亦然，扇形体的导入边缘10大致形成为抛物线形(图3)并且沿着外部轮廓和内部轮廓形成相应的径向圆角11、12、13和14(图5)。由于使用水作为冷却和润滑液，确保了火灾安全。
在使用(中间)条15(图4、7)的侧表面的工作运行期间，扇形体9被固定以阻止沿着轴承盘1的旋转。当条被安装时，销16插入到轴承盘的开口17中，并且止动件18(图8)插入到扇形体的槽19(图6)中。这提供了相互的轴向固定。
扇形体9通过外部环7和内部环8以及弹性元件20和21(图4)沿着轴承盘1(图4)安装。
通过相对于外部环7和内部环8停止(楔入)扇形体，扇形体9被附加地固定以阻止沿着轴承盘1的旋转。
固定外部环7和内部环8通过特别是螺栓22和螺钉23(图4)以及止动垫圈24和25(图4)固定到盘上。
滑动推力轴承的板27在轴承带4之间的空间中(在特定情况下，通过设置有阻止其自松开的止动件的螺栓或螺钉)固定到轴环26。
通过将条15布置在轴承盘1上并且随后布置扇形体9、弹性元件20、21以及固定外部环7和内部环8，然后将它们固定到轴承盘，从而组装板。

Claims (3)

1.一种滑动推力轴承，包含主体和设置有凸缘的轴，其中具有周向突起的轴承盘安装在所述凸缘的轴承表面上，并且自对准滑块安装在所述主体和所述轴承盘之间，与所述轴承盘的工作表面接触，其中所述自对准滑块设置有减磨板，其中在所述轴承盘的所述轴承表面上形成有两个周向突起，其中减磨段被安装在所述轴承盘的所述工作表面上，其特征在于，所述轴承盘在面向扇形体组的一侧上设有交错的轴承带和槽，其中所述轴承盘沿所述轴承盘的内径和外径设置有安装表面，其中通过弹性元件固定由减磨材料制成的所述扇形体的外环和内环被安装在所述安装表面上，所述扇形体通过设置在所述扇形体之间的中间条而被固定，以阻止所述扇形体相对于所述轴承环的旋转，其中，通过将所述条的销插入到所述轴承盘中的开口中来固定所述条，其中由减磨材料制成的所述扇形体设置有用于所述外环和所述内环的台阶，其中所述扇形体的上部设置有圆角，并且所述扇形体的下部设置有用于相互轴向固定的槽，其中所述扇形体的导入边缘大致成形为抛物线形，其中用于冷却和润滑的交错通道由所述条、所述扇形体、所述外环和所述内环形成。
2.根据权利要求1所述的滑动推力轴承，其中，所述板通过所述轴承带之间的中间空间中的螺栓或螺钉固定到轴环，所述螺栓或螺钉可锁定以阻止自松开。
3.根据权利要求1所述的滑动推力轴承，其中所述扇形体由硅化石墨或碳化硅制成。
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