CN108591245A - 一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴 - Google Patents

一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，轴承为可倾瓦滑动轴承，可倾瓦瓦块外部为轴承保持体，轴承保持体上设置环形供油槽，供油槽上开孔使得润滑油能够流入喷嘴，喷嘴上开有进油通道与供油槽上的孔对应，使得冷油油路畅通。喷油孔方向为斜向45度，喷嘴上等距离开多个喷油孔以覆盖整个瓦宽。喷嘴上开T型槽，T型槽底部开沉孔，沉孔中安装弹性元件，弹性元件上安装热油隔断装置，热油隔断装置顶部上开孔储存一部分润滑油，保证当其与转子产生摩擦时能够充分润滑。本发明能够有效调节热润滑油与新的冷润滑油的混合比利，既能显著降低进油温度，提高冷却效率，保证油膜形成后不会因高温导致润滑油脂破坏降低承载能力。

Description

一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴
技术领域
本发明涉及滑动轴承领域，具体而言，涉及一种可倾瓦滑动轴承的润滑结构。
背景技术
滑动轴承是燃气轮机、汽轮机、齿轮箱等旋转机械中的重要组成部分，具有工作平稳、承载能力高、摩擦系数低、吸振性好、工作可靠等突出优点。现代工程技术发展的趋势是加大轴承的承载能力和提高轴承的转速，这就会造成滑动轴承内的润滑油温度急剧升高，导致润滑油的粘度降低甚至失去润滑能力。
滑动轴承的润滑为流体动力润滑，可倾瓦滑动轴承的润滑方式一般为直接润滑或浸油润滑。一般来说，直接润滑要求润滑油能够流动顺畅以带走摩擦产生的热量，冷油由油箱进入润滑油管路，再通过设置在可倾瓦滑动轴承瓦块之间的喷嘴，进入瓦块之间的空隙，在瓦块空隙中冷油与来自上一瓦块的热油混合，进入瓦块与转子之间的间隙，带走摩擦产生的热量。如此在各个瓦块中反复。
上述中大量的热润滑油与适量的冷润滑油混合后导致油温度较高，不利于下一瓦块的冷却及润滑，尤其是重载轴承下部位置的瓦块。但是在每一个瓦块入口，仍需保证入口油温在一定温度以上，因为油温过低会导致润滑油粘度较大，增大轴承的摩擦功耗损失，降低机组的运行效率。
专利(201711492165.5)设计了一种可倾瓦滑动轴承直接润滑隔断热油喷嘴装置，该装置也是用以为了解决冷热油混合后温度较高，以及宽径比较大轴承的润滑问题，但是它采用的技术方案为润滑隔断热油喷嘴。通过这种隔断热油喷嘴阻挡大部分上个轴承瓦块中的热润滑油进入瓦块空隙与冷油混合。从而使得进入下一个轴承瓦块进行冷却及润滑的冷油温度保持在40±5℃。这种方式因阻拦过多热油进入下一瓦块，可能导致所需润滑油量急剧增加。
相较于专利(201711492165.5)提及的静态热油隔断装置机构，本发明设计的弹性热油隔断装置为动态机构，热油隔断块顶部开有成排小孔，来自上一瓦块的动压热油遇到顶部开有小孔的热油隔断装置时，来自上一瓦块的润滑油被阻拦，速度急剧降低，润滑油的动能转化为势能，此压力大于热油隔断装置下弹性元件的弹力，将热油隔断装置下压，下压到一定位置后，弹性元件弹力大于油膜动压产生的压力，热油隔断装置上移，热油隔断装置沿T型槽侧壁上下运动，使整个轴承结构处于动态平衡。润滑油一部分被阻挡在热油隔断装置左侧，一部分通过热油隔断装置进入一下瓦块与冷油混合。
发明内容
为了调节轴承瓦块中润滑油温度，本发明提出了一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴。通过这种弹性热油隔断装置控制来自上个轴承瓦块中的热润滑油量。从而调节进入下一个轴承瓦块进行冷却及润滑的润滑油油温度保持在一定范围内，既不会温度过高影响冷却效果和动压油膜的形成，也不会温度过低增大油膜摩擦力。此喷嘴可以应用于可倾瓦推力滑动轴承和可倾瓦径向滑动轴承。
为了解决上述问题本发明采用的技术方案如下：
一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，可倾瓦滑动轴承安装在转子上；轴承保持体为可倾瓦滑动轴承的外部结构，可倾瓦块为可倾瓦滑动轴承的内部结构；可倾瓦块通过螺钉紧固在轴承保持体上，各个可倾瓦块与转子相接触；轴承保持体上设置有环形供油槽，环形供油槽上开有孔；进油喷嘴设置在各个可倾瓦块之间的轴承保持体上；进油喷嘴与环形供油槽上的孔相连通；进油喷嘴上开有进油通道，进油通道与环形供油槽上的孔相对应，使冷润滑油的油路畅通。
进油喷嘴中设置有一导向T型槽，用以安装弹性热油隔断装置，T型槽的底面开有两个或多个沉孔，用以安装弹性元件，弹性元件为压簧，弹性元件上安装有热油隔断装置，热油隔断装置能够根据受力方向沿导向T型槽的壁面进行上下滑动。热油隔断装置顶部为石墨材料，热油隔断装置顶部上开有数排小孔。进油喷嘴通过紧固螺钉安装在轴承保持体上。进油喷嘴上开有T型槽，T型槽底部开盲孔安装弹性元件，弹性元件上安装有热油隔断块装置；
通过环形供油槽上的孔，使润滑油流入进油喷嘴；
进油喷嘴的宽度与可倾瓦块的宽度相等；
进油喷嘴上等距离设有数个喷油孔，喷油孔的数量根据可倾瓦滑动轴承的宽度而定；
喷油孔的中心线与进油喷嘴的中心线之间夹角为45°，喷油孔在进油喷嘴沿倾斜方向布置确保大部分冷润滑油能够进入下一个可倾瓦块与转子之间的间隙，提高冷却效率；
当转子运转时，润滑油在轴承瓦块与转子之间形成动压油膜，润滑方式为流体动压润滑。当具有一定速度的润滑油遇到顶部开有小孔的热油隔断装置时，来自上一瓦块的润滑油被阻拦，速度急剧降低，润滑油的动能转化为势能，此压力大于热油隔断装置下弹性元件的弹力，将热油隔断装置下压，此时在热油隔断装置顶部与转子之间出现一定间隙，部分热油通过热油隔断装置与冷油混合进入下一瓦块进行润滑；部分热油没有通过热有隔断装置，被阻拦后排出。
热油隔断装置保证与上一可倾瓦块之间有一定的距离，使热润滑油能够顺利排出；
当转子发生振动或者润滑油量不足时，转子与热油隔断装置可能会接触产生摩擦力，由于热油隔断装置顶部为石墨材料，并且开有的小孔中储存了一定量的润滑油，此时热油隔断装置顶部能够自润滑，不会导致磨损和润滑不足的情况；
当热油隔断装置阻隔了大部分润滑油进入下一瓦块，导致整个轴承所需润滑油量急剧上升以及下一瓦块的入口油温过低，增大摩擦功率损耗时，此时需要调节进入下一瓦块入口润滑油量；可以通过更换弹性元件的方式。选择刚度较小，弹性较低的弹性元件，使得动压油膜产生的压力大于弹性元件的弹力，增大热油隔断装置与转子之间的间隙，增加通过热油隔断装置的润滑油量；
当热油隔断装置阻隔进入下一瓦块润滑油量过少，导致轴承润滑油温急剧上升不利于形成动压油膜时，此时需要调节进入下一瓦块入口润滑油量；也可以通过更换弹性元件的方式。选择刚度较大，弹性较大的弹性元件，使得动压油膜产生的压力小于弹性元件的弹力，降低热油隔断装置与转子之间的间隙，增加通过热油隔断装置的润滑油量；
本发明所使用的弹性热油隔断装置能够有效调节热润滑油与新的冷润滑油的混合比利，既能显著降低进油温度，提高冷却效率，保证油膜形成后不会因高温导致润滑油脂破坏降低承载能力。又可以调节适宜的进油温度，保证轴承摩擦功耗不会过高。采用石墨上开孔的方式保证了热油隔断装置的可靠性，不会因为转子振动、动压或磨损导致热油隔断装置损坏保证转子的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述弹性热油隔断装置喷嘴应用于径向轴承上的结构示意图；
图2为本发明弹性热油隔断装置喷嘴整体三维轴测图；
图3为本发明弹性热油隔断装置喷嘴主视图；
图4为本发明弹性热油隔断装置喷嘴左视图；
图5为本发明弹性热油隔断装置喷嘴俯视图；
图6为本发明弹性元件三维轴测图；
图7为本发明弹性热油隔断装置喷嘴基座三维轴测图；
图8为本发明热油隔断装置三维轴测图；
图9为本发明所述弹性热油隔断装置喷嘴应用于推力轴承上的结构示意图；
图中：1-转子；2-可倾瓦块；3-热油隔断装置；4-进油喷嘴；5-轴承保持体；6-进油通道；7-轴承均压油槽；8-弹性元件；9-紧固螺钉沉孔；10-石墨上开孔；11-T型槽；12-沉孔。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、特征易于理解，下面结合附图阐述本发明。
如图1-图2所示；
在可倾瓦滑动轴承的各可倾瓦块2之间设置有进油喷嘴4及热油隔断装置3，冷润滑油通过润滑油管路到达轴承均压油槽7，进入进油喷嘴4的进油通道6；
进油通道6为斜向45°，使冷润滑油更易进入可倾瓦块2与转子1之间的缝隙，形成动压油膜，用以支撑转子1的重量，并带走转子1转动摩擦产生的热量，热油从可倾瓦块的另一侧排出。
进油通道与轴承体润滑油均压油槽相联连通，润滑油在流体动压作用下喷嘴宽度范围内的低温润滑油被吸入可倾瓦块2与转子之间，形成动压油膜。
与此同时，来自上一可倾瓦块2与转子1缝隙的热油到达瓦块之间的空腔，动压热油受到热油隔断装置3的阻隔，动能转化为势能，将热油隔断装置3往下压，此时弹性元件8有向上顶起的力与其平衡，保证热有隔断装置3与转子1保持一定间隙，将部分热油阻隔于热油隔断装置3的左侧并通过排出孔排出，另一部分热油通过热油隔断装置3进入下一轴承瓦块，通过调节弹性元件来控制进入下一可倾瓦块2的润滑油温度，保证冷却效率及机组运行效率和转子与瓦块之间动压油膜的可靠性。
当转子发生振动时，热油隔断装置3与转子1可能产生摩擦，热油隔断装置3顶部的石墨开孔10中储存有润滑油，可保证与转子之间的润滑。
石墨材料与金属转子的摩擦力较小，且不对转子造成损坏。
如图2、图3、图4、图5所示；
进油喷嘴4中设置有一T型槽11，T型槽底面有两个沉孔12用以安装弹性元件8，弹性元件8上安装热油隔断装置3，热油隔断装置3可沿T型槽8侧壁上下滑动保持动态平衡。进油喷嘴4设置两个紧固螺钉沉孔9，用以安装紧固螺钉将进油喷嘴4与轴承保持体5连接。
进油喷嘴4宽度较大，并且热油隔断装置两侧都应留有一定空间使得冷油和热油能够进入和排出，所以两可倾瓦块之间应留有足够空间。
进油通道出口处为45°，且方向指向瓦块缝隙，使得冷润滑油更易进入，提高润滑油的利用率。
如图6、图7、图8所示；弹性元件6一般为压簧，热油隔断装置3的安装基座为钢材质或硬质塑料，顶部使用石墨材料，以减少与转子1的摩擦。同时应注意热有隔断装置3的长度，使其与转子有一定的间隙。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：可倾瓦滑动轴承安装在转子上；轴承保持体为可倾瓦滑动轴承的外部结构，可倾瓦块为可倾瓦滑动轴承的内部结构；可倾瓦块通过螺钉紧固在轴承保持体上，各个可倾瓦块与转子相接触；轴承保持体上设置有环形供油槽，环形供油槽上开有孔；进油喷嘴设置在各个可倾瓦块之间的轴承保持体上；进油喷嘴与环形供油槽上的孔相连通；进油喷嘴上开有进油通道，进油通道与环形供油槽上的孔相对应，使冷润滑油的油路畅通；
进油喷嘴中设置有一导向T型槽，用以安装弹性热油隔断装置，T型槽的底面开有两个或多个沉孔，用以安装弹性元件，弹性元件为压簧，弹性元件上安装有热油隔断装置，热油隔断装置能够根据受力方向沿导向T型槽的壁面进行上下滑动；热油隔断装置顶部为石墨材料，热油隔断装置顶部上开有数排小孔；进油喷嘴通过紧固螺钉安装在轴承保持体上；进油喷嘴上开有T型槽，T型槽底部开盲孔安装弹性元件，弹性元件上安装有热油隔断块装置；
通过环形供油槽上的孔，使润滑油流入进油喷嘴；
进油喷嘴的宽度与可倾瓦块的宽度相等；
进油喷嘴上等距离设有数个喷油孔，喷油孔的数量根据可倾瓦滑动轴承的宽度而定。
2.根据权利要求1所述的一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：喷油孔的中心线与进油喷嘴的中心线之间夹角为45°，喷油孔在进油喷嘴沿倾斜方向布置确保大部分冷润滑油能够进入下一个可倾瓦块与转子之间的间隙，提高冷却效率。
3.根据权利要求1所述的一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：当转子运转时，润滑油在轴承瓦块与转子之间形成动压油膜，润滑方式为流体动压润滑；当具有一定速度的润滑油遇到顶部开有小孔的热油隔断装置时，来自上一瓦块的润滑油被阻拦，速度急剧降低，润滑油的动能转化为势能，此压力大于热油隔断装置下弹性元件的弹力，将热油隔断装置下压，此时在热油隔断装置顶部与转子之间出现一定间隙，部分热油通过热油隔断装置与冷油混合进入下一瓦块进行润滑；部分热油没有通过热有隔断装置，被阻拦后排出。
4.根据权利要求1所述的一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：热油隔断装置保证与上一可倾瓦块之间有一定的距离，使热润滑油能够顺利排出。
5.根据权利要求1所述的一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：当转子发生振动或者润滑油量不足时，转子与热油隔断装置可能会接触产生摩擦力，由于热油隔断装置顶部为石墨材料，并且开有的小孔中储存了一定量的润滑油，此时热油隔断装置顶部能够自润滑，不会导致磨损和润滑不足的情况。
6.根据权利要求1所述的一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：当热油隔断装置阻隔了大部分润滑油进入下一瓦块，导致整个轴承所需润滑油量急剧上升以及下一瓦块的入口油温过低，增大摩擦功率损耗时，此时需要调节进入下一瓦块入口润滑油量；可以通过更换弹性元件的方式；选择刚度较小，弹性较低的弹性元件，使得动压油膜产生的压力大于弹性元件的弹力，增大热油隔断装置与转子之间的间隙，增加通过热油隔断装置的润滑油量。
7.根据权利要求1所述的一种具有弹性热油隔断装置的可倾瓦滑动轴承喷嘴，其特征在于：当热油隔断装置阻隔进入下一瓦块润滑油量过少，导致轴承润滑油温急剧上升不利于形成动压油膜时，此时需要调节进入下一瓦块入口润滑油量；也可以通过更换弹性元件的方式；选择刚度较大，弹性较大的弹性元件，使得动压油膜产生的压力小于弹性元件的弹力，降低热油隔断装置与转子之间的间隙，增加通过热油隔断装置的润滑油量。
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