CN110821873A - 一种燃气轮机用双向止推滑动轴承 - Google Patents

一种燃气轮机用双向止推滑动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明专利属于机械制造滑动轴承领域，具体涉及一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，是为了解决船用及工业燃气轮机的成熟机型及其衍生机型一般结构较为紧凑，在高压前支承位置的有限空间内，现有的轴承无法承受机器运转时产生的巨大的轴向力，进而寿命大幅降低的问题，本发明它包括前推力轴承、后推力轴承和推力盘，所述推力盘通过套装固定在压气机转子部件上，前推力轴承和后推力轴承分别设置在推力盘轴向的两侧，推力盘与前推力轴承和后推力轴承间存在间隙，压气机受向前轴向力时，推力盘与前主推力瓦块基体背部接触，受向后轴向力时，推力盘与后主推力瓦块基体背部接触，安装在瓦块基体上的主支承块通过弹性支板将轴向力传递至轴承座。

Description

一种燃气轮机用双向止推滑动轴承
技术领域
本发明专利属于机械制造滑动轴承领域，具体涉及一种新型双向止推滑动轴承，可用于高速旋转机械中，如船用和工业燃气轮机中承受双向轴向力的高压压气机等结构中。
背景技术
随着客户的需求及燃气轮机设计及制造技术的进步，燃气轮机功率不断提升。在燃气轮机设计时，一般以某成熟机型作为母型机，衍生设计功率更大的机型。对于功率较小的成熟机型，压气机部分仅采用滚子轴承作为支承。当轴向力随功率提升而增大时，滚子轴承寿命大幅降低，不满足使用要求。一般情况下，燃气轮机高压压气机前支承位置承受的轴向力随工况变化方向不定，可能向进气侧或出气侧，单向止推滑动轴承也无法适用。船用及工业燃气轮机的成熟机型及其衍生机型一般结构较为紧凑，在高压前支承位置的有限空间内，现有的轴承无法承受机器运转时产生的巨大的轴向力，进而寿命大幅降低。
发明内容
本发明专利的目的：是为了解决船用及工业燃气轮机的成熟机型及其衍生机型一般结构较为紧凑，在高压前支承位置的有限空间内，现有的轴承无法承受机器运转时产生的巨大的轴向力，进而寿命大幅降低的问题，本发明提出了一种燃气轮机用双向止推滑动轴承。
为实现上述目的，一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，它包括前推力轴承、后推力轴承和推力盘，所述推力盘套装固定在压气机转子部件上，前推力轴承和后推力轴承分别相对设置在推力盘轴向的两侧；
所述前推力轴承包括前主支承块、前推力轴承座、多个前弹性支板和多个前主推力瓦块基体；
所述前主推力瓦块基体的形状为扇形，多个前主推力瓦块基体沿圆周方向均布卡装在前推力轴承座的内侧端面上，每个前主推力瓦块基体与前推力轴承座之间均叠加有多个前弹性支板，每个前主推力瓦块基体与相邻的前弹性支板之间设有一个前主支撑块；
所述后推力轴承包括后主支承块、后推力轴承座、多个后弹性支板和多个后主推力瓦块基体；
所述后主推力瓦块基体的形状为扇形，多个后主推力瓦块基体沿圆周方向均布卡装在后推力轴承座的内侧端面上，每个后主推力瓦块基体与后推力轴承座之间均叠加有多个后弹性支板，每个后主推力瓦块基体与相邻的后弹性支板之间设有一个后主支撑块；
所述推力盘设置在前主推力瓦块基体和后主推力瓦块基体之间。
优选地，前推力轴承和后推力轴承与推力盘之间均设有间隙，所述间隙为0.3mm-0.4mm。
进一步地，所述后推力支撑座的外圆处和外侧端面上均设有圆环凹槽，圆环凹槽内设有密封圈。
再进一步地，所述前主支撑块与前弹性支板相邻的一端为球形面；
所述后主支撑块与后弹性支撑板相邻的一端为球形面。
再进一步地，所述前主推力瓦块基体相邻的前弹性支板的外侧设有一组固接接头一，固接接头一内设有与前推力轴承座固接的销钉一；
所述后主推力瓦块基体相邻的后弹性支板的外侧设有一组固接接头二，固接接头二内设有与后推力轴承座固接的销钉二。
优选地，所述前主推力瓦块基体的数量为九个，后主推力瓦块基体的数量为九个，前弹性支板的数量为两个，后弹性支板的数量为两个。
进一步地，所述前主推力瓦块基体上垂直插装有两个耐磨销一，所述耐磨销一的外侧端顶在前主支撑块上；
所述后主推力瓦块基体上垂直插装有两个耐磨销二，所述耐磨销二的外侧端顶在后主支撑块上。
再进一步地，每个前主推力瓦块基体圆弧方向的两端分别设有一个固定钉一，固定钉一沿径向方向由外至内设置在前主推力瓦块基体外弧的位置，每个固定钉一的外侧分别设有带有缺口的止动环一，所述前推力轴承座外弧部分设有与止动环二对应的环形开口，止动环二卡设连接在环形开口中；
每个后主推力瓦块基体圆弧方向的两端分别设有一个后固定钉二，固定钉二沿径向方向由外至内设置在后主推力瓦块基体外弧的位置，每个固定钉二的外侧分别设有带有缺口的止动环二，所述后推力轴承座外弧部分设有与止动环二对应的环形开口，止动环二卡设连接在环形开口中。
优选地，每相邻两个前主推力瓦块基体之间均设有一个前喷嘴；
每个前喷嘴有4个喷油孔对准前推力瓦块基体与前推力轴承座的接触位置。
每相邻两个后主推力瓦块基体之间均设有一个后喷嘴；
每个后喷嘴有4个喷油孔对准后主推力瓦块基体与后推力轴承座的接触位置。
进一步地，所述每相邻两个前主推力瓦块基体之间设有一个贯穿前推力轴承座的固定螺栓一，固定螺栓一与前推力轴承座之间设有紧固垫片一；
所述每相邻两个后主推力瓦块基体之间设有一个贯穿后推力轴承座的固定螺栓二，固定螺栓二与后推力轴承座之间设有紧固垫片二。
有益效果：本发明所提出的一种新型双向止推滑动轴承其双向止推滑动轴承结构紧凑，在衍生机型高压前支承的有限空间内，通过前推力轴承、后推力轴承和推力盘组成双向止推的结构，前推力轴承和后推力轴承分别采用9个瓦块传递轴向力，能够分散承受较大的轴向力，滚子轴承不承受任何轴向力，大大提升了滚子轴承的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的一种新型双向止推滑动轴承其双向止推滑动轴承的剖视图；
图2为本发明的后推力轴承的装配示意图；
图3为本发明的后推力轴承的装配示意图；
图4为本发明的前推力瓦块基体位置的放大图；
图5为本发明的后推力瓦块基体位置的放大图；
图6为本发明的前推力支撑座的弹性支板装配图；
图7为本发明的后推力支撑座的弹性支板装配图。
具体实施方式
结合附图1-7说明本发明的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承：
具体实施方式一：它包括前推力轴承、后推力轴承和推力盘6，所述推力盘6套装固定在压气机转子部件上，前推力轴承和后推力轴承分别相对设置在推力盘6轴向的两侧；
所述前推力轴承包括前主支承块18、前推力轴承座8、多个前弹性支板19和多个前主推力瓦块基体7；
所述前主推力瓦块基体7的形状为扇形，多个前主推力瓦块基体7沿圆周方向均布卡装在前推力轴承座8的内侧端面上，每个前主推力瓦块基体7与前推力轴承座8之间均叠加有多个前弹性支板19，每个前主推力瓦块基体7与相邻的前弹性支板19之间设有一个前主支撑块18；
所述后推力轴承包括后主支承块1、后推力轴承座4、多个后弹性支板3和多个后主推力瓦块基体2；
所述后主推力瓦块基体2的形状为扇形，多个后主推力瓦块基体2沿圆周方向均布卡装在后推力轴承座4的内侧端面上，每个后主推力瓦块基体2与后推力轴承座4之间均叠加有多个后弹性支板3，每个后主推力瓦块基体2与相邻的后弹性支板3之间设有一个后主支撑块1；
所述推力盘6设置在前主推力瓦块基体7和后主推力瓦块基体2之间。
具体实施方式二：前推力轴承和后推力轴承与推力盘6之间均设有间隙，所述间隙为 0.3mm-0.4mm。
优选地，前推力轴承和后推力轴承与推力盘6之间均设有间隙，所述间隙为0.35mm。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：所述后推力支撑座4的外圆处和外侧端面上均设有圆环凹槽，圆环凹槽内设有密封圈5。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：所述前主支撑块18与前弹性支板19相邻的一端为球形面；
所述后主支撑块1与后弹性支撑板3相邻的一端为球形面。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：所述前主推力瓦块基体7相邻的前弹性支板19的外侧设有一组固接接头一16，固接接头一21内设有与前推力轴承座8固接的销钉一17；
所述后主推力瓦块基体2相邻的后弹性支板3的外侧设有一组固接接头二21，固接接头二21内设有与后推力轴承座4固接的销钉二22。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：所述前主推力瓦块基体7的数量为九个，后主推力瓦块基体2的数量为九个，前弹性支板19的数量为两个，后弹性支板3的数量为两个。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：所述前主推力瓦块基体7上垂直插装有两个耐磨销一15，所述耐磨销15一的外侧端顶在前主支撑块18上；
所述后主推力瓦块基体2上垂直插装有两个耐磨销二23，所述耐磨销二的外侧端顶在后主支撑块1上。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：每个前主推力瓦块基体7圆弧方向的两端分别设有一个固定钉一14，固定钉一14沿径向方向由外至内设置在前主推力瓦块基体7外弧的位置，每个固定钉一 14的外侧分别设有带有缺口的止动环一13，所述前推力轴承座8外弧部分设有与止动环二 13对应的环形开口，止动环二13卡设连接在环形开口中；
每个后主推力瓦块基体2圆弧方向的两端分别设有一个后固定钉二24，固定钉二24 沿径向方向由外至内设置在后主推力瓦块基体2外弧的位置，每个固定钉二24的外侧分别设有带有缺口的止动环二25，所述后推力轴承座4外弧部分设有与止动环二25对应的环形开口，止动环二25卡设连接在环形开口中。
每个前主推力瓦块基体7相对于前推力轴承座8在所有方向上的晃动范围≥0.5mm。
每个后主推力瓦块基体2相对于后推力轴承座4在所有方向上的晃动范围≥0.5mm。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：每相邻两个前主推力瓦块基体7之间均设有一个前喷嘴10；
每个前喷嘴10有4个喷油孔对准前推力瓦块基体7与前推力轴承座8的接触位置。
每相邻两个后主推力瓦块基体2之间均设有一个后喷嘴26；
每个后喷嘴26有4个喷油孔对准后主推力瓦块基体2与后推力轴承座4的接触位置。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：所述每相邻两个前主推力瓦块基体7之间设有一个贯穿前推力轴承座8的固定螺栓一12，固定螺栓一12与前推力轴承座8之间设有紧固垫片一11；
所述每相邻两个后主推力瓦块基体2之间设有一个贯穿后推力轴承座4的固定螺栓二 27，固定螺栓二27与后推力轴承座4之间设有紧固垫片二28。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
其他实施方式：所述前推力轴承座8通过螺栓9与推力盘一侧的压气机转子静子部件连接，所述后推力轴承座4通过螺栓20与推力盘另一侧的压气机转子静子部件连接。
工作原理：推力盘与前推力轴承和后推力轴承间存在间隙，压气机受向前轴向力时，推力盘与前主推力瓦块基体背部接触，受向后轴向力时，推力盘与后主推力瓦块基体背部接触，安装在瓦块基体上的主支承块通过弹性支板将轴向力传递至轴承座。安装前推力瓦块基体和后推力瓦块基体后，前推力瓦块基体和后推力瓦块基体可以用手摇晃，工作时前主推力瓦块基体、后主推力瓦块基体与轴承座及推力盘的间隙处被喷嘴喷出的滑油充满，在轴向上形成油楔用以承受轴向力。

Claims (10)

1.一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：它包括前推力轴承、后推力轴承和推力盘(6)，所述推力盘(6)套装固定在压气机转子部件上，前推力轴承和后推力轴承分别相对设置在推力盘(6)轴向的两侧；
所述前推力轴承包括前主支承块(18)、前推力轴承座(8)、多个前弹性支板(19)和多个前主推力瓦块基体(7)；
所述前主推力瓦块基体(7)的形状为扇形，多个前主推力瓦块基体(7)沿圆周方向均布卡装在前推力轴承座(8)的内侧端面上，每个前主推力瓦块基体(7)与前推力轴承座(8)之间均叠加有多个前弹性支板(19)，每个前主推力瓦块基体(7)与相邻的前弹性支板(19)之间设有一个前主支撑块(18)；
所述后推力轴承包括后主支承块(1)、后推力轴承座(4)、多个后弹性支板(3)和多个后主推力瓦块基体(2)；
所述后主推力瓦块基体(2)的形状为扇形，多个后主推力瓦块基体(2)沿圆周方向均布卡装在后推力轴承座(4)的内侧端面上，每个后主推力瓦块基体(2)与后推力轴承座(4)之间均叠加有多个后弹性支板(3)，每个后主推力瓦块基体(2)与相邻的后弹性支板(3)之间设有一个后主支撑块(1)；
所述推力盘(6)设置在前主推力瓦块基体(7)和后主推力瓦块基体(2)之间。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：前推力轴承和后推力轴承与推力盘(6)之间均设有间隙，所述间隙为0.3mm-0.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：所述后推力支撑座(4)的外圆处和外侧端面上均设有圆环凹槽，圆环凹槽内设有密封圈(5)。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：所述前主支撑块(18)与前弹性支板(19)相邻的一端为球形面；
所述后主支撑块(1)与后弹性支撑板(3)相邻的一端为球形面。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：所述前主推力瓦块基体(7)相邻的前弹性支板(19)的外侧设有一组固接接头一(16)，固接接头一(21)内设有与前推力轴承座(8)固接的销钉一(17)；
所述后主推力瓦块基体(2)相邻的后弹性支板(3)的外侧设有一组固接接头二(21)，固接接头二(21)内设有与后推力轴承座(4)固接的销钉二(22)。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：所述前主推力瓦块基体(7)的数量为九个，后主推力瓦块基体(2)的数量为九个，前弹性支板(19)的数量为两个，后弹性支板(3)的数量为两个。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：所述前主推力瓦块基体(7)上垂直插装有两个耐磨销一(15)，所述耐磨销(15)一的外侧端顶在前主支撑块(18)上；
所述后主推力瓦块基体(2)上垂直插装有两个耐磨销二(23)，所述耐磨销二的外侧端顶在后主支撑块(1)上。
8.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：每个前主推力瓦块基体(7)圆弧方向的两端分别设有一个固定钉一(14)，固定钉一(14)沿径向方向由外至内设置在前主推力瓦块基体(7)外弧的位置，每个固定钉一(14)的外侧分别设有带有缺口的止动环一(13)，所述前推力轴承座(8)外弧部分设有与止动环二(13)对应的环形开口，止动环二(13)卡设连接在环形开口中；
每个后主推力瓦块基体(2)圆弧方向的两端分别设有一个后固定钉二(24)，固定钉二(24)沿径向方向由外至内设置在后主推力瓦块基体(2)外弧的位置，每个固定钉二(24)的外侧分别设有带有缺口的止动环二(25)，所述后推力轴承座(4)外弧部分设有与止动环二(25)对应的环形开口，止动环二(25)卡设连接在环形开口中。
9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：每相邻两个前主推力瓦块基体(7)之间均设有一个前喷嘴(10)；
每个前喷嘴(10)有4个喷油孔对准前推力瓦块基体(7)与前推力轴承座(8)的接触位置。
每相邻两个后主推力瓦块基体(2)之间均设有一个后喷嘴(26)；
每个后喷嘴(26)有4个喷油孔对准后主推力瓦块基体(2)与后推力轴承座(4)的接触位置。
10.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用双向止推滑动轴承，其特征在于：所述每相邻两个前主推力瓦块基体(7)之间设有一个贯穿前推力轴承座(8)的固定螺栓一(12)，固定螺栓一(12)与前推力轴承座(8)之间设有紧固垫片一(11)；
所述每相邻两个后主推力瓦块基体(2)之间设有一个贯穿后推力轴承座(4)的固定螺栓二(27)，固定螺栓二(27)与后推力轴承座(4)之间设有紧固垫片二(28)。
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