CN111677748A - 一种大容量发电机重载推力轴承系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大容量发电机重载推力轴承系统，包括在轴向上具有下限位位置的转动件、位于转动件下方填充有润滑油的油槽、设置在油槽内的底座、沿周向间隔设置在底座上的若干扇环形的轴瓦，转动件下端部设有镜板，轴瓦上表面设有耐磨层，轴瓦位于转动件转动方向的前后两侧靠近耐磨层的上部分别设有沿径向延伸的V形槽，轴瓦内设有若干贯通转动件转动方向前后两侧的散热通道，所述散热通道的前后两端分别连通V形槽的槽底。本发明既可使轴瓦温度均匀，从而有效地降低轴瓦的最高温度，使动压油膜保持足够的承载力，避免轴瓦耐磨层因热变形而脱落，并可有效地减少气泡进入动压油膜内，从而提升动压油膜的润滑效果。

Description

一种大容量发电机重载推力轴承系统

技术领域

本发明涉及水轮发电机技术领域，具体涉及一种大容量发电机重载推力轴承系统。

背景技术

随着人们节能环保意识的增强，作为绿色能源的水力发电正在大力发展，在水力发电领域，水轮机组是关键的部分，其通常包括定子、可转动地设置在定子内的转子、用于驱动转子转动的转轮，其中的转轮被设置在一个蜗壳内，而蜗壳则设置在机坑内，转轮包括中件的转轴、设置在转轮轴上的若干叶片，叶片的正面为迎水面，叶片的背面为背水面，蜗壳的一侧设有开口对准叶片迎水面的进水管，蜗壳的另一侧设有出水管，转子与转轮轴传动连接。转子包括转轴、设置在转轴上的磁轭、均匀设置在磁轭外侧的若干磁极。当水库内具有高水位差的水流通过进水管形成高速水流并冲击转轮的叶片迎水面时，即可使转轮转动并带动转子转动，进而生成电能。

我们知道，发电机组在运行时，对于竖直设置的转轮轴和转子的转轴之类的转动件，需要在下端部设置相应的推力轴承，以支承其重量，并确保其润滑。对于大型的水轮发电机组而言，推力轴承的负荷可达3000吨以上。为此，现有的用于水轮发电机组的推力轴承系统通常包括一个填充有润滑油的油槽，设置在油槽内的底座、沿周向设置在底座上的若干轴瓦，轴瓦的表面设有由巴氏合金浇铸构成的耐磨层，在转动件的下端面设置表面光滑的镜板，镜板和轴瓦之间具有一个润滑间隙。当转动件高速转动时，镜板表面带动有粘性的润滑油进入到润滑间隙内，从而形成高压的动压油膜，一方面对转动件形成轴向的支承，另一方面，在转动件和轴瓦之间形成摩擦力极小的润滑油内摩擦。

然而，现有的此类推力轴承系统存在如下缺陷：首先，当转动件高速转动时，会使动压油膜因摩擦而产生热量，继而使温度迅速上升，一方面会造成润滑油粘性下降，从而使轴向支承力下降，另一方面，由于轴瓦各处相对镜板的转动线速度是和转动半径成正比的，而不同的速度会使产生的摩擦热量不相同，相应地，轴瓦表面的耐磨层的温度不均匀。由于轴瓦的散热冷却主要是依靠油槽内的润滑油，而润滑油对轴瓦表面的冷却效果较好内部的冷却效果较差，特别是，无法根据轴瓦各处不同的温度进行有效散热，因而会造成轴瓦产生较大的温差。而过大的温差会导致轴瓦各处的热膨胀不一致，进而使轴瓦产生热变形，其表面的耐磨层容易因热变形而脱落。其次，转动件高速转动时会搅动润滑油，从而使润滑油形成较多的气泡。当转动件高速转动从而带动有气泡的润滑油进入到润滑间隙内，从而形成局部具有气泡的动压油膜，进而大大降低动压油膜的承载能力，尤其是，当气泡受压爆裂时，会在局部形成没有润滑油的干摩擦，从而严重地影响润滑效果，甚至会导致摩擦表面的损坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的水轮发电机推力轴承系统所存在的轴瓦温度不均匀、耐磨层容易因热变形而脱落、以及动压油膜容易混合气泡而导致干摩擦的问题，提供一种大容量发电机重载推力轴承系统，既可使轴瓦温度均匀，从而有效地降低轴瓦的最高温度，使动压油膜保持足够的承载力，避免轴瓦耐磨层因热变形而脱落，并可有效地减少气泡进入动压油膜内，从而提升动压油膜的润滑效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大容量发电机重载推力轴承系统，包括在轴向上具有下限位位置的转动件、位于转动件下方填充有润滑油的油槽、设置在油槽内的底座、沿周向间隔设置在底座上的若干扇环形的轴瓦，转动件下端部设有镜板，轴瓦上表面设有耐磨层，轴瓦位于转动件转动方向的前后两侧靠近耐磨层的上部分别设有沿径向延伸的V形槽，轴瓦内设有若干贯通转动件转动方向前后两侧的散热通道，所述散热通道的前后两端分别连通V形槽的槽底。

当发电机组开始运行、转动件高速转动时，转动件下端的镜板即可带动油槽内的润滑油进入到镜板和轴瓦的耐磨层之间，从而形成高压的动压油膜，进而在轴向上支撑起转动件，使得转动件和轴瓦之间形成摩擦力极小的润滑油内摩擦。

我们知道，转动件高速转动时会搅动油槽内的润滑油，从而使润滑油形成较多的气泡。和现有技术不同的是，本发明在轴瓦内设置若干贯通转动件转动方向前后两侧的散热通道。这样，当转动件高速转动时，一方面带动油槽内的润滑油进入到镜板和轴瓦之间形成动压油膜时，另一方面带动油槽内位于轴瓦后侧的润滑油由散热通道流至轴瓦前侧。这样，流经散热通道的润滑油可将轴瓦内部的热量快速带走，从而有效地降低轴瓦的温度，尤其是，扇环形的轴瓦在径向上外侧的温度高于内侧的温度，而轴瓦外侧的散热通道长度会大于内侧散热通道的长度。因此轴瓦外侧的散热通道内的润滑油可吸收更多的热量，从而有利于轴瓦内外侧温度保持均匀一致，以便使动压油膜的粘度系数保持在合适的范围，确保动压油膜具有足够的承压能力，同时避免耐磨层因热变形而脱落。

可以理解的是，油槽内混合有气泡的润滑油在转动件的带动下流动时会优先进入阻力较小的通道。转动件在工作时，转动件和轴瓦之间的空隙一方面尺寸小，另一方面动压油膜的压力极高，而散热通道不仅尺寸大，而且基本没有压差。因此，只有靠近转动件镜板的少量润滑油才会进入转动件和轴瓦之间的空隙内形成动压油膜，而大量由转动件带动的润滑油会优先进入散热通道内。由于润滑油内气泡的外形尺寸显然会远大于转动件和轴瓦之间的空隙尺寸，因此，气泡优先地会跟随润滑油进入散热通道内，从而可有效地避免气泡混杂在动压油膜内而降低动压油膜的承载力。

特别是，本发明在轴瓦位于转动件转动方向的前后两侧靠近耐磨层的上部分别设有与散热通道连通的V形槽，从而对进入散热通道内的润滑油具有聚拢作用，有利于含有气泡的润滑油汇集并进入到散热通道内。由伯努利定理可知，当散热通道内的润滑油从前端流出进入轴瓦前侧的V形槽内时，润滑油会有一个瞬间降压，此时，混合在润滑油内的大部分气泡会产生爆裂，从而极大地减少润滑油中的气泡含量。

作为优选，所述轴瓦包括上层瓦和若干堆叠在一起的下层瓦，所述耐磨层设置在上层瓦的上表面，在上层瓦和下层瓦之间、相邻的下层瓦之间分别设有所述散热通道，至少在上层瓦和下层瓦之间的前后两侧设有所述的V形槽。

可以理解的是，对于大容量的水轮发电机而言，其轴瓦的高度可达250mm以上，因而不利于其加工制造和后续的更新维护。本发明的轴瓦包括上层瓦和若干堆叠在一起的下层瓦，因而可极大地降低上层瓦和下层瓦的厚度尺寸以及重量，从而方便加工制造，尤其是，便于后续针对损坏的上层瓦或下层瓦分开更新或维修，从而降低维护使用成本。

此外，混合在润滑油内的气泡主要是靠近表层的气泡容易进入到转动件和轴瓦之间的空隙内形成动压油膜，本发明首先在上层瓦和下层瓦之间的前后两侧设有所述的V形槽，从而确保靠近表层的气泡可尽量在上层瓦和下层瓦之间的V形槽的聚拢作用下，进入散热通道内，最大限度地降低进入动压油膜的气泡量。

作为优选，轴瓦下部通过自适应支撑机构与底座相连接，推力轴承系统在工作时，所述自适应支撑机构使轴瓦各处承受的压力一致。

可以理解的是，由于加工制造以及装配等误差的存在，轴瓦各处所承受的转动件的压力会有一定的差异。本发明在轴瓦下部与底座之间设置自适应支撑机构，从而使轴瓦可根据所承受的压力而自动进行微调，以确保轴瓦各处承受的压力一致。

作为优选，所述自适应支撑机构包括连接在轴瓦和底座之间的弹性套、设置在弹性套内的支撑柱，弹性套包括若干沿轴向等间距设置的圆形支撑环，从上至下地，在相邻的奇数个支撑环和偶数个支撑环的外侧边缘之间通过轴向截面呈半圆形的外连接环相连接，从上至下地，在相邻的偶数个支撑环和奇数个支撑环的内侧边缘之间通过轴向截面呈半圆形的内连接环相连接，支撑柱的上端与轴瓦下部连接，所述支撑柱的圆周面上沿轴向均匀地固设有若干支撑环片，所述支撑环片从上至下地依次位于相邻的奇数个支撑环和偶数个支撑环之间的空隙内。

在本方案中，轴瓦和底座之间设置波纹管状的弹性套，并在弹性套内设置上端与轴瓦连接的支撑柱。这样，当转动件的压力作用到轴瓦上，轴瓦即可通过支撑柱上的支撑环片将压力传递到弹性套上位于支撑环片下侧的支撑环上。而弹性套上相邻的偶数个支撑环和奇数个支撑环之间的内连接环则可起到良好的弹性缓冲作用。当轴瓦各处承受的压力有差异时，弹性套会自动地向着受压较大的一侧压缩、倾斜，从而使轴瓦各处的受压保持基本均匀一致。特别是弹性套可在360度范围内向着任意一侧压缩、倾斜，因而可确保轴瓦在全方位内受力的均匀一致。

作为优选，所述自适应支撑机构包括设置在轴瓦和底座之间的前支撑油缸组和后支撑油缸组，所述前支撑油缸组包括若干竖直设置在轴瓦下侧靠近转动件转动方向前侧边缘处的若干支撑油缸，所述后支撑油缸组包括若干竖直设置在轴瓦下侧靠近转动件转动方向后侧边缘处的若干支撑油缸，前、后支撑油缸组的各支撑油缸沿转动件的径向间隔排列，支撑油缸内活塞下侧的工作腔通过分连接管路与一个竖直设置的恒压油缸下部的工作腔相连通，在分连接管路上设有分控制阀，恒压油缸的活塞杆上端可拆卸地设有包括若干单元重力块的调节块组，恒压油缸上部的工作腔内设有泄压弹簧，恒压油缸下部的工作腔通过总控制阀与油箱相连接，前支撑油缸组的各支撑油缸内活塞上侧的工作腔通过管路与一个前调节油缸下部的工作腔相连通，后支撑油缸组的各支撑油缸内活塞上侧的工作腔通过管路与一个后调节油缸下部的工作腔相连通，前、后调节油缸的活塞杆上端分别可拆卸地设有调节块组，推力轴承系统安装包括如下步骤：

a. 通过调节恒压油缸上的单元重力块的数量调节恒压油缸的工作腔压力，使轴瓦下侧的支撑油缸顶起轴瓦，进而在轴向上撑起转动件，使转动件离开下限位位置，此时的总控制阀关闭，而各分控制阀开启；

b. 取走恒压油缸上的部分单元重力块，此时轴瓦下移，在轴瓦与镜板之间形成预设间隙d，转动件下移至下限位位置；

c. 逐渐将前调节油缸活塞杆上的部分单元重力块移动至后调节油缸活塞杆上，此时前调节油缸下部工作腔压力下降，后调节油缸下部工作腔压力上升，轴瓦的前后侧之间形成高度差∆h而倾斜，并且高度差等于预设间隙；

d. 将步骤b中取走的单元重力块重新设置到恒压油缸的活塞杆上，转动件高速转动，在镜板和轴瓦之间形成在转动方向上由后至前逐渐缩小的楔形动压油膜，动压油膜的平均厚度为e，并且，e-0.02mm≤∆h≤e-0.04mm，此时转动件上移而离开下限位位置；

e. 在恒压油缸的活塞杆上再次增加单元重力块，此时前、后支撑油缸组带动轴瓦同步上移，进而使使转动件上移至工作位置。

在本方案中，自适应支撑机构包括设置在轴瓦和底座之间的前支撑油缸组和后支撑油缸组，而前、后支撑油缸组分别包括若干沿径向排列的支撑油缸。此外，支撑油缸的下工作腔通过管路与恒压油缸的工作腔连通，并且前支撑油缸组的各支撑油缸上侧的工作腔通过管路与一个前调节油缸的工作腔相连通，后支撑油缸组的各支撑油缸上侧的工作腔通过管路与一个后调节油缸的工作腔相连通。

这样，当安装推力轴承系统时，我们可先使轴瓦支撑起转动件，以便使各轴瓦紧密贴靠镜板，此时各轴瓦之间形成合适的相对高度。然后关闭分控制阀，使轴瓦保持原来的位置不变，并打开总控制阀使恒压油缸泄压，其活塞杆下移一个事先设定的高度h。接着关闭总控制阀并打开各分控制阀，取走恒压油缸上的部分单元重力块，此时支撑油缸工作腔内的液压油进入恒压油缸的工作腔内，轴瓦下移，在轴瓦与镜板之间形成预设间隙d，转动件下移并定位在下限位位置。此时通过前、后调节油缸活塞杆上单元重力块的转移，使轴瓦的前后侧之间形成高度差∆h而倾斜，以便于后续形成楔形的动压油膜。由于∆h=d，因此，此时轴瓦的前侧刚好接触镜板。我们可通过控制预设间隙d，方便地控制轴瓦前后侧之间的高度差∆h，进而控制周围的倾斜角度，以便后续形成理想的楔形动压油膜。当我们在恒压油缸的活塞杆上重新添加单元重力块时，即可使恒压油缸以及支撑油缸工作腔的压力上升，进而使轴瓦可将转动中的转动件向上顶升置工作位置。

可以理解的是，各支撑油缸下侧的工作腔与恒压油缸的工作腔相连通，因此可使前、后支撑油缸组中各支撑油缸具有相同的支撑力，而前支撑油缸组中各支撑油缸上侧的工作腔与前调节油缸的工作腔相连通，从而形成统一的负载和阻力，而后支撑油缸组中各支撑油缸上侧的工作腔与后调节油缸的工作腔相连通，从而形成统一的负载和阻力，因此，通过调节前、后调节油缸活塞杆上的单元重力块，可方便地使轴瓦形成设定的倾斜角度。

因此，本发明具有如下有益效果：既可使轴瓦温度均匀，从而有效地降低轴瓦的最高温度，使动压油膜保持足够的承载力，避免轴瓦耐磨层因热变形而脱落，并可有效地减少气泡进入动压油膜内，从而提升动压油膜的润滑效果。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是转动件和轴瓦的连接结构示意图。

图3是轴瓦的一种径向剖视图。

图4是自适应支撑机构的第一种结构示意图。

图5是自适应支撑机构的第二种结构示意图。

图6是自适应支撑机构的第三种结构示意图。

图7是第三种自适应支撑机构中支撑油缸和前、后调节油缸的连接示意图。

图中：1、转动件 11、镜板 2、油槽 3、底座 4、轴瓦 41、耐磨层 42、V形槽 43、散热通道 44、上层瓦 45、下层瓦 5、弹性套 51、支撑环 52、外连接环 53、内连接环 6、支撑柱61、支撑环片 62、阶梯段 7、前支撑油缸组 71、支撑油缸 72、分连接管路 73、分控制阀74、前调节油缸 8、后支撑油缸组 81、后调节油缸 9、恒压油缸 91、调节块组 911、单元重力块 92、泄压弹簧 93、总控制阀 94、油箱。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、如2所示，一种大容量发电机重载推力轴承系统，包括转动件1、位于转动件下方填充有润滑油的油槽2、设置在油槽内的底座3、沿周向间隔设置在底座上的若干扇环形的轴瓦4，其中的转动件可以是转子或转轮轴，转动件的上部设有轴承（图中未示出），从而使转动件实现中心定位，并具有下限位位置，当转动件到达下限位位置时，上部的轴承对转动件形成轴向的限位，避免转动件向下脱落。此外，转动件下端部设有镜板11，轴瓦上表面设有巴氏合金制成的耐磨层41。

当发电机组开始运行、转动件高速转动时，转动件下端的镜板即可带动油槽内的润滑油进入到镜板和轴瓦的耐磨层之间，从而形成高压的动压油膜，进而在轴向上支撑起转动件，使得转动件和轴瓦之间形成摩擦力极小的润滑油内摩擦。

我们知道，转动件高速转动时会搅动油槽内的润滑油，从而使润滑油形成较多的气泡。为此，我们可在轴瓦位于转动件转动方向的前后两侧靠近耐磨层的上部分别设置沿径向延伸的V形槽42，轴瓦内设置若干贯通转动件转动方向前后两侧的散热通道43，散热通道的前后两端分别连通V形槽的槽底。

当转动件高速转动时，一方面带动油槽内的润滑油进入到镜板和轴瓦之间形成动压油膜，另一方面带动油槽内位于轴瓦后侧的润滑油由散热通道流至轴瓦前侧。这样，流经散热通道的润滑油可将轴瓦内部的热量快速带走，从而有效地降低轴瓦的温度。尤其是，扇环形的轴瓦在径向上外侧的温度高于内侧的温度，而轴瓦外侧的散热通道长度会大于内侧散热通道的长度。因此轴瓦外侧的散热通道内的润滑油可吸收更多的热量，从而有利于轴瓦内外侧温度保持均匀一致，以便使动压油膜的粘度系数保持在合适的范围，确保动压油膜具有足够的承压能力，同时避免耐磨层因热变形而脱落。

可以理解的是，油槽内混合有气泡的润滑油在转动件的带动下流动时会优先进入阻力较小的通道。转动件在工作时，转动件和轴瓦之间的空隙一方面尺寸小，另一方面动压油膜的压力极高，而散热通道不仅尺寸大，而且基本没有压差。因此，只有靠近转动件镜板的少量润滑油才会进入转动件和轴瓦之间的空隙内形成动压油膜，而大量由转动件带动的润滑油会优先进入散热通道内。由于润滑油内气泡的外形尺寸显然会远大于转动件和轴瓦之间的空隙尺寸，因此，气泡优先地会跟随润滑油进入散热通道内，从而可有效地避免气泡混杂在动压油膜内而降低动压油膜的承载力。

特别是，V形槽对进入散热通道内的润滑油具有聚拢作用，有利于含有气泡的润滑油汇集并进入到散热通道内。由伯努利定理可知，当散热通道内的润滑油从前端流出进入轴瓦前侧的V形槽内时，润滑油会有一个瞬间降压，此时，混合在润滑油内的大部分气泡会产生爆裂，从而极大地减少润滑油中的气泡含量。

为了方便轴瓦的加工制造，如图3所示，轴瓦包括上层瓦44和若干堆叠在一起的下层瓦45，耐磨层则设置在上层瓦的上表面，因而可极大地降低上层瓦和下层瓦的厚度尺寸以及重量，从而方便加工制造，尤其是，便于后续针对损坏的上层瓦或下层瓦分开更新或维修，从而降低维护使用成本。此外，在上层瓦和下层瓦之间以及相邻的下层瓦之间分别设置所述散热通道，并至少在上层瓦和下层瓦之间的前后两侧设置所述的V形槽，从而有利于整个轴瓦的温度均匀，并确保靠近表层的气泡可尽量在上层瓦和下层瓦之间的V形槽的聚拢作用下，进入散热通道内，最大限度地降低进入动压油膜的气泡量。

可以理解的是，由于转动件、轴瓦等尺寸较大，因此会存在一定的制造、安装误差，从而造成轴瓦的受力不均。作为另一种优选方案，我们可使轴瓦下部通过自适应支撑机构与底座相连接，以便推力轴承系统在工作时，自适应支撑机构可使轴瓦各处承受的压力一致。尤其是分体加工的轴瓦方便散热通道的加工。

作为一种优选方案，如图4所示，自适应支撑机构包括连接在轴瓦和底座之间的弹性套5、设置在弹性套内的支撑柱6，弹性套包括若干沿轴向等间距设置的圆形支撑环51，从上至下地，在相邻的1、3、5等奇数个支撑环和2、4、6等偶数个支撑环的外侧边缘之间通过轴向截面呈半圆形的外连接环52相连接；从上至下地，在相邻的2、4、6等偶数个支撑环和3、5、7等奇数个支撑环的内侧边缘之间通过轴向截面呈半圆形的内连接环相53相连接，从而使弹性套呈波纹管状。支撑柱的上端与轴瓦下部连接，支撑柱的下端悬空，支撑柱的圆周面上沿轴向均匀地固设有若干支撑环片61，所述支撑环片从上至下地依次位于相邻的奇数个支撑环和偶数个支撑环之间的空隙内。

当转动件的压力作用到轴瓦上，轴瓦即可通过支撑柱上的支撑环片将压力传递到弹性套上位于支撑环片下侧的支撑环上。而弹性套上相邻的偶数个支撑环和奇数个支撑环之间的内连接环则可起到良好的弹性缓冲作用。当轴瓦各处承受的压力有差异时，弹性套会自动地向着受压较大的一侧压缩、倾斜，从而使轴瓦各处的受压保持基本均匀一致。特别是，弹性套可在360度范围内向着任意一侧压缩、倾斜，因而可确保轴瓦在全方位内受力的均匀一致。

为了方便加工制造和装配，弹性套也可包括若干层沿轴向等间距设置的圆形支撑环，在相邻的两层支撑环之间，下层的支撑环的外径等于上层的支撑环的内径，上层的支撑环的内侧边缘与下层的支撑环的外侧边缘之间通过竖直的外连接环相连接，从而使弹性套呈上大下小的倒金字塔形。支撑柱为从上至下由直径逐渐缩小的若干阶梯段62同轴相连的阶梯轴，从而在相邻的阶梯段之间形成台阶，支撑柱的各阶梯段适配在对应的外连接环内。此时，支撑柱上的台阶作用在相应的支撑环上，以便将轴瓦的压力传递到弹性套上。特别是，弹性套内的支撑柱的下端可方便插入弹性套内。

作为另一种优选方案，如图6、图7所示，自适应支撑机构包括设置在轴瓦和底座之间的前支撑油缸组7和后支撑油缸组8，前支撑油缸组包括若干竖直设置的支撑油缸71，各支撑油缸设置在轴瓦下侧靠近转动件转动方向前侧边缘处、并在转动件的径向上等间距设置；后支撑油缸组包括若干竖直设置的支撑油缸，各支撑油缸设置在轴瓦下侧靠近转动件转动方向后侧边缘处、并在转动件的径向上等间距设置。支撑油缸内活塞下侧的工作腔通过分连接管路72与一个竖直设置的恒压油缸9下部的工作腔相连通，在分连接管路上设有分控制阀73，恒压油缸的活塞杆上端可拆卸地设置包括若干单元重力块911的调节块组91。此外，恒压油缸上部的工作腔内设有套设在活塞杆上的泄压弹簧92，恒压油缸下部的工作腔通过总控制阀93与油箱94相连接。另外，前支撑油缸组的各支撑油缸内活塞上侧的工作腔通过管路与一个前调节油缸74下部的工作腔相连通，后支撑油缸组的各支撑油缸内活塞上侧的工作腔通过管路与一个后调节油缸81下部的工作腔相连通，前、后调节油缸的活塞杆上端分别可拆卸地设有调节块组。具体地，推力轴承系统安装包括如下步骤：

a. 通过调节恒压油缸上的单元重力块的数量改变调节块组的重量，继而调节恒压油缸的工作腔压力，使轴瓦下侧的支撑油缸顶起轴瓦，进而在轴向上撑起转动件，使转动件离开下限位位置，此时的总控制阀关闭，而各分控制阀开启，调节块组的重量以及泄压弹簧的弹力共同构成恒压油缸工作腔压力；

b. 取走恒压油缸上的部分单元重力块，从而使恒压油缸下部工作腔的压力下降，各支撑油缸下部的工作腔内的润滑油通过分控制阀进入恒压油缸下部工作腔内，此时轴瓦下移，在轴瓦与转动件的镜板之间形成预设间隙，转动件下移至下限位位置。也就是说，转动件下移至下限位位置轴向限位，而轴瓦的下移量大于转动件的下移量，因而可形成预设间隙；

c. 逐渐将前调节油缸活塞杆上的部分单元重力块移动至前调节油缸活塞杆上，也就是说，前调节油缸活塞杆上的调节块组重量下降值与后调节油缸活塞杆上的调节块组重量增加值相等，此时前调节油缸下部工作腔压力下降，后调节油缸下部工作腔压力上升，相应地，前支撑油缸组中各支撑油缸上部工作腔的负载减小，后支撑油缸组中各支撑油缸上部工作腔的负载增加，继而使轴瓦的前侧上抬，后侧下降，在轴瓦的前后侧之间形成高度差，并且高度差等于预设间隙。也就是说，轴瓦的上表面倾斜，并且轴瓦的前侧刚好抵靠镜板。为便于描述，我们将高度差设为∆h；

d. 将步骤b中取走的单元重力块重新设置到恒压油缸的活塞杆上，十各支撑油缸下部工作腔的压力递增，与此同时，转动件高速转动，从而在镜板和轴瓦之间形成在转动方向上由后至前逐渐缩小的楔形动压油膜，相应地，转动件被顶起上移而离开下限位位置。此外，我们将动压油膜的平均厚度设为e，并将轴瓦前后侧之间的高度差∆h与动压油膜的平均厚度e之间的关系控制在如下范围内：e-0.02mm≤∆h≤e-0.04mm，以确保形成合适的楔形动压油膜，并确保动压油膜可完全支撑起转动件；

e. 在恒压油缸的活塞杆上再次增加单元重力块，从而使各支撑油缸下部工作腔的的压力进一步升高，此时，前、后支撑油缸组带动轴瓦同步上移，进而使使转动件上移至设定的工作位置。

需要说明的是，调节块组中的单元重力块的重量可根据实际需要设置，并且各单元重力块之间的重量可以不同，以方便调节压力。例如，我们可设置1kg、2kg、4kg、8kg重的单元重力块，即可组合出1kg（一个1kg）、2kg（一个2kg）、3kg（1kg+2kg）、4kg（一个4kg）、5kg（1kg+4kg）、6kg（2kg+4kg）、7kg（1kg+2kg+4kg）、8kg（一个8kg）、9kg（1kg+8kg）、10kg（2kg+8kg）、11kg（1kg+2kg+8kg）、12kg（4kg+8kg）、13kg（1kg+4kg+8kg）、14kg（2kg+4kg+8kg）、15kg（1kg+2kg+4kg+8kg）等多种重量。

Claims (5)

1.一种大容量发电机重载推力轴承系统，包括在轴向上具有下限位位置的转动件、位于转动件下方填充有润滑油的油槽、设置在油槽内的底座、沿周向间隔设置在底座上的若干扇环形的轴瓦，转动件下端部设有镜板，轴瓦上表面设有耐磨层，其特征是，轴瓦位于转动件转动方向的前后两侧靠近耐磨层的上部分别设有沿径向延伸的V形槽，轴瓦内设有若干贯通转动件转动方向前后两侧的散热通道，所述散热通道的前后两端分别连通V形槽的槽底。

2.根据权利要求1所述的一种大容量发电机重载推力轴承系统，其特征是，所述轴瓦包括上层瓦和若干堆叠在一起的下层瓦，所述耐磨层设置在上层瓦的上表面，在上层瓦和下层瓦之间、相邻的下层瓦之间分别设有所述散热通道，至少在上层瓦和下层瓦之间的前后两侧设有所述的V形槽。

3.根据权利要求1所述的一种大容量发电机重载推力轴承系统，其特征是，轴瓦下部通过自适应支撑机构与底座相连接，推力轴承系统在工作时，所述自适应支撑机构使轴瓦各处承受的压力一致。

4.根据权利要求1所述的一种大容量发电机重载推力轴承系统，其特征是，所述自适应支撑机构包括连接在轴瓦和底座之间的弹性套、设置在弹性套内的支撑柱，弹性套包括若干沿轴向等间距设置的圆形支撑环，从上至下地，在相邻的奇数个支撑环和偶数个支撑环的外侧边缘之间通过轴向截面呈半圆形的外连接环相连接，从上至下地，在相邻的偶数个支撑环和奇数个支撑环的内侧边缘之间通过轴向截面呈半圆形的内连接环相连接，支撑柱的上端与轴瓦下部连接，所述支撑柱的圆周面上沿轴向均匀地固设有若干支撑环片，所述支撑环片从上至下地依次位于相邻的奇数个支撑环和偶数个支撑环之间的空隙内。

5.根据权利要求3所述的一种大容量发电机重载推力轴承系统，其特征是，所述自适应支撑机构包括设置在轴瓦和底座之间的前支撑油缸组和后支撑油缸组，所述前支撑油缸组包括若干竖直设置在轴瓦下侧靠近转动件转动方向前侧边缘处的若干支撑油缸，所述后支撑油缸组包括若干竖直设置在轴瓦下侧靠近转动件转动方向后侧边缘处的若干支撑油缸，前、后支撑油缸组的各支撑油缸沿转动件的径向间隔排列，支撑油缸内活塞下侧的工作腔通过分连接管路与一个竖直设置的恒压油缸下部的工作腔相连通，在分连接管路上设有分控制阀，恒压油缸的活塞杆上端可拆卸地设有包括若干单元重力块的调节块组，恒压油缸上部的工作腔内设有泄压弹簧，恒压油缸下部的工作腔通过总控制阀与油箱相连接，前支撑油缸组的各支撑油缸内活塞上侧的工作腔通过管路与一个前调节油缸下部的工作腔相连通，后支撑油缸组的各支撑油缸内活塞上侧的工作腔通过管路与一个后调节油缸下部的工作腔相连通，前、后调节油缸的活塞杆上端分别可拆卸地设有调节块组，推力轴承系统安装包括如下步骤：

通过调节恒压油缸上的单元重力块的数量调节恒压油缸的工作腔压力，使轴瓦下侧的支撑油缸顶起轴瓦，进而在轴向上撑起转动件，使转动件离开下限位位置，此时的总控制阀关闭，而各分控制阀开启；

b. 取走恒压油缸上的部分单元重力块，此时轴瓦下移，在轴瓦与镜板之间形成预设间隙，转动件下移至下限位位置；

c. 逐渐将前调节油缸活塞杆上的部分单元重力块移动至后调节油缸活塞杆上，此时前调节油缸下部工作腔压力下降，后调节油缸下部工作腔压力上升，轴瓦的前后侧之间形成高度差∆h而倾斜，并且高度差等于预设间隙；

d. 将步骤b中取走的单元重力块重新设置到恒压油缸的活塞杆上，转动件高速转动，在镜板和轴瓦之间形成在转动方向上由后至前逐渐缩小的楔形动压油膜，动压油膜的平均厚度为e，并且，e-0.02mm≤∆h≤e-0.04mm，此时转动件上移而离开下限位位置；

e. 在恒压油缸的活塞杆上再次增加单元重力块，此时前、后支撑油缸组带动轴瓦同步上移，进而使使转动件上移至工作位置。

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