CN1675476A - 用于旋转机械的转子的轴承 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋转机械(10)、特别是一个绕一垂直的转动轴线(11)旋转的水力发电机的转子的轴承，该轴承以滑动轴承构成并且包括用于轴向支承的第一装置(21，24)以及用于径向支承的第二装置(21，25)。在这种轴承中，第一装置和第二装置组合成一个组合的径向和轴向轴承(21)，该组合的径向和轴向轴承同时具有轴向滑动面(24)和径向滑动面(25)，通过此达到简化和改进的轴承性能。

Description

用于旋转机械的转子的轴承
技术领域
本发明涉及旋转机械领域。它涉及一种按照权利要求1前序部分的用于旋转机械的转子的轴承。
该类轴承例如从CH-A5-651 362中已知。
背景技术
大的旋转机械如水力发电机的转子一般由液体动压滑动轴承来支承。在这种轴承中，轴向和径向的导向通过不同结构形式的分开的轴承来承担。由于在轴向轴承上运动的套圈通过围绕它安置径向导向段而附加承受径向力，该类分开的轴承可以部分地组合。这类配置例如从开头所述的CH-A5-651 362(见图1)中已知，在附图1中以很简单的形式进行了描述。在附图1的旋转机械10’中，带有转子轴12的转子可绕一垂直的转动轴线11旋转地安置。为此，一套圈14’通过一法兰13固定在转子轴12上，该套圈以下侧面在一个由单个段组成的轴向轴承或支承轴承17的滑动面20上滑动(见附图1中垂直箭头)。该轴向轴承17本身在轴向方向上通过一支承件18支承。套圈14’以外侧面沿着一个径向轴承或导向轴承15的滑动面19上滑动(见附图1中的水平箭头)。径向轴承15本身在径向方向上通过一支承件16支承。
轴向轴承17和径向轴承也就是导向轴承15在此已知的配置中相互独立地起作用。这两个轴承在油浴中运行。“支承转子”的功能由轴向轴承17来实现，“对转子导向”的功能由导向轴承或者说径向轴承15来实现。这两个轴承具有自己的、与各自功能相适应的轴瓦。
在已知的具有分开的轴承功能的轴承中的缺点是，套圈的厚度在轴向方向上必须保证足够大，以便能够将径向轴承在侧面安置在套圈上。由此使该机械在轴向方向上整体较长。
缺点还有，径向轴承位于套圈的外侧。在这一位置上圆周速度相对较大，这导致摩擦损失相应较高。
最后，必须为两个轴承制造和安装分开的轴瓦，由此使支承件的生产费用和装配费用总体明显提高。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种用于旋转机械的轴承，它可避免已知轴承的缺点并且特别是通过简化的、节省位置空间的结构而具有优点，并且在运行中使得摩擦损失明显降低。
该任务通过权利要求1的特征的总和来解决。本发明的核心在于，将迄今分开的径向轴承和轴向轴承(或者说它们的轴瓦)组成一个组合的径向和轴向轴承，它同时具有轴向滑动面和径向滑动面。在附图1所示的现有技术中，尽管在转子上为两个轴承固定了一个共用的套圈，但对这两个轴承使用单独的轴承段，与该现有技术不同，在这里，两个滑动面安置在同一轴承(或轴承段)上。由此可以使轴承的结构简化、紧凑，在此，通过滑动面的合适布置同时可以减少摩擦损失。
本发明的第一优选方案的特征是，该组合的径向和轴向轴承包括多个单个的轴承段，它们具有圆环段的形状并且相互离开距离地布置在一个围绕转动轴线的环上，在其中每个轴承段上构成一个轴向滑动面和一个径向滑动面，并且，每个轴承段具有一个自己的径向支承件。
在这里，按照一个替换方案，该组合的径向和轴向轴承安置在油浴中。
另一替换方案的优点是，在轴承段上设置有用于输入润滑油的装置，润滑油通过在轴向和径向滑动面上的出口流出到滑动面上。在这里，最好在每个轴承段上在轴向滑动面上设置一个第一出口，它具有在径向方向上延伸的长缝隙的形状并且在旋转方向上看安置在轴向滑动面的开始处，并且，在每个轴承段上在径向滑动面上设置一个第二出口，它具有在轴向方向上延伸的长缝隙的形状并且在旋转方向上看安置在径向滑动面的开始处。每个轴承段上的出口最好通过连接通道与一个共同的输油孔连通。
如果按照另一有利方案转子具有转子轴，如果在该转子轴上固定一个同心包围该转子轴的套圈，转子借助该套圈在该组合的径向和轴向轴承的轴向滑动面上滑动，并且，如果转子借助转子轴本身在该组合的径向和轴向轴承的径向滑动面上滑动，则本发明轴承进一步简化并且通过减小摩擦损失而显示其优点。
附图说明
下面要借助实施例结合附图详细说明本发明。附图表示：
图1 一个按照现有技术带有分开的径向轴承和轴向轴承的垂直直立的水力发电机的转子轴承的简化的、部分纵向剖切的视图，
图2 一个按照本发明优选实施例具有组合的径向和轴向轴承的支承的可与图1相比较的视图，和
图3 在图2中表示的支承的一个单个轴承段在径向方向上的立体视图，在此，在轴承段内对滑动面有目的地输送润滑油。
具体实施方式
在图2中用一个可与图1相比较的视图表示出按照本发明一个优选实施例带有组合的径向和轴向轴承的一个轴承。相同的件在此尽可能使用相同的附图标记来标示。旋转机械10通过一个转子围绕垂直的转动轴线11旋转，在图2中表示出该转子的转子轴12的一部分。在转子轴12上通过一个法兰13固定了一个套圈14，该套圈仅用作轴向支承。因此，该套圈在其轴向厚度方面能够比图1中的套圈14’明显减小。
转子借助套圈14在一个组合的(由轴承段组成的)径向和轴向轴承21的上面的轴向(水平)滑动面24上滑动，该组合的径向和轴向轴承本身在轴向方向上被一轴向支承件23支承。组合的径向和轴向轴承21在径向方向上朝向转子轴12延长这样多，使得能够构成一个径向(垂直)滑动面25，转子轴12在该滑动面上被导向。该组合的径向和轴向轴承21在为此在径向方向上被一径向支承件22支承。因为径向滑动面25远比图1所示已知轴承中的径向滑动面19靠近内侧多，因此在转数相同时产生大大降低的圆周速度，这使得摩擦损失降低，从而使得发热较少。
该组合的径向和轴向轴承21最好由按照图3所示的单个轴承段26组成，它们具有圆环段的形状并且相互间隔开地安置在围绕转动轴线11或转子轴12的一个环上。在其中的每个轴承段26上构成一个轴向滑动面24和一个径向滑动面25。每个轴承段26具有一个自己的径向支承件22，该径向支承件的力导入面在图3中用一个圆表示出。
该组合的径向和轴向轴承21原则上可以安置在一个油浴里。但优选在按照图3的轴承段26上设置用于输入润滑油的装置29，...，32，其中，润滑油通过轴向的和径向的滑动面24及25上的出口27，28流出到滑动面24，25上。这些装置在轴向滑动面24上包括一个第一出口27，它具有在径向上延伸的纵长缝隙的形状并且在旋转方向上看位于轴向滑动面24的开始端。这样，通过该缝隙流出的润滑油通过在滑动面24上滑动的轴承环14以润滑油膜的形式分布在滑动面24上。类似地，在径向滑动面25中设置了一个第二出口28，它具有在轴向方向上延伸的纵长缝隙的形状并且在旋转方向上看安置在径向滑动面25的开始端。
从出口27，28出来的润滑油通过一个安置在轴承段26内部的径向输油孔31从一个背面的接口32引出并通过连接通道29，30分布到出  27，28上。在此，在出口27相对比较长的情况下在长度上分布地设置多个连接通道29。
以一个垂直直立的水力发电机为例解释了本发明，显然，按照本发明的组合的径向和轴向轴承的使用不局限于这种的水力发电机。
总之，通过本发明得出的一种组合的径向和轴向轴承，它特别是通过以下优点而突出：
-该轴承在轴向方向上只需少量位置，整个机械就能够较低地构造；
-径向轴承朝向轴具有较小的半径，这意味着较低的圆周速度和由此较小的摩擦损失；
-总体需要更少的轴承零件。
                         附图标记
10，10’  旋转机械(如水力发电机)
11        转动轴线
12        转子轴
13        法兰
14，14’  套圈
15        径向轴承(导向轴承)
16        支承件(径向轴承)
17        轴向轴承(支承轴承)
18        支承件(轴向轴承)
19        滑动面(径向轴承)
20        滑动面(轴向轴承)
21        组合的径向和轴向轴承
22        径向支承件
23        轴向支承件
24        轴向滑动面
25        径向滑动面
26        轴承段
27        出口(轴向滑动面)
28        出口(径向滑动面)
29，30    连接通道
31        输油孔
32        接口

Claims (8)

1.用于旋转机械(10)、特别是一个绕一垂直的转动轴线(11)旋转的水力发电机的转子的轴承，该轴承以滑动轴承构成并且包括用于轴向支承的第一装置(21，24)以及用于径向支承的第二装置(21，25)，其特征在于，第一装置和第二装置组合成一个组合的径向和轴向轴承(21)，该组合的径向和轴向轴承同时具有轴向滑动面(24)和径向滑动面(25)。
2.按权利要求1所述的轴承，其特征在于，该组合的径向和轴向轴承(21)包括多个单个的轴承段(26)，这些轴承段具有圆环段的形状并且相互间隔开地安置在一个围绕转动轴线(11)的环上，并且，在每个轴承段(26)上都构成一个轴向滑动面(24)和一个径向滑动面(25)。
3.按权利要求2所述的轴承，其特征在于，每个轴承段(26)具有一个自己的径向支承件(22)。
4.按权利要求1到3之一所述的轴承，其特征在于，该组合的径向和轴向轴承(21)安置一个油浴中。
5.按权利要求2或3所述的轴承，其特征在于，轴承段(26)中设置有用于输入润滑油的装置(29，...，32)，润滑油通过轴向的和径向的滑动面(24，25)上的出口(27，28)流出到滑动面(24，25)上。
6.按权利要求5所述的轴承，其特征在于，在每个轴承段(26)中在轴向滑动面(24)上设置一个第一出口(27)，它具有在径向上延伸的长缝隙的形状并且在旋转方向上看安置在轴向滑动面(24)的开始端，并且，在每个轴承段(26)中在径向滑动面(25)上设置一个第二出口(28)，它具有在轴向上延伸的长缝隙的形状并且在旋转方向上看安置在径向滑动面(25)的开始端。
7.按权利要求6所述的轴承，其特征在于，每个轴承段(26)的出口(27，28)通过连接通道(29，30)与一个共同的输油孔(31)连通。
8.按权利要求1到7之一所述的轴承，其特征在于，转子具有一个转子轴(12)，在转子轴(12)上固定有一个同心地包围转子轴(12)的套圈(14)，转子借助该套圈在组合的径向和轴向轴承(21)的轴向滑动面(24)上滑动，并且，转子借助转子轴(12)本身在该组合的径向和轴向轴承(21)的径向滑动面(25)上滑动。
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