CN202790093U - 一种刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，包括轴承体和一组共4块可倾瓦，所述轴承体是由半圆环状的上轴承体和下轴承体对扣而成；上轴承体和下轴承体对扣形成圆柱状的轴承体内孔，上轴承体和下轴承体内壁上各安装2块可倾瓦块；轴承体的前后两侧均设置环状油封，环状油封外侧的轴承体上固定有挡油环。本实用新型将可倾瓦块设计成4种规格的包角、且瓦块合金宽度亦分两种规格，并在上瓦块背面与轴承体内孔之间增设调整垫片，瓦块安装角度优化和瓦间隙可以灵活改变，通过选择和调换不同包角、不同宽度的可倾瓦块及其在轴承体中的安装位置，灵活增减上瓦与轴承体之间的调整垫片等方式，轻松实现轴承刚度的按需调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轴承，特别是一种刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承。
背景技术
透平压缩机与透平膨胀机均属于高速旋转设备，被广泛应用于冶金、电力、石化、空分、制药等领域，作为工业领域生产环节的关键动力设备或能量回收装置，设备能否安全、可靠、高效、稳定运行，直接影响着企业的正常生产及经济收益。轴承是透平旋转设备必不可少的重要部件，承载着转动部件的动静载荷，是机组“长、稳、安、满、优”运行的必要保证。动压润滑轴承作为透平机组的关键部件之一，承载着转子自重形成的静载荷与高速旋转及负荷变化引起的动载荷，并保证转子与机壳的同轴度，动压滑动轴承的设计、制造、安装不当都会直接影响流体动力润滑油膜的形成，导致机组稳定性和抗振性下降。
根据轴瓦结构、形式的不同，目前广泛应用于透平机组的动压滑动轴承主要有圆柱瓦、椭圆瓦、多油楔瓦和可倾瓦等。其中，圆柱瓦、椭圆瓦结构简单、成本低廉，但油膜稳定性相对较差，多用于低速、重载透平设备的一次性使用；多油楔可倾瓦轴承能形成多个相互独立的油楔，自调节性能较好，是高速、轻载透平设备上常用的一种可更换轴承。可倾瓦轴承主要由轴承体、两侧油封、调整垫片和自由摆动的可倾瓦块组成，瓦块的瓦背圆弧与轴承体内孔是线接触，转子旋转时瓦块在轴承壳体的支承面上围绕周向定位销自由摆动，自动调节瓦块的摆动位置，形成多个相互独立又均匀分布的油楔。一般的可倾瓦轴承，从理论上讲稳定性和抑振性较好，基本上能够自适应由载荷、转速变化及轴颈弹性变形引起的转子扰动。但实际上，随着透平设备多样化，以及转子动力特性差异性，受转子特性、轴承负载、管道应力、外界扰力等影响，在透平机组调试、运行过程中，同一轴承截面上两个不同方向的测点振动值差异较大的现象 时有发生，并且经常出现轴振动值低频震荡现象，尤其是机组运行一段时间后，由于轴瓦磨损、油品劣化、工况变化等因素导致的油膜失稳、油膜涡动、油膜振荡等低频自激振动也频频出现，严重影响着用户正常生产与设备安全。
因此，为提升设备性能，保障安全生产，满足市场需求，研发一种稳定性更高、抗振性能更好、油膜刚度及轴承承载力以及轴承间隙可调、安装调整方便的新型可倾瓦轴承，有着十分重要的意义。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，普通的可倾瓦轴承在加工成型后，轴承承载力和轴承刚度一般很难改变，而本实用新型将可倾瓦块设计成4种规格的包角、且瓦块合金宽度亦分两种规格，并在上瓦块背面与轴承体内孔之间增设调整垫片，瓦块安装角度优化和瓦间隙可以灵活改变，能够根据机组转速、转子旋向、轴承比压、轴承承载力、轴承间隙、振动状态、转子运行轨迹等需求，通过选择和调换不同包角、不同宽度的可倾瓦块及其在轴承体中的安装位置，灵活增减上瓦与轴承体之间的调整垫片等方式，轻松实现轴承刚度的按需调节。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
一种刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，包括轴承体和一组共4块可倾瓦，所述轴承体是由半圆环状的上轴承体和下轴承体对扣而成；上轴承体和下轴承体对扣形成圆柱状的轴承体内孔，上轴承体和下轴承体内壁上各安装2块可倾瓦块；轴承体的前后两侧均设置环状油封，环状油封外侧的轴承体上固定有挡油环。
本实用新型还包括其他技术特征：
所述每块可倾瓦背部中心设有销孔，在可倾瓦两侧相同高度处分别设有安装孔，且两个安装孔与销孔三点一线；轴向定位销通过可倾瓦两侧的安装孔将可倾瓦安装在轴承体内孔中；轴承体内壁上与每块可倾瓦背部的销孔相应位置 设有通孔，通孔中安装的径向定位销通过销孔将可倾瓦固定在轴承体内壁上；销孔的内径大于径向定位销的外径，使得可倾瓦在轴承体中能够自由摆动。
所述下轴承体中的两个径向定位销为中空，其内均安装有测量轴瓦温度的铂热电阻，铂热电阻通过垫圈和螺钉封装在下轴承体的通孔中。
所述以下轴承体的对称轴为0°，轴承体上4个通孔的位置按逆转速方向分别为40°、130°、220°、310°。
可倾瓦由瓦体和合金瓦衬组成，所述刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承包括两组共8块可倾瓦，其中4块为备用；两组可倾瓦按照合金瓦衬宽度不同区分，它们的宽径比分别为0.63和0.50两种规格，每组可倾瓦的包角分别为66°、70°、74°和78°，8块可倾瓦可互换。
所述可倾瓦与上轴承体之间设有厚度为0.05-0.15mm的调整垫片。
所述轴承体的上下左右四个方向外侧均设有调整块，调整块和轴承体之间亦设有不同厚度的调整垫片。
所述轴承体顶部的调整块中设置用于防止轴承体旋转和滑动的销。
本实用新型的优点如下：
可倾瓦的摆动支点和定位支点三点一线，即每块可倾瓦背部中心设有销孔，与轴承体径向定位销相联起到周向限位和摆动支点作用，同时与此销孔同一线上的可倾瓦两侧设有两个安装孔，与轴承体两个轴向定位销相联起到安装定位作用，三点一线减少了摆动摩擦力，增加了灵活性；风机现场安装调试过程中，可根据转子转速、轴承承载力、轴承刚度、轴振动状态、轴心轨迹调整的需要，灵活选择和调整可倾瓦块及其在轴承中的安装位置；轴承上半部两瓦块与轴承体内孔之间增设0.05-0.15mm的调整垫片，用于灵活调整轴承间隙。
经理论分析和现场实践证明，该轴承稳定性和抗振性好，有效减少了高速旋转设备的低频自激振动故障，避免了因油膜涡动、油膜失稳等轴承问题诱发的透平设备低频振动故障，尤其是为机组振动故障的现场诊断与治理提供了有效手段和可行性实施方式，确保了高速旋转透平设备安全、可靠、稳定、高效 运行。具有油膜刚度可调、轴承承载力可变、安装调整方便、轴瓦抑振性良好等特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为图1的C-C剖面示意图。
图4为不同规格可倾瓦的结构示意图。
图5为图4的A-A视图。
图6为图4的B-B视图。
图7为本实用新型形成多油楔油膜的工作原理图。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步解释说明。
具体实施方式
参见图1-图6，本实用新型的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，包括轴承体和一组共4块可倾瓦2，所述轴承体是由半圆环状的上轴承体6和下轴承体1对扣而成，两者通过螺栓3连接；上轴承体6和下轴承体1对扣形成圆柱状的轴承体内孔，上轴承体6和下轴承体1内壁上各安装2块可倾瓦块2。
每块可倾瓦2背部中心设有销孔，在可倾瓦2两侧相同高度处分别设有安装孔，且两个安装孔与销孔三点一线。轴向定位销13通过可倾瓦2两侧的安装孔将可倾瓦2安装在轴承体内孔中，轴向定位销13用以对可倾瓦2安装联接和辅助定位；轴承体内壁上与每块可倾瓦2背部的销孔相应位置设有通孔17，通孔17中安装的径向定位销5通过销孔将可倾瓦2固定在轴承体内壁上，径向定位销5起到周向定位和摆动支点的作用；销孔的内径大于径向定位销5的外径，使得可倾瓦2在轴承体中能够自由摆动。下轴承体1中的两个径向定位销5为中空，其内均安装有测量轴瓦温度的铂热电阻，铂热电阻通过垫圈14和螺钉15封装在下轴承体1的通孔17中。以下轴承体1的对称轴为0°，轴承体上4个通孔17的位置按逆转速 方向分别为40°、130°、220°、310°。
可倾瓦2由瓦体和合金瓦衬组成，本实施例包括两组共8块可倾瓦2，其中一组共4块备用，两组可倾瓦2按照合金瓦衬宽度不同区分，它们的宽径比分别为0.63和0.50两种规格，每组可倾瓦2的包角分别为66°、70°、74°和78°，8块可倾瓦2可以根据转子旋向、轴承承载力和轴承刚度变化，按照同一旋向任意调换安装位置。
可倾瓦2与上轴承体6之间设有厚度为0.05-0.15mm的调整垫片7，调整垫片7用于灵调整轴承间隙；轴承体的上下左右四个方向外侧均设有调整块8，调整块8和轴承体之间亦设有不同厚度的调整垫片7，通过增加或减少调整垫片7来调整轴承与轴颈的同心度、转子与定子的同心度、以及轴承体瓦背过盈量。轴承体顶部的调整块8中设置用于防止轴承体旋转和滑动的销9。
轴承体的前后两侧均设置防止轴承体内孔向外漏油的环状油封11，环状油封11通过在轴承体内孔边缘上浇铸轴承合金安装在轴承体上，环状油封11外侧的轴承体上通过螺钉12固定有挡油环10。
参见图7，机组启机或正常运行时，润滑油在油压的强制作用下经轴承体各油腔进入轴承体内孔，在转子转动的作用下，润滑油被带入各轴瓦工作表面，形成四个收敛油楔，建立四个动压油膜。本多油楔可倾瓦滑动轴承稳定性好，轴承比压和承载力可调，轴承抗外界扰动能力强，避免了油膜失稳和油膜涡动。另外，本实用新型中转子轴颈的偏心度比圆瓦、椭圆瓦等轴承小，能够缓解轴系对中不良等因素引起的轴振动危害，增强了转子的稳定性和抗扰动能力。
Claims (8)
1.一种刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，包括轴承体和一组共4块可倾瓦（2），所述轴承体是由半圆环状的上轴承体（6）和下轴承体（1）对扣而成；上轴承体（6）和下轴承体（1）对扣形成圆柱状的轴承体内孔，上轴承体（6）和下轴承体（1）内壁上各安装2块可倾瓦块（2）；轴承体的前后两侧均设置环状油封（11），环状油封（11）外侧的轴承体上固定有挡油环（10）。
2.如权利要求1所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，所述每块可倾瓦（2）背部中心设有销孔，在可倾瓦（2）两侧相同高度处分别设有安装孔，且两个安装孔与销孔三点一线；轴向定位销（13）通过可倾瓦（2）两侧的安装孔将可倾瓦（2）安装在轴承体内孔中；轴承体内壁上与每块可倾瓦（2）背部的销孔相应位置设有通孔（17），通孔（17）中安装的径向定位销（5）通过销孔将可倾瓦（2）固定在轴承体内壁上；销孔的内径大于径向定位销（5）的外径，使得可倾瓦（2）在轴承体中能够自由摆动。
3.如权利要求2所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，所述下轴承体（1）中的两个径向定位销（5）为中空，其内均安装有测量轴瓦温度的铂热电阻，铂热电阻通过垫圈（14）和螺钉（15）封装在下轴承体（1）的通孔（17）中。
4.如权利要求2所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，所述以下轴承体（1）的对称轴为0°，轴承体上4个通孔（17）的位置按逆转速方向分别为40°、130°、220°、310°。
5.如权利要求1所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，可倾瓦（2）由瓦体和合金瓦衬组成，所述刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承包括两组共8块可倾瓦（2），其中4块为备用；两组可倾瓦（2）按照合金瓦衬宽度不同区分，它们的宽径比分别为0.63和0.50两种规格，每组可倾瓦（2）的包角分别为66°、70°、74°和78°，8块可倾瓦（2）可互换。
6.如权利要求1所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，所述可倾瓦（2）与上轴承体（6）之间设有厚度为0.05-0.15mm的调整垫片（7）。
7.如权利要求1所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，所述轴承体的上下左右四个方向外侧均设有调整块（8），调整块（8）和轴承体之间亦设有不同厚度的调整垫片（7）。
8.如权利要求7所述的刚度可调的多油楔可倾瓦径向轴承，其特征在于，所述轴承体顶部的调整块（8）中设置用于防止轴承体旋转和滑动的销（9）。
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