CN204327383U - 一种由螺杆支撑的推力轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种由螺杆支撑的推力轴承，包括推力头、镜板和轴承座(11)，该镜板的周向外设有多个导向瓦(4)，该镜板的下方设有多个推力瓦(5)，每个推力瓦(5)的下方均设有用于支撑推力瓦(5)的支柱螺栓(9)，轴承座(11)能够支撑和固定支柱螺栓(9)，当支柱螺栓(9)转动时，支柱螺栓(9)和推力瓦(5)能够同步沿该支柱螺栓(9)的轴线方向移动。该由螺杆支撑的推力轴承大大减少了轴承检修时候的工作量，从原来的500多个小螺旋弹簧减少到了10多个支柱螺杆，工作量大为减少，有效提高了轴承检修效率。

Description

一种由螺杆支撑的推力轴承

技术领域

本实用新型涉及轴承领域，具体的是一种由螺杆支撑的推力轴承。

背景技术

在大型发电机组中，推力轴承是最重要的组成部分之一。推力轴承承受机组传动部分的全部重量和水流的轴向力，并传递给荷重机架。它一般由推力头、镜板、推力瓦、轴承座、油槽及冷却器等部件组成。

推力头、镜板随主轴旋转，推力瓦做成扇形分布式，为轴承座支撑。油槽内盛有透平油，油既起润滑作用，又是热交换介质，机组运行时，推力瓦与镜板互相摩擦所产生的热量为油吸收，再经通以冷却水的油冷却器冷却，将热量由水带走。

推力轴承是水轮发电机组或发电电动机组中最重要的部件之一，它承受着机组转动部分重量及轴向水推力，其工作性能不仅直接关系到机组能否安全运行，而且还影响机组的出力和效率。

大型发电电动机推力轴承采用可倾式扇形瓦，推力瓦通常采用巴氏合金瓦。推力轴承由于采用中心支撑和双向、高速运行，其支撑中心偏离最佳支撑点，不利于楔形油膜形成，如何保证这种轴承的承载能力，是双向推力轴承研制的关键。中心支撑双向推力轴承的瓦温较高，一方面会使粘度下降，而使承载力下降，油膜变薄，严重的会使轴瓦与转动部件表面发生擦伤事故，另一方面由于润滑油温升会使轴瓦及镜板推力头因温差引起的热变形增大也会导致相同的结果。

现有技术方案推力瓦的支撑采用小螺旋弹簧，密布于推力瓦下面，小弹簧主要用于控制瓦的变形，同时均分各瓦的负载，小弹簧装配时有一定的预紧力，可以避免在机组甩负荷时推力负荷突然变化导致发电机转子向上反弹而产生的轴向振动或故障。

小弹簧支撑的推力瓦，压力变形使瓦略呈中间下陷，温度变形使得瓦略呈中间鼓起，两种，两种变形的作用方向相反，因而使得瓦面近趋平面。瓦的单位压力一般控制在4.5MPa以下。

现有的小弹簧支撑推力瓦的结构存在以下缺陷：

1、本推力瓦的支撑结构导致安装难度大，一个推力轴承大约要用500-600个小螺旋弹簧，在安装过程中要保证每个小螺旋弹簧的应力和结构都保持一致，对安装的精度和质量控制要求非常高，因此安装十分耗时耗，十分影响工期。

2、本推力轴承检修的时候工作量非常大，占用了大量的检修周期，由于检修力量的不足，会导致小螺旋弹簧的校验和调整很难满足设计要求，导致检修后推力瓦温异常时常发生。

3、本推力瓦的支撑结构要求瓦的单位压力需要控制在4.5MPa以下，而当前机组的容量和转速都呈上升趋势，使得小螺旋弹簧式的支撑结构越来越不能满足电站设计要求。

4、本推力瓦单个瓦的小螺旋弹簧支撑数量达到50多个，为保证瓦的负载平均与平衡，对单个小螺旋弹簧的设计要求非常高，因此造价非常高，如果单个弹簧不合格，而且为保证瓦的设计精度，一般会整批的更换支撑弹簧，因此经济性大为降低。

实用新型内容

为了解决推力轴承安装效率低且不便于维修的问题。本实用新型提供了一种由螺杆支撑的推力轴承，该由螺杆支撑的推力轴承大大减少了轴承检修时候的工作量，从原来的500多个小螺旋弹簧减少到了10多个支柱螺杆，工作量大为减少，有效提高了轴承检修效率。可以保证修补的尾孔位置及缺陷修补位置无任何缺陷，弥补了大型工件表面划伤无法修补的技术缺陷，同时有效的消除搅拌摩擦焊后尾孔，提高了工件的利用率及可靠性。

本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种由螺杆支撑的推力轴承，包括推力头、镜板和轴承座，该镜板的周向外设有多个导向瓦，该镜板的下方设有多个推力瓦，每个推力瓦的下方均设有用于支撑推力瓦的支柱螺栓，轴承座能够支撑和固定支柱螺栓，当支柱螺栓转动时，支柱螺栓和推力瓦能够同步沿该支柱螺栓的轴线方向移动。

导向瓦的内表面设有单层或双层巴氏合金。

推力瓦为扇形，推力瓦的上表面设有单层或双层巴氏合金。

所述推力头和所述镜板形成一体。

所述由螺杆支撑的推力轴承还包括发动机的下端轴，所述推力头、所述镜板和所述发动机的下端轴形成一体。

支柱螺栓和推力瓦之间设有弹性托盘，弹性托盘的上表面与推力瓦的下表面抵接，支柱螺栓的上端与弹性托盘的下表面抵接。

支柱螺栓通过第一支撑部件固定于轴承座上，第一支撑部件设有与支柱螺栓相匹配的螺纹孔，支柱螺栓插接于该螺纹孔，支柱螺栓垂直于所述镜板。

支柱螺栓内含有轴向通孔，该轴向通孔内设有用于测量支柱螺栓受力后轴向伸缩量的负荷传感器。

轴承座为圆环形，轴承座的内径大于支柱螺栓到轴承座的轴线的距离。

所述由螺杆支撑的推力轴承还包括用于向该由螺杆支撑的推力轴承内注入润滑油的注入管路、用于将该由螺杆支撑的推力轴承内的润滑油引出的引出管路和能够冷却液体的冷却器，该注入管路和引出管路均与该冷却器连通。

本实用新型的有益效果是：

1、楔形油膜比较容易实现，瓦温控制满足规范要求。

2、有效遏制了轴瓦与推力头的温差变大趋势，保证温差处于设备材料形变范围内。

3、本推力瓦的支撑结构有效降低了推力轴承的安装难度，通过内置的传感器，可以有效的保证支柱螺杆应力和结构保持一致，对安装的精度和质量控制有显著提高。

4、大大减少了轴承检修时候的工作量，从原来的500个小螺旋弹簧减少了10个支柱螺杆，工作量大为减少，利用负荷传感器辅助校验和调整瓦面支撑，有效提高了轴承检修效率。

5、支柱螺杆较小螺旋弹簧制造工艺简单，成本低廉，有效控制了设备造价，大大提升了经济性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型所述的由螺杆支撑的推力轴承作进一步详细的描述。

图1是由螺杆支撑的推力轴承的结构示意图。

其中1.推力头镜板组合体，2.轴承密封盖，3.油槽盖，4.导向瓦，5.推力瓦，6.弹性托盘，7.下机架，8.引出管路，9.支柱螺栓，10.下导挡油管，11.轴承座，12.第一支撑部件，13.第二支撑部件，14.支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所述的由螺杆支撑的推力轴承作进一步详细的说明。一种由螺杆支撑的推力轴承，包括推力头、镜板和轴承座11，该镜板的周向外设有多个导向瓦4，该镜板的下方设有多个推力瓦5，每个推力瓦5的下方均设有用于支撑推力瓦5的支柱螺栓9，轴承座11能够支撑和固定支柱螺栓9，当支柱螺栓9以该支柱螺栓9的轴线为轴转动时，支柱螺栓9和推力瓦5能够同步沿该支柱螺栓9的轴线方向往复移动，如图1所示。

即在图1中，支柱螺栓9以该支柱螺栓9的轴线为轴转动时，支柱螺栓9和推力瓦5能够同步沿该支柱螺栓9的轴线方向上下移动。推力瓦5与该镜板之间的距离和相互的作用力可以通过支柱螺栓9来调整，增加了轴承座11上支撑结构的相对弹性，这样可调的结果补偿了不同轴向荷载下负荷分布的差异，保证了推力瓦5的承载均匀度≤5％，支柱螺栓9的长度保证支柱螺栓9和推力瓦5之间的接触区有相同的压力分布，这种支撑结构保证了推力瓦5的倾斜支点的最佳位置。非常有利于楔形油膜形成，可以有效保证轴承的承载能力，适用于双向旋转的推力轴承。

导向瓦4对主轴(和该镜板)起径向支撑作用，在本实施例中，导向瓦4的内表面设有单层或双层巴氏合金。即导向瓦4为单层或者双层结构的巴士合金瓦，导向瓦4的摩擦面(内表面)上浇筑有一层或多层巴士轴承合金，该巴士轴承合金层的厚度为4mm～6mm。导向瓦4的进出油边形状相同，均为较大的倒角。

推力瓦5对主轴(和该镜板)起轴向支撑作用，在本实施例中，推力瓦5为扇形，推力瓦5的上表面设有单层或双层巴氏合金，即推力瓦5的摩擦面(上表面)上浇筑有一层或多层巴士轴承合金，该巴士轴承合金层的厚度为4mm～6mm。推力瓦5的进出油边形状相同，均为较大的倒角。推力瓦5能够保证最佳的油膜压力分布，推力瓦5可以互换使用。

所述推力头和所述镜板形成一体，或者所述由螺杆支撑的推力轴承还包括发动机的下端轴，所述推力头、所述镜板和所述发动机的下端轴形成一体。在本实施例中，所述推力头、所述镜板和所述发动机的下端轴形成一体的推力头镜板组合体1，并经锻压加工而成，如图1所示。

支柱螺栓9和推力瓦5之间设有弹性托盘6，弹性托盘6的上表面与推力瓦5的下表面抵接，支柱螺栓9的上端与弹性托盘6的下表面抵接。弹性托盘6为圆盘形的橡胶材料制成。支柱螺栓9通过第一支撑部件12固定于轴承座11上，第一支撑部件12为圆环形，第一支撑部件12设有与支柱螺栓9一一对应匹配的螺纹孔，支柱螺栓9插接于该螺纹孔，支柱螺栓9垂直于所述镜板。支柱螺栓9内含有轴向通孔，由于支柱螺栓9受力不同，支柱螺栓9的轴向压缩量也不一样，该轴向通孔内设有用于测量支柱螺栓9受力后轴向伸缩量的负荷传感器。该由螺杆支撑的推力轴承外还设有检测与显示单元，该负荷传感器探测到的支柱螺栓9的受力将被检测与显示单元处理后显示。通过转动支柱螺栓9精确调节各推力瓦5在竖直方向的高度，从而保证推力瓦5的上表面上能建立动压润滑油楔。另外，调整支柱螺栓9可使各个推力瓦5间受力均匀，弹性托盘6的下表面设有安装孔，支柱螺栓9的上端插接于该安装孔，推力瓦5还可以在支柱螺栓9上摆动和倾斜，以便在推力瓦5的表面上建立动压润滑油楔。

如图1所示，轴承座11为圆环形，轴承座11的内径大于支柱螺栓9到轴承座11的轴线的距离。如果需要调节该推力瓦5在竖直方向的高度时，从该推力轴承下的轴承座11的内径通过便可以直接接触到支柱螺栓9的下端，从而转动支柱螺栓9以调节该推力瓦5在竖直方向的高度及推力瓦5与推力头镜板组合体1之间的作用力。

由于机组转速的发展趋势为高转速，双向推力轴承的润滑冷却最好采用外循环模式。即所述由螺杆支撑的推力轴承还包括用于向该由螺杆支撑的推力轴承内注入润滑油的注入管路(图中未视出)、用于将该由螺杆支撑的推力轴承内的润滑油引出的引出管路8和能够冷却液体的冷却器，该注入管路和引出管路8均与该冷却器连通。该由螺杆支撑的推力轴承内的润滑油在该推力轴承外冷却。

除此之外，该推力轴承润滑一般采用透平油，为保证油不泄露，本实用新型采用挡油管密封。该由螺杆支撑的推力轴承还含有轴承密封盖2、油槽盖3、用于制成导向瓦4的第二支撑部件13，第二支撑部件13为圆筒形。该推力轴承内还设有支架14，第一支撑部件12和第二支撑部件13通过支架14固定于轴承座11上，支架14到轴承座11的轴线的距离大于轴承座11的内径。使用时，该由螺杆支撑的推力轴承固定于下机架7上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于，所述由螺杆支撑的推力轴承包括推力头、镜板和轴承座(11)，该镜板的周向外设有多个导向瓦(4)，该镜板的下方设有多个推力瓦(5)，每个推力瓦(5)的下方均设有用于支撑该推力瓦(5)的支柱螺栓(9)，轴承座(11)能够支撑和固定支柱螺栓(9)，当支柱螺栓(9)转动时，支柱螺栓(9)和推力瓦(5)能够同步沿该支柱螺栓(9)的轴线方向移动。

2.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：导向瓦(4)的内表面设有单层或双层巴氏合金。

3.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：推力瓦(5)为扇形，推力瓦(5)的上表面设有单层或双层巴氏合金。

4.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：所述推力头和所述镜板形成一体。

5.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：所述由螺杆支撑的推力轴承还包括发动机的下端轴，所述推力头、所述镜板和所述发动机的下端轴形成一体。

6.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：支柱螺栓(9)和推力瓦(5)之间设有弹性托盘(6)，弹性托盘(6)的上表面与推力瓦(5)的下表面抵接，支柱螺栓(9)的上端与弹性托盘(6)的下表面抵接。

7.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：支柱螺栓(9)通过第一支撑部件(12)固定于轴承座(11)上，第一支撑部件(12)设有与支柱螺栓(9)相匹配的螺纹孔，支柱螺栓(9)插接于该螺纹孔，支柱螺栓(9)垂直于所述镜板。

8.根据权利要求7所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：支柱螺栓(9)内含有轴向通孔，该轴向通孔内设有用于测量支柱螺栓(9)受力后轴向伸缩量的负荷传感器。

9.根据权利要求7所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：轴承座(11)为圆环形，轴承座(11)的内径大于支柱螺栓(9)到轴承座(11)的轴线的距离。

10.根据权利要求1所述的由螺杆支撑的推力轴承，其特征在于：所述由螺杆支撑的推力轴承还包括用于向该由螺杆支撑的推力轴承内注入润滑油的注入管路、用于将该由螺杆支撑的推力轴承内的润滑油引出的引出管路(8)和能够冷却液体的冷却器，该注入管路和引出管路(8)均与该冷却器连通。