CN204878300U - 联动式自平衡水润滑推力轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及联动式自平衡水润滑推力轴承，由限位结构、支撑结构、自平衡结构、跟随结构、流道结构五结构构成。本实用新型增加了自平衡功能，即平衡块搭接结构，这种搭接结构可以在一定预紧力的情况下完成调整各瓦高度差的调整工作。当各推力瓦载荷存在一定差值时，可以自动调整各推力瓦高度，使其载荷波动幅值限制在±10％以内，提高了水润滑推力轴承的运行稳定性。本实用新型在推力盘发生轴向移动时，确保推力瓦和推力盘始终接触，避免传统水润滑轴承推力盘与推力瓦接触时的动载荷，降低了对瓦面材料的冲击，提高了水润滑推力轴承的运行可靠性。本实用新型适用于三代核电大功率核主泵屏蔽电机水润滑推力轴承，可广泛用于核电、化工、舰船动力等领域。

Description

联动式自平衡水润滑推力轴承

技术领域

本实用新型涉及一种联动式自平衡水润滑推力轴承。

背景技术

三代核电技术体系中核反应堆主泵为屏蔽式电动泵，屏蔽式电动泵即泵与屏蔽电机融为一体，轴承采用水润滑工作方式。推力轴承是核主泵最重要的部件之一，它的设计是否合理将直接影响到核主泵的可靠运行。水润滑动压滑动轴承的承载能力和磨损寿命是制约这种轴承应用的重要因素。传统水润滑推力轴承没有自平衡系统，各个推力瓦平面难以保持在同一平面内，运行时载荷分布不均，使各推力瓦的水膜厚度、温度、磨损量等运行参数不一致，整体轴承发挥不出最佳性能，长期运行时振动增加，轴瓦容易损坏，可靠性降低。这就需要开发一种轴瓦底部带自平衡结构的水润滑推力轴承，这种自平衡结构需要具备自动调整各瓦高度差的功能，即平衡块搭接结构；这种搭接结构可以在一定预紧力的情况下完成调整各瓦高度差的调整工作。当各推力瓦载荷存在一定差值时，可以自动调整各推力瓦高度，使其载荷波动幅值限制在±10％以内，提高了水润滑轴承的稳定性和可靠性，解决了三代核电技术开发的关键问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种联动式自平衡水润滑推力轴承，它包含自平衡功能和跟随功能，具备自动调整各瓦高度差的功能，即平衡块搭接结构；这种搭接结构可以在一定预紧力的情况下完成调整各瓦高度差的调整工作。

本实用新型的技术方案：一种联动式自平衡水润滑推力轴承，由限位结构、支撑结构、自平衡结构、跟随结构、流道结构五结构构成，轴承座(1)为主要支撑平台，弹簧(15)位于轴承座(1)底部，弹簧板(13)安装在弹簧(15)顶部；第一限位销(16)穿过弹簧板(13)安装在轴承座(1)内侧，第二限位销(14)穿过弹簧板(13)安装在轴承座(1)外侧；下平衡块(17)安装在弹簧板(13)顶部，平衡柱(24)位于下平衡块(17)的两侧，上平衡块(12)位于平衡柱(24)的上侧；下平衡块(17)安装在弹簧板(13)顶部，第一限位销(16)穿过下平衡块(17)内侧，第二限位销(14)穿过下平衡块(17)外侧；支撑柱(11)位于上平衡块(12)顶部，支撑柱(11)底部有球面(18)；推力瓦基(5)安装在支撑柱(11)顶部，推力瓦面(6)位于推力瓦基(5)顶部；第三定位销(3)位于径向螺帽(2)里，径向螺帽(2)位于轴承座(1)外侧，第一耐磨内套(4)位于推力瓦基(5)的外侧，第三定位销(3)里侧插入第一耐磨内套(4)；第四定位销(7)位于轴承座(1)内侧，推力瓦基(5)位于第三定位销(3)的里侧，推力瓦基(5)位于第四定位销(7)顶部，轴向销套位于推力瓦基(5)里侧，径向销套位于推力瓦基(5)外侧，第二耐磨内套(8)位于推力瓦基(5)的内侧，第四定位销(7)的顶部插入第二耐磨内套(8)；推力瓦基(5)里侧设有第一压台(10)，轴承座(1)里侧设有第二压台(9)。

本实用新型的限位结构提供推力瓦的限位功能；支撑结构提供水润滑轴承的支撑功能；自平衡结构负责平衡润滑轴承各推力瓦之间的不平衡载荷，以确保各推力瓦所承受的载荷差保持最小；跟随结构负责水润滑轴承的自动跟随，当推力面发生轴向窜动时,推力瓦及时跟随推力盘；流道结构负责水润滑轴承流通功能，以便存储润滑水和形成流道。

限位结构负责推力瓦的限位功能，第四定位销(7)位于轴承座(1)内侧，第三定位销(3)位于径向螺帽(2)里，径向螺帽(2)位于轴承座(1)外侧，第四定位销(7)对推力瓦基(5)形成轴向导向，第三定位销(3)对推力瓦基(5)形成径向导向，当推力瓦基(5)在上下移动时，可以保障推力瓦基(5)在轴向较小幅度窜量，第四定位销(7)实现了对推力瓦基(5)周向限位，第三定位销(3)实现了对推力瓦基(5)径向限位，第二压台(9)对第一压台(10)完成轴向限位，使得推力瓦基(5)在轴向不超过设计允许窜量。

支撑结构负责水润滑轴承的支撑功能。弹簧(15)位于轴承座(1)下部，弹簧板(13)位于弹簧(15)的顶部，下平衡块(17)安装在弹簧板(13)顶部，平衡柱(24)位于下平衡块(17)的两侧，上平衡块(12)位于平衡柱(24)的上侧；下平衡块(17)安装在弹簧板(13)顶部，支撑柱(11)位于平衡环(12)的顶部，推力瓦基(5)位于支撑柱(11)的顶部，推力瓦面(6)位于推力瓦基(5)顶部，如此构成了一个支撑系统。

当各推力瓦载荷存在一定差值时，限位结构自动调整各推力瓦高度，使其载荷波动幅值限制在±10％以内，使各瓦负荷均匀，减小瓦面磨损，降低瓦面温差。跟随功能使得推力盘上下窜动时，保持推力瓦与推力盘平稳接触，减小推力盘对推力瓦的瓦面冲击，避免因冲击带来的瓦面损坏。

自平衡结构负责平衡润滑轴承各推力瓦之间的不平衡载荷，以确保各推力瓦所承受的载荷差保持最小。上平衡块(12)左侧通过平衡柱(24)与下平衡块(17)右侧搭接，上平衡块(12)右侧通过平衡柱(24)与下平衡块(17)左侧搭接；下平衡块(17)底部设有第一柱面(26)，下平衡块(17)顶部设有上平台(27)，上平台(27)与第一斜台(31)连接，第一斜台(31)的末端连接凹柱面(25)；上平衡块(12)顶部设有矩形平台(29)，上平衡块(12)底部设有梯形平台(28)，梯形平台(28)外侧设有第二斜台(32)，第二斜台(32)末端连接矩形凹槽(30)，上平衡块(12)里侧设有第一凸台(33)，上平衡块(12)外侧设有第二凸台(34)，以保证上平衡块(12)在摆动时被限位。第一定位孔(35)与第一限位销(16)径向存在间隙，第二定位孔(36)与第二限位销(14)径向存在间隙，如此可以保证平衡环(12)处在非完全限位状态，使得当各瓦存在高度差时，通过蠕动和周向传递以降低各个瓦之间的高度差。上平衡块(12)通过平衡柱(24)与下平衡块(17)依次搭接，这种搭接结构需要轴向有一定锁紧预载荷，方能正常工作。

跟随结构负责润滑轴承的自动跟随功能，当推力面发生轴向窜动时及时跟随推力面，以降低传统水润滑轴承结构中推力盘接触瓦面时多产生的瞬间冲击和动载荷。当推力瓦基(5)承载额定载荷时，压缩弹簧(15)，此时弹簧板(13)与轴承座(1)下部接触，平衡环(12)底部与弹簧板(13)顶部接触；当推力瓦基(5)载荷消失，在弹簧(15)弹力的作用下，弹簧板(13)和平衡环(12)向上移动，与推力瓦基(5)保持跟随。

流道结构负责给水润滑轴承提供流通功能，以便存储润滑水和形成流道。两个相邻推力瓦基(5)中间设有第一存水槽(21)，推力瓦基(5)内侧设有第二存水槽(19)，推力瓦基(5)外侧设有第三存水槽(20)，轴承座(1)内圆设有第四存水槽(23)，相邻两个第四存水槽(23)之间设有分割凸台(22)。第一存水槽(21)可以确保在相邻两个推力瓦基(5)间存留润滑用的水，第二存水槽(19)增加了推力瓦基(5)内侧存留润滑用水的空间，第三存水槽(20)增加了推力瓦基(5)外侧存留润滑用水的空间。

本实用新型提供的联动式自平衡水润滑推力轴承，可以保证在推力瓦载荷存在较大差异时，动态地调整并缩小各瓦之间载荷差，从而减小瓦温及损耗，降低偏载所带来瓦面材料疲劳剥落的风险。同时，本实用新型具有自动跟随功能，当推力盘发生轴向移动时，推力瓦可以动态实时跟随推力盘发生轴向移动，使得推力瓦与推力盘始终保持接触，排除了水润滑轴承中碰撞瞬间的动载荷，缓解了动载荷对瓦面材料的冲击，提高了轴承运行的可靠性。本实用新型增加了自平衡功能，这种自平衡结构需要具备自动调整各瓦高度差的功能，即平衡块搭接结构；这种搭接结构可以在一定预紧力的情况下完成调整各瓦高度差的调整工作。当各推力瓦载荷存在一定差值时，可以自动调整各推力瓦高度，使其载荷波动幅值限制在±10％以内，提高了水润滑推力轴承的运行稳定性。本实用新型改变了水润滑推力轴承无自平衡调整的设计理念，并增加了跟随功能，开拓了大推力大尺寸水润滑推力轴承的新构架。

附图说明

图1本实用新型的联动式自平衡水润滑推力轴承结构图

图2是图1的A-A剖视图

图3是图1的俯视图

图4是图1的侧视图

图5是图2的项12的放大三维视图

图6是平衡块(17)的放大三维视图

具体实施方式

图1为适用于三代核电的联动式自平衡水润滑推力轴承，采取了自平衡和跟随的特殊设计，降低瓦面冲击，增加了运行可靠性。这种自平衡结构需要具备自动调整各瓦高度差的功能，即平衡块搭接结构；这种搭接结构可以在一定预紧力的情况下完成调整各瓦高度差的调整工作。当各推力瓦载荷存在一定差值时，可以自动调整各推力瓦高度，使其载荷波动幅值限制在±10％以内。

如图2所示，轴承座1为主支撑平台，由限位结构、支撑结构、自平衡结构、跟随结构、流道结构五个结构构成，弹簧15位于轴承座1底部，弹簧板13安装在弹簧15顶部；第一限位销16穿过弹簧板13安装在轴承座1内侧，第二限位销14穿过弹簧板13安装在轴承座1外侧；下平衡块17安装在弹簧板13顶部，平衡柱24位于下平衡块17的两侧，上平衡块12位于平衡柱24的上侧；下平衡块17安装在弹簧板13顶部，第一限位销16穿过下平衡块17内侧，第二限位销14穿过下平衡块17外侧；支撑柱11位于上平衡块12顶部，支撑柱11底部有球面18；推力瓦基5安装在支撑柱11顶部，推力瓦面6位于推力瓦基5顶部；第三定位销3位于径向螺帽2里，径向螺帽2位于轴承座1外侧，第一耐磨内套4位于推力瓦基5的外侧，第三定位销3里侧插入第一耐磨内套4；第四定位销7位于轴承座1内侧，推力瓦基5位于第三定位销3的里侧，推力瓦基5位于第四定位销7顶部，轴向销套位于推力瓦基5里侧，径向销套位于推力瓦基5外侧，第二耐磨内套8位于推力瓦基5的内侧，第四定位销7的顶部插入第二耐磨内套8；推力瓦基5里侧设有第一压台10，轴承座1里侧设有第二压台9。

如图3所示，两个相邻推力瓦基5中间设有第一存水槽21，推力瓦基5内侧设有第二存水槽19，推力瓦基5外侧设有第三存水槽20，轴承座1内圆设有第四存水槽23，相邻两个第四存水槽23之间设有分割凸台22。

如图4所示，上平衡块12左侧通过平衡柱24与下平衡块17右侧搭接，上平衡块12右侧通过平衡柱24与下平衡块17左侧搭接；下平衡块17底部设有第一柱面26，下平衡块17顶部设有上平台27，上平台27与第一斜台31连接，第一斜台31的末端连接凹柱面25；上平衡块12顶部设有矩形平台29，上平衡块12底部设有梯形平台28，梯形平台28外侧设有第二斜台32，第二斜台32末端连接矩形凹槽30。

如图5所示，上平衡块12里侧设有第一凸台33，上平衡块12外侧设有第二凸台34。

如图6所示，下平衡块17里侧设置第一定位孔35，下平衡块17外侧设置第二定位孔36。

Claims (3)

1.联动式自平衡水润滑推力轴承，其特征是：由限位结构、支撑结构、自平衡结构、跟随结构、流道结构五个结构构成，轴承座(1)为主支撑平台，弹簧(15)位于轴承座(1)底部，弹簧板(13)安装在弹簧(15)顶部；第一限位销(16)穿过弹簧板(13)安装在轴承座(1)内侧，第二限位销(14)穿过弹簧板(13)安装在轴承座(1)外侧；下平衡块(17)安装在弹簧板(13)顶部，平衡柱(24)位于下平衡块(17)的两侧，上平衡块(12)位于平衡柱(24)的上侧；下平衡块(17)安装在弹簧板(13)顶部，第一限位销(16)穿过下平衡块(17)内侧，第二限位销(14)穿过下平衡块(17)外侧；支撑柱(11)位于上平衡块(12)顶部，支撑柱(11)底部为球面(18)；推力瓦基(5)安装在支撑柱(11)顶部，推力瓦面(6)位于推力瓦基(5)顶部；第三定位销(3)位于径向螺帽(2)里，径向螺帽(2)位于轴承座(1)外侧，第一耐磨内套(4)位于推力瓦基(5)的外侧，第三定位销(3)里侧插入第一耐磨内套(4)；第四定位销(7)位于轴承座(1)内侧，推力瓦基(5)位于第三定位销(3)的里侧，推力瓦基(5)位于第四定位销(7)顶部，轴向销套位于推力瓦基(5)里侧，径向销套位于推力瓦基(5)外侧，第二耐磨内套(8)位于推力瓦基(5)的内侧，第四定位销(7)的顶部插入第二耐磨内套(8)；推力瓦基(5)里侧设有第一压台(10)，轴承座(1)里侧设有第二压台(9)。

2.根据权利要求1所述的联动式自平衡水润滑推力轴承，其特征是：上平衡块(12)左侧通过平衡柱(24)与下平衡块(17)右侧搭接，上平衡块(12)右侧通过平衡柱(24)与下平衡块(17)左侧搭接；下平衡块(17)底部设有第一柱面(26)，下平衡块(17)顶部设有上平台(27)，上平台(27)与第一斜台(31)连接，第一斜台(31)的末端连接凹柱面(25)；上平衡块(12)顶部设有矩形平台(29)，上平衡块(12)底部设有梯形平台(28)，梯形平台(28)外侧设有第二斜台(32)，第二斜台(32)末端连接矩形凹槽(30)，上平衡块(12)里侧设有第一凸台(33)，上平衡块(12)外侧设有第二凸台(34)。

3.根据权利要求1所述的联动式自平衡水润滑推力轴承，其特征是：两个相邻推力瓦基(5)中间设有第一存水槽(21)，推力瓦基(5)内侧设有第二存水槽(19)，推力瓦基(5)外侧设有第三存水槽(20)，轴承座(1)内圆设有第四存水槽(23)，相邻两个第四存水槽(23)之间设有分割凸台(22)。