CN216975105U - 用于水轮发电机组的自润滑轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于水轮发电机组的自润滑轴承，包括本体，所述本体具有沿其周向分布的第一区段和第二区段，所述第一区段和第二区段的两端分别一体连接形成本体，所述第一区段内设有多个第一减磨块；所述第二区段的内壁开设有若干油槽，第二区段内设有多个第二减磨块。本实用新型的轴套兼具良好的承载性能和减磨性能。

Description

用于水轮发电机组的自润滑轴承

技术领域

本实用新型涉及一种用于水轮发电机组的自润滑轴承，尤其涉及一种适用于灯泡贯流式机组水轮机桨叶的自润滑轴承。

背景技术

转桨式水轮机主要用于低水头、大流量的水电站，其转轮桨叶为悬臂梁结构，桨叶通过枢轴将轴向水推力、水力矩及桨叶重力、离心力作用在转轮体轴瓦上。在机组运行桨叶开度调节过程中，轴瓦和枢轴之间不可避免地会产生摩擦，从而形成枢轴与轴瓦表面之间的磨损。如果轴瓦材料性能较差，甚至会出现在压力的作用下轴瓦基体破碎的状况。由于转桨式水轮机转轮结构所固有的特点，桨叶枢轴中心与转轮体轴瓦中心存在一定的倾斜角度，这导致铜套受力不均匀，其磨损状态必然为偏磨。

桨叶轴套（即轴承）的轴向磨损会造成机组运行时桨叶与转轮室间隙变小，并由于灯泡贯流式水轮机的运行特点，桨叶运行位置不同间隙变化的大小同，此种运行状态更加剧了桨叶运行间隙的不均匀度，将导致压力脉动增加、机组的振动摆度值增加、噪音增加。

当桨叶轴套端面磨损达到一定数值后，会导致桨叶与转轮室产生金属碰撞，此碰撞为周期性的旋转撞击，易导致转轮室、桨叶产生疲劳裂纹，使电站出现灾难性的重大事故。

桨叶轴套的径向磨损造成桨叶枢轴两侧的密封压紧量不一致，严重缩短桨叶密封使用寿命。桨叶密封失效，会使转轮轮毂内的透平油渗漏到河道内，给环境造成严重污染。

当轴瓦磨损量较大或出现损坏时，导致桨叶枢轴中心与转轮体轴瓦中心倾斜角度增大，桨叶密封补偿量不足，出现转轮漏油、进水的现象。因此转桨式水轮机转轮枢轴轴瓦的性能直接影响桨叶密封的使用效果，枢轴轴瓦的使用寿命决定了机组的大修周期，甚至影响机组的正常运行；桨叶轴瓦的端面磨损，会导致桨叶与转轮室间隙的变化，严重时出现桨叶“扫膛“的现象，严重影响电厂的经济效益和社会效益。

枢轴轴瓦也就是铜轴承，通常是采用铜合金跟钢枢轴配合工作，即铜轴承跟对偶轴是一对摩擦偶。摩擦偶在工作的时候，应该优先保障对偶轴的工作寿命，即在不损伤对偶轴的前提下，延长铜轴承的工作寿命。无论是材料领域还是机械领域，大家几乎有一个共同的经验，越硬的同样一类材料越耐磨。当钢枢轴不变时，也就意味着铜轴承的硬度也基本不能变化。这就限制了通过提高铜轴承的硬度来提高其耐磨性，进而提高其工作寿命的途径和方法。要提高摩擦偶的工作寿命，除了提高其耐磨性，还有一个手段，就是提高其减磨性。

目前，现有轴套一般采用铝青铜制作，硬度比较低，耐磨性差，为了提高轴套的减磨性能，常会在轴套内侧设置油槽，油润滑的油膜时流体状态或半流状态，在运动状态不稳定（如压力大），温度升高油膜容易破坏，起不到润滑效果，出现受力大的一侧磨损严重，使用寿命短。也有在轴套内设置减磨块来提高减磨性能的做法，但是减磨块的设置需要破坏轴套本身的结构，容易导致轴套的承载能力下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种兼具良好的承载性能和减磨性能的用于水轮发电机组的自润滑轴承。

本实用新型采用的技术方案如下：

用于水轮发电机组的自润滑轴承，包括本体，所述本体具有沿其周向分布的第一区段和第二区段，所述第一区段和第二区段的两端分别一体连接形成本体，所述第一区段内设有多个第一减磨块；所述第二区段的内壁开设有若干油槽，第二区段内设有多个第二减磨块；第一减磨块在第一区段内的排布密度大于第二减磨块在第二区段内的排布密度。

进一步地，所述多个第一减磨块分为多排且沿本体的周向依次排布，每一排第一减磨块的数量为多个。

进一步地，所述油槽包括相互垂直设置的周向油槽和轴向油槽，所述周向油槽的数量至少为1条，所述轴向油槽的数量为多条且沿本体的周向依次排布；所述周向油槽和轴向油槽将第二区段的内壁划分为多个网格，每个网格所对应的区域设有至少1个第二减磨块。

进一步地，所述第二区段所对应的弧度为0.4π-0.6π。如此，即可满足工程实际的服役需求，又可尽可能地控制第二区段的尺寸，节约制作成本。

进一步地，减磨块嵌埋在相应区段内。

进一步地，减磨块由聚四氟乙烯（PTFE）制成。

进一步地，本体由自润滑铜合金制成，以赋予轴套更好的自润滑能力。可选地，所述自润滑铜合金可选用PCT/CN2013/082961、PCT/CN2016/076442等现有技术所述的自润滑铜合金。

本实用新型将自润滑轴承的本体划分为2个区段，并在第一区段布设较多的减磨块，在第二区段布设较少的减磨块并开设油槽，使得第一区段具有较好的自润滑效果和略差的承载能力，第二区段的减磨块相对较少且承载能力更高，但结合油槽的设置，也可取得较好的润滑效果，这样在轴套服役时，可将第一区段设置于受力较小的位置，将第二区段设置于受力较大的位置，充分发挥各区段优势，保证良好的润滑效果和承载能力。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

（1）本实用新型的轴套兼具良好的承载性能和减磨性能。

（2）本实用新型的轴套的油槽、减磨块等细部结构均为现有结构，可采用现有成熟工艺制作，故不会带来轴套制作成本上的提升。

（3）通过对第一区段、第二区段相关性能的合理调配，在不改变轴套材料的情况下，即可满足承载和润滑需求。

附图说明

图1是一种现有轴套的剖面结构示意图。

图2是本实用新型的一种用于水轮发电机组的自润滑轴承的剖面结构示意图。

图3是本实用新型的一种用于水轮发电机组的自润滑轴承的本体的局部剖视图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

参见图2，用于水轮发电机组的自润滑轴承，包括本体1，所述本体1具有沿其周向分布的第一区段和第二区段，所述第一区段和第二区段的两端分别一体连接形成本体1，所述第一区段内设有多个第一减磨块3；所述第二区段的内壁开设有若干油槽2，第二区段内设有多个第二减磨块4。

第一减磨块3在第一区段内的排布密度大于第二减磨块4在第二区段内的排布密度。

所述多个第一减磨块3分为11排且沿本体1的周向依次均匀排布，每一排第一减磨块3的数量为4个。

所述油槽2包括相互垂直设置的周向油槽202和轴向油槽201，所述周向油槽202的数量为1条，所述轴向油槽201的数量为5条且沿本体1的周向依次排布；所述周向油槽202和轴向油槽201将第二区段的内壁划分为多个网格，每个网格所对应的区域设有1个第二减磨块4。

所述第二区段所对应的弧度为0.5π。

减磨块嵌埋在相应区段内。减磨块由聚四氟乙烯制成。所述本体由自润滑铜合金制成。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.用于水轮发电机组的自润滑轴承，包括本体（1），所述本体（1）具有沿其周向分布的第一区段和第二区段，所述第一区段和第二区段的两端分别一体连接形成本体（1），其特征在于，所述第一区段内设有多个第一减磨块（3）；所述第二区段的内壁开设有若干油槽（2），第二区段内设有多个第二减磨块（4）。

2.根据权利要求1所述的自润滑轴承，其特征在于，第一减磨块（3）在第一区段内的排布密度大于第二减磨块（4）在第二区段内的排布密度。

3.根据权利要求1所述的自润滑轴承，其特征在于，所述多个第一减磨块（3）分为多排且沿本体（1）的周向依次排布，每一排第一减磨块（3）的数量为多个。

4.根据权利要求1所述的自润滑轴承，其特征在于，所述油槽（2）包括相互垂直设置的周向油槽（202）和轴向油槽（201），所述周向油槽（202）的数量至少为1条，所述轴向油槽（201）的数量为多条且沿本体（1）的周向依次排布；所述周向油槽（202）和轴向油槽（201）将第二区段的内壁划分为多个网格，每个网格所对应的区域设有至少1个第二减磨块（4）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自润滑轴承，其特征在于，所述第二区段所对应的弧度为0.4π-0.6π。

6.根据权利要求1-4任一项所述的自润滑轴承，其特征在于，减磨块嵌埋在相应区段内。

7.根据权利要求1-4任一项所述的自润滑轴承，其特征在于，减磨块由聚四氟乙烯制成。

8.根据权利要求1-4任一项所述的自润滑轴承，其特征在于，所述本体（1）由自润滑铜合金制成。

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