CS198094B1

CS198094B1 - Axis segment radial bearing

Info

Publication number: CS198094B1
Application number: CS809178A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Michele
Original assignee: Frantisek Michele
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1980-05-30

Description

Vynález se týká osového segmentového kluzného ložiska pro zachycení osové síly u rotorových částí strojů, zejména turbinových rotorů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an axial segmented slide bearing for absorbing axial force on rotor parts of machines, in particular turbine rotors.

U známých provedení osových segmentových kluzných ložisek se ke zvýšeni jejich únosnosti a provozní spolehlivosti využívají různé konstrukční úpravy, které mají za účel celkovou osovou sílu z tlačného kotouče rovnoměrně rozložit na jednotlivé segmenty kluzného ložiska. Jsou to například různá pružná uložení nosiče segmentů v ložiskové skříni, pružná uložení nosiče segmentů na nosiči i kulová uložení nosiče v ložiskové skříní. Teplota olejového filmu ulpívajícího na tlačné ploše tlačného kotouče s na kluzných plochách segmentů a teplota kovu jednotlivých segmentů je citlivým a spolehlivým ukazatelem velikosti a rovnoměrnosti rozložení celkové osové síly, působící na jednotlivé segmenty. Proto se za provozu provádějí průběžná měření teplot. K účinnému snížení teploty olejového filmu, » tím i k zajištění spolehlivého mazání kluzných ploch, se v poslední době používá vstřikování chladného oleje z tryskačů, umístěných v mezerách mezi segmenty. Dosavadní provedení osových segmentových kluzných ložisek však neumožňují dostatečné a rovnoměrné ochlazení tlačné plochy rotujícího tlačného kotouče a účinné smývání a obnovu olejového filmu, pevně lpícího na této tlačné ploše. U současných provedení osových segmentových kluzných ložisek není rovněž zajištěn dostatečný odvod tepla z naklápivých segmentů, takže u nich nelze výrazně zvýšit chladicí účinek. Podstatné zvýšení chladicího účinku je však nevyhnutelněIn known embodiments of axial segmented sliding bearings, various design modifications are used to increase their load-bearing capacity and operational reliability, which are designed to distribute the total axial force from the thrust disk evenly across the sliding bearing segments. These are, for example, the various resilient bearings of the segment carrier in the bearing housing, the resilient bearings of the segment carrier on the carrier and the spherical bearings of the carrier in the bearing housing. The temperature of the oil film adhering to the pressure surface of the pressure plate s on the sliding surfaces of the segments and the metal temperature of the individual segments is a sensitive and reliable indicator of the magnitude and uniformity of distribution of the total axial force acting on the segments. Therefore, continuous temperature measurements are performed during operation. In order to effectively lower the temperature of the oil film, and thus to ensure reliable lubrication of the sliding surfaces, injection of cold oil from blasting devices located in the gaps between the segments has recently been used. However, prior art axial segment plain bearings do not allow sufficient and even cooling of the pressure surface of the rotating pressure plate and effective washing and recovery of the oil film adhering firmly to this pressure surface. Also, in the current designs of axial segmented plain bearings, insufficient heat dissipation from the tilting segments is also ensured, so that the cooling effect cannot be significantly increased. However, a substantial increase in the cooling effect is inevitably

198 094198 094

198 094 nutné vzhledem k vysokým měrným tlakům na činné plochy segmentů, zejména při vysokých obvodových rychlostech a jim odpovídajícím vysokým teplotám olejového filmu a kovu segmentů. Současná provedení osových segmentových kluzných ložisek také už dostatečně nesplňují požadavek rovnoměrného rozložení celkové osové síly na jednotlivé segmenty.198 094 due to the high specific pressures on the active surfaces of the segments, particularly at high peripheral speeds and correspondingly high temperatures of the oil film and metal of the segments. The current designs of axial segmented plain bearings also no longer sufficiently satisfy the requirement of uniform distribution of the total axial force across the segments.

Uvedené nevýhody odstraňuje osové segmentové kluzné ložisko podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v bočních stěnách dutých segmentů, uložených naklápivě pomocí dutých středících čepů a pružných podložek na nosiči statorové části stroje, jsou vytvořeny tryskací otvory, směřující z dutin segmentů do mezisegmentových prostorů šikmo k tlačné ploše, upravené na rotorové části etroje, přičemž ostřikové roviny, procházející osami tryskacích otvorů sousedních segmentů a kolmé na tlačnou plochu, jsou vzájemně přesazeny.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the axial segmented sliding bearing according to the invention, which consists in the fact that in the side walls of the hollow segments mounted tilted by hollow centering pins and spring washers on the stator carrier part there are blast holes. obliquely to the pressure surface provided on the rotor part of the machine, the spray planes passing through the axes of the blast holes of adjacent segments and perpendicular to the pressure surface are offset from one another.

Hlavní výhody osového segmentového kluzného ložiska podle vynálezu jsou ve zvýšení jeho' nosnosti a provozní spolehlivosti tím, že je dosaženo účinného smývání a obnovování nosného filmu, lpícího na tlačné ploše rotujícího tlačného kotouče, zvýšením relativní rychlosti mezi nosným filmem a vstřícnými vstřikovacími paprsky mazacího a chladicího média a využitím kinetické energie souběžných vstřikovacích paprsků při jejich dopadu do náběžného prostoru segmentů, přičemž je využito současně chladicího média k odvodu tepla a chlazení dutých segmentů.The main advantages of the axial segmented plain bearing according to the invention are in increasing its load-bearing capacity and operational reliability by achieving efficient washing and restoration of the carrier film adhering to the pressing surface of the rotating pressure plate, increasing the relative velocity between the carrier film and the injecting lubricating and cooling and utilizing the kinetic energy of the parallel injection beams as they impact the leading area of the segments, utilizing coolant simultaneously to dissipate heat and cool the hollow segments.

Pružným uložením segmentů se také dosahuje účinnějšího rozložení osové síly na jednotlivé segmenty.The flexible bearing of the segments also achieves a more efficient distribution of the axial force on the individual segments.

Příklad provedení osového segmentového kluzného ložiska podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněna část ložiska v příčném řezu, na obr. 2 řez rovinou B-B z obr. 1, na obr. 3 řez rovinou C-C z obr. 1 a na obr. 4 řez rovinou D-D z obr. 3.An exemplary embodiment of an axial segmented sliding bearing according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a part of the bearing in cross section, Fig. 2 shows a section along line BB of Fig. 1; and Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line DD of Fig. 3.

Ve znázorněném provedení je osové segmentové kluzné ložisko podle vynálezu upraveno v meziválcovém prostoru, omezeném nehybnou mezikruhovou zapuštěnou čelní opěrnou plochou 14 ložiskového stojanu g a přivrácenou otočnou mezikruhovou čelní tlačnou plochou 11 tlačného kotouče 1, upraveného na rotoru stroje. Na čelní opěrné ploěe 14 ložiskového stojanu g jsou čelně upevněny rozváděči prstenec 4 s nosičem J segmentů 2. Přitom na čele rozváděcího prstence £, přivráceném k nosiči J segmentů 2, je vytvořena čelní mezikruhová drážka, která spolu s přivrácenou čelní plochou nosiče J vytváří při vzájemném axiálním sevření rozváděči dutinu 16. Axiálními vstupními otvory 12, vytvořenými v rozvádšcím prstenci £ a v ložiskovém stojanu g je tato rozváděči dutina segmentového kluzného ložiska napojena na neznázorněný mazací a chladicí systém etroje. V čelní stěně nosiče J jsou v pravidelných rozestupech vytvořeny axiální osazené otvory, v jejich válcových zahloubeních jsou ηβ prstencových pružných podložkách 7 pomocí dutých středících čepů 6 naklápivě uloženy duté segmenty 2. Na segmentových koncích středících čepů 6 upravená válcová osazení přitom zasahují do fixačních otvorů, vytvořených v přivrácených opěrných základnách segmentůIn the illustrated embodiment, an axial segmented sliding bearing according to the invention is provided in the inter-cylindrical space, limited by the stationary annular recessed face 14 of the bearing stand g and the facing pivotable annular face pressing surface 11 of the thrust disk 1 provided on the machine rotor. A guide ring 4 with a segment carrier 2 is fastened to the front support surface 14 of the bearing rack g. At the same time, a front annular groove is formed at the face of the guide ring 4 facing the segment carrier 2. axially gripping the distribution cavity 16. By means of the axial inlet openings 12 formed in the distribution ring 8 and in the bearing rack g, this distribution cavity of the segmented slide bearing is connected to the lubrication and cooling system of the apparatus. Axial shoulder bores are formed in the front wall of the carrier J at regular intervals, hollow segments 2 are pivoted by hollow centering pins 6 at their cylindrical recesses ηβ of the annular spring washers 6. formed in the facing support bases of the segments

2. Polohováním o převýšený obvodový okraj nosiče J jsou segmenty 2 na středících čepech 62. By positioning on the elevated circumferential edge of the carrier J, the segments 2 on the centering pins 6 are provided

198 09 zajištěny proti pootočení. Rozdílem mezi tloušťkami pružných podložek 2 a délkami přivrácenýeh vnějších osazení, upravených na nosičových koncích středících čepů 6, jsou dány velikosti axiálních vůlí 1J!, které spolu s příslušnými rozměrovými a materiálovými parametry uvedených ložiskových částí určují axiální poddajnost uložení segmentů 2 v ložiskovém stojanu 2· Mezi činnými plochami segmentů 2 a tlačnou plochou 11 tlačného kotouče 1 jsou vytvořeny kluzné prostory, které jsou vyplněny mazacím médiem. S ohledem na hydrodynamické poměry v klínové mazací vrstvě, a z toho vyplývající nutnost nerovnoměrného rozlo žení přítlačných sil v kluzných prostorech jsou na schodovitých opěrných plochách segmen tů 2, opírajících ae o přivrácené čelní plochy středících čepů 6, jejich naklápěcí hrany posunuty za těžiště činných ploch, a to směrem k příslušným odtokovým bokům 20. Zeslabení opěrných základen segmentů 2 fixačními otvory pro středící čepy 6 je vykompenzováno zesílením výztužnými žebry 12, které jsou v segmentových dutinách 8 segmentů 2 upravena radiálně. Kromě uvedeného zesílení mají výztužná žebra 15 za účel zvětšit vnitřní povrch segmentových dutin 8, a tím zlepšit odvod třecího tepla z činných ploch segmentů 2,.198 09 secured against rotation. The difference between the thicknesses of the spring washers 2 and the lengths of the outer recesses provided at the carrier ends of the centering pins 6 is given by the axial clearance sizes 11, which together with the respective dimensional and material parameters of said bearing portions determine the axial compliance. Sliding spaces are formed between the active surfaces of the segments 2 and the pressure surface 11 of the pressure plate 1, which are filled with lubricating medium. In view of the hydrodynamic conditions in the wedge lubrication layer and the consequent need for an uneven distribution of the thrust forces in the sliding spaces, the stair-bearing surfaces of the segments 2 supported by the facing faces of the centering pins 6, their tilting edges are displaced beyond The weakening of the supporting bases of the segments 2 by the fixing holes for the centering pins 6 is compensated by the reinforcement of the reinforcing ribs 12, which are arranged radially in the segment cavities 8 of the segments 2. In addition to said reinforcement, the reinforcing ribs 15 are intended to increase the inner surface of the segment cavities 8 and thereby improve the frictional heat dissipation from the active surfaces of the segments 2.

V každé z bočních stěn segmentů 2 je vytvořena řada pravidelně rozmístěných tryskacích otvorů 10, směřujících ze segmentových dutin 8 do meziaegmentových prostorů šikmo k tlačné ploše 11. Přitom ostřikové roviny, procházející osami tryskacích otvorů 10 v odtokových bocích 20 kolmo k tlačné ploše 11, jsou vzhledem k obdobným ostřikovým rovinám proloženým tryskacími otvory 10 v náběhových bocích 9 sousedících segmentů 2 přesazeny o polovinu rozteče a jsou s nimi v podstatě rovnoběžné. Na náběhovém boku 9 každého ze segmen. tů 2 je upraveno sražení, které ve smontovaném stavu spolu a přivrácenou tlačnou plochou 11 vymezuje náběžný prostor 23. Mezisegmentové prostory jsou zapojeny v neznázorněném mazacím systému stroje na odtokové potrubí.In each of the side walls of the segments 2, a plurality of regularly spaced blast holes 10 are provided, directed from the segment cavities 8 to the inter-segment spaces obliquely to the pressure surface 11. The spray planes passing through the axis of the blast holes 10 in with respect to similar spray planes interspersed by the blast holes 10 in the leading edges 9 of adjacent segments 2, they are offset by half a pitch and are substantially parallel to them. On the leading side 9 of each of the segments. In the assembled state together with the facing surface 11 defines a leading space 23. The inter-segment spaces are connected in the lubrication system of the drain pipe machine (not shown).

Při otáčení tlačného kotouče 2 za provozu stroje vstupními otvory 12 a rozváděči dutinou 16 v rozváděcím prstenci 4. proudící zchlazené mazací médium je rozváděcími otvory v nosiči J a čepovými otvory 18 ve středících čepech 6 pod tlakem přiváděno do jednotlivých segmentových dutin 8 segmentů 2, z nichž tryskacími otvory 10 ve tvaru vstřikovacích papraků 19 šikmo ostřikuje a ochlazuje tlačnou plochu 11 a smývá z ní přehřátou vrstvu ulpělého mazacího média. Přitom první sprchovací proudy mazacího média, které tryskají z náběhových boků 2 segmentů 2, jsou určeny hlavně k ochlazovacímu a omývacímu ostřiku, druhé sprchovací proudy z odtokových boků 20 kromě dochlazení tlačné plochy 11 slouží k vytvoření dostatečného přebytku maziva v néběžných prostorech 23. a tím i k částečnému zvýšení vstupního tlaku v klínové mazací vrstvě pod činnými plochami segmentů 2. Oteplené mazací médium je z meziaegmentových prostorů odváděno k ochlazení a opětnému použití.When the pressure plate 2 is rotated while the machine is operating through the inlet holes 12 and the guide cavity 16 in the guide ring 4. the cooled lubricating medium flowing through the guide holes in the carrier J and the pin holes 18 in the centering pins 6 is pressurized into the individual segment cavities 8 wherein it slants and cools the pressure surface 11 through the blast holes 10 in the form of injection papra 19 and washes out a superheated layer of adhering lubricant therefrom. At the same time, the first spray streams of the lubricating medium which jet from the leading flanks 2 of the segments 2 are intended mainly for the cooling and washing spray, the second spraying streams from the draining flanges 20 serve to create a sufficient excess of lubricant in non-common spaces 23. to partially increase the inlet pressure in the wedge lubricating layer below the active surfaces of the segments 2. The warmed lubricating medium is discharged from the inter-segment spaces for cooling and reuse.

Claims

Axial segmented sliding bearing for absorbing axial force in rotor parts of machines, in particular turbine machines, characterized in that in the side walls of the hollow segments (2), they are mounted tilting by means of hollow centering pins (6) and spring washers (7) on carriers (3). the stator parts of the machine are formed by blast holes (10) directed from the cavities (8) of the segments (2) to the inter-segment spaces obliquely to the thrust surface (11) provided on the rotor part of the machine; 10) of adjacent segments (2) and perpendicular to the pressing surface (11) are offset from each other.