CS213412B1

CS213412B1 - Auxilliary antifriction bearing of the rotary machine rotor

Info

Publication number: CS213412B1
Application number: CS684880A
Authority: CS
Inventors: Jan Hasa; Zdenek Kliner
Original assignee: Jan Hasa; Zdenek Kliner
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1980-10-10
Publication date: 1982-04-09

Description

Pomocné valivé ložisko podle vynálezu sestává z tělesa s kruhovým otvorem vytvořeným jako oběžná dráha valivého ložiska, v němž jsou po jeho obvodě uložena valivá tělíska a jehož poloměr je větší než-li součet poloměrů rotoru v místě jeho uložení v pomocném valivém ložisku a průměru valivých tělisek, přičemž těleso je opatřeno zvedacím zařízením pro svislý omezený pohyb a jeho nos- , ný stojan členem pro zpětný pohyb tělesa. Pomocné valivé těleso je výhodně umístěno mimo hlavni ložiska stroje a usnadňuje roztočení rotoru rotačních strojů při spouštěni a protáčení soustrojí tepelných turbin.The auxiliary rolling bearing according to the invention consists of a body with a circular bore formed as a raceway of a rolling bearing in which rolling elements are mounted on its periphery and whose radius is greater than the sum of the radii of the rotor at the bearing location of the auxiliary rolling bearing and the diameter of the rolling elements wherein the body is provided with a lifting device for vertically limited movement and a supporting frame thereof for the body to return the body. The auxiliary rolling body is preferably located outside the main bearing of the machine and facilitates the spinning of the rotor of the rotary machines when starting and turning the turbinesets.

ι·ι ·

213 412 předmětem vynálezu je pomocné valivé ložisko rotoru rotačního stroje ke snížení klidového momentu při rozběhu rotorů rotačních strojů, zvláště spalovacích turbin, parních turbin, elektrických generátorů, kompresorů s kluznými hydrodinamickými ložisky a soustrojí, složených z uvedených strojů.213 412 the subject of the invention is an auxiliary roller bearing of a rotary machine rotor for reducing the starting torque of rotors of rotary machines, in particular combustion turbines, steam turbines, electric generators, compressors with sliding hydrodinamic bearings and sets comprising said machines.

Točivý moment a výkon spouštěcího nebo protáčeoího zařízeni zmíněných strojů a soustrojí je stanovován podle klidového momentu, který je převážně dén smykovým třením rotoru v hydrodynamických ložiskách a podle příkonu, potřebného k roztočení soustrojí na požadované otáčky v d_aném čase. Určující zpravidla bývá klidový moment, který bývá až dvojnásobný proti točivému momentu, potřebnému při urychlováni otáček rotoru. Tím vycházejí spouštěcí a protáčecí zařízení velká a těžká. Tento stav je nepříznivý zejmé na u autonomních spouštěcích systémů spalovacích turbin, kde se uplatňuje snaha o lehké a úsporné provedeni nejvýrazněji.Torque and power trigger or protáčeoího device and sets said machine is determined using the static torque which is predominantly ylidene sliding friction of the rotor in the hydrodynamic bearing and according to the power that is needed to spin up to the desired set speed VD _{and the} given time. The decisive factor is usually the resting torque, which is up to twice the torque required to accelerate the rotor speed. This results in large and heavy triggering and turning devices. This situation is particularly unfavorable in the case of autonomous combustion turbine starting systems, where the effort of light and economical design is most pronounced.

Ke sníženi klidového momentu při rozběhu těžkých rotorů se používají kombinovaná ložiska, pracující za provozu na hydrodynamickém principu a principu a při rozběhu je rotor nadzvednut tlakem oleje, přivedeným do hydrostatického elementu /kapsy/, umístěného v nejni ším místě kluzného ložiska. Tím se smykové třeni v ložisku změní na tření kapalinové a součinitel tření se podstatně sníží.Combined bearings operating on hydrodynamic principle and principle are used to reduce the idle moment when starting heavy rotors, and during start up the rotor is lifted by the oil pressure applied to the hydrostatic element (pocket) located at the lowest point of the sliding bearing. As a result, the shear friction in the bearing becomes liquid friction and the coefficient of friction is substantially reduced.

Užívaný způsob vyžaduje zvláštní úpravu kluzných ložisek, zvětšení jejich rozměrů a dvojí tlak mazacího systému. U ložisek víceplochých a segmentových, která se pro jejich odolnost proti samobuzenému kmitání olejové mazací vrstvy stéle více uplatňuji u moderních vysokootáčkových strojů, nelze současného způsobu použit.The method used requires a special modification of the plain bearings, their dimensions and dual pressure of the lubrication system. For multi-face and segment bearings, which are increasingly used in modern high-speed machines because of their resistance to self-excited oscillation of the oil lubrication layer, the present method cannot be used.

Uvedené nevýhody odstraňuje pomocné valivé ložisko rotoru rotačního stroje, uváděné v činnost pouze nad dobu, nutnou k uvedení rotoru do otáčivého pohybu podle vynálezu. Podstata spočívá v tom,že sestává z tělesa s kruhovým otvorem vytvořeným jako jako oběžná dráha valivého ložiska, v němž jsou po jeho obvodě uložena valivá těliska a jehož poloměr je větší nežli součet poloměrů rotoru v místě jeho uložení v pomocném valivém ložisku a průměru valivých tělisek, přičemž těleso je opatřeno zvedacím zařízením pro omezený svislý pohyb a jeho nosný stojan členem pro zpětný pohyb tělesa·These drawbacks are eliminated by the rotor's auxiliary roller bearing, which is operated only for the time required to set the rotor in rotation according to the invention. It consists of a body with a circular bore formed as a raceway of a rolling bearing in which rolling elements are mounted on its periphery and whose radius is greater than the sum of the radii of the rotor at its bearing in the auxiliary rolling bearing and the diameter of the rolling elements wherein the body is provided with a lifting device for limited vertical movement and its support stand is a member for reciprocating the body ·

Pomocné valivé ložisko usnadňuje roztočení rotorů rotačních strojů při spouštění a protáčení soustrojí tepelných turbin a poháněných strojů a umožňuje zmenšit výkon a rozměry spouštěcích a protáčeolch zařízení tím, že podstatně sníží celkový klidový součinitel tření rotorů v hydrodynamických ložiskách. Lze je instalovat jak ve skříních strojů, tak i na příhodných místech mimo skříně, nezávisle na hlavních ložiskách v počtu, potřebném pro optimální řešeni. Pohyb tělesa pomocného ložiska směrem k rotoru a zpět lze ovládat např. hydraulickým válcem a vratnými pružinami, nebo vačkou a vratnými pružinami. Použiti hydraulického válce je výhodné zvláště u spalovacích turbin spouštěným motorem s hydrostatickým převodem, kde je k dispozici olej o tlaku až JO MP a rotměry hydraulického válce vycházejí velmi malé.The auxiliary rolling bearing facilitates the rotation of rotors of rotating machines when starting and turning heat turbine and driven machine sets and allows reducing the power and dimensions of the starting and protáčolch devices by significantly reducing the overall resting friction coefficient of the rotors in hydrodynamic bearings. They can be installed both in machine housings and in convenient locations outside the housings, independently of the main bearings in the number required for optimal solutions. The movement of the auxiliary bearing housing towards the rotor and back can be controlled, for example, by a hydraulic cylinder and return springs, or by a cam and return springs. The use of a hydraulic cylinder is particularly advantageous in the case of combustion turbines started by a hydrostatic engine, where oil of up to 10 MP pressure is available and the rotors of the hydraulic cylinder are very small.

Na přiložených výkresech jsou znázorněny dva příklady provedeni pomocného valivého ložiska rotoru rotačního stroje podle vynálezu.. Na obr. 1 je znázorněn příčný řez ložiskem a na obr. 2 podélný řez ložiska a hydraulickým zvedacím zařízením. Na obr. 3 je znázorněn podélný řez ložiska s mechanickým zvedacím zařízením,The accompanying drawings show two embodiments of an auxiliary roller bearing of a rotor of a rotary machine according to the invention. FIG. 1 shows a cross section of a bearing and FIG. 2 shows a longitudinal section of a bearing and a hydraulic lifting device. Fig. 3 shows a longitudinal section of a bearing with a mechanical lifting device,

213 412213 412

Pomocné ložisko sestává z tělesa 1, v němž je vytvořen otvor 2 s s oběžnou dráhou valivých tělísek 2 i která jsou v oběžné dráze udržována příložnými pouzdry 10 a na které při nadzvednutí tělesa 1 dosedne rotor 8. Na tělese 1 je vytvořen píst £ hydraulického válce 4. Na horní plochu tělesa 1 dosedají vratné pružiny 6, které se opírají o nosný stojan £. U prvního provedení je pohyb tělesa 1 pomocného valivého ložiska ovládán hydraulickým válcem 4 a pružinami 6. Před spouštěním soustrojí se zavede plný tlak oleje do hydraulického válce 4 a píst £, pevně spojený s tělesem jL pomocného valivého ložiska je zvedne při současném stlačování vratných pružin 6 až se valivá tělíska 2t uhozená v oběžné dráze dotknou rotoru 8 a zvednou jej do polohy, vymezené dosednutím horní hrany tělesa 1 pomocného ložiska na nosný stojan 2 pomocného ložiska*.The auxiliary bearing consists of a body 1, in which a bore 2 is formed with an orbit of the rolling elements 2, which are held in the orbit by sleeves 10 and onto which the rotor 8 bears when the body 1 is lifted. Return springs 6 abut the upper surface of the body 1, which rest on the support stand 6. In the first embodiment, the movement of the auxiliary roller bearing body 1 is controlled by the hydraulic cylinder 4 and the springs 6. Prior to starting the set, full oil pressure is introduced into the hydraulic cylinder 4 and the piston 6 fixedly connected to the auxiliary roller bearing body 11 is raised while compressing the return springs 6 until the rolling elements 2t which are thrown in orbit touch the rotor 8 and raise it to the position defined by the upper edge of the auxiliary bearing body 1 against the auxiliary bearing support 2.

Zvednutím rotoru 8 z neznázoměných hlavních ložisek stroje se změní jejich smykové tření valivé v pomocných valivých ložiskách. Oběžná dráha valivých tělísek 2 poloměr A větší nežli je součet poloměru B rotoru 8 a průměru 0 valivých tělísek 2t takže rotor 8 přichází do styku s valivými tělísky 2 pouze v nejnižším místě pomocného valivého ložiska. Po uvedení rotoru 8 do otáčivého pohybu a po zrušení tlaku v hydraulickém válci 4 se těleso 1 valivého ložiska vrátí působením pružin 6 do výchozí polohy. Valivá tělíska 2 ^s® mohou pohybovat pouze odvalovánlm po oběžné dráze, která je v příčném řezu tvarovaná tak,že valivá tělíska 2 nemohou vypadnout. Z technologických důvodů je oběžná dráha omezena na obou stranách vnitřního průměru tělesa 1 příložnými pouzdry 10. Těleso 1 pomocného valivého ložiska a příložná pouzdry 10 jsou dělena v horizontální rovině a jsou rozebíratelněLifting the rotor 8 from the machine main bearings (not shown) changes their frictional rolling friction in the auxiliary rolling bearings. The orbit of the rolling elements 2 has a radius A greater than the sum of the radius B of the rotor 8 and the diameter 0 of the rolling elements 2t so that the rotor 8 comes into contact with the rolling elements 2 only at the lowest point of the auxiliary roller bearing. After the rotor 8 has been rotated and the pressure in the hydraulic cylinder 4 has been depressed, the roller bearing housing 1 returns to its initial position by the action of the springs 6. The rolling elements 2 ^s ® can only be moved by rolling in an orbit which is shaped in cross section so that the rolling elements 2 cannot fall out. For technological reasons, the raceway is limited on both sides of the inner diameter of the body 1 by shim bushes 10. The auxiliary roller bearing body 1 and shim bushes 10 are split in a horizontal plane and are detachable.

U druhého provedení je pohyb tělesa 1 pomocného valivého ložiska ovládán mechanickým zařízením, tj. vačkou 2 ^a vratnými pružinami 6. Provedení funkce je jinak stejné jako u prvního provedení.In the second embodiment, the movement of the auxiliary roller bearing body 1 is controlled by a mechanical device, i.e. a cam 2 ^and return springs 6. The performance of the function is otherwise the same as in the first embodiment.

Claims

1. Auxiliary rolling bearing of a rotary machine of the rotary machine, actuated only for the time necessary to move the rotor in rotation, characterized in that it consists of a body (1) with a circular bore (2) formed as a raceway of the rolling bearing. the circumferentially mounted rolling bodies (5) and whose radius (A) is greater than the sum of the radius (B) of the rotor (8) at its location in the auxiliary rolling bearing and the diameter (0) of the rolling bearings (5), is provided with a lifting device for limited vertical movement and its support stand (9) by a member (6) for the back movement of the body (1).

2. Auxiliary rolling bearing according to claim 1, characterized in that the lifting device is hydraulic.

3. Auxiliary rolling bearing according to claim 1, characterized in that the curious device is mechanical.