CS217898B1

CS217898B1 - Tilting bearing with tilting segments

Info

Publication number: CS217898B1
Application number: CS387781A
Authority: CS
Inventors: Jan Vanek; Jiri Simek
Original assignee: Jan Vanek; Jiri Simek
Priority date: 1981-05-26
Filing date: 1981-05-26
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález se týká kluzných radiálních ložisek s naklápěcími segmenty malých rychloběžných rotačních strojů - expanzních turbin. Účelem vynálezu je zjednodušení výrobní technologie a montáže kluzných radiálních ložisek a zlepěení jejich funkčních vlastností, zejména při velkých diferencích teploty za provozu. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že naklápěcí segmenty (3a), (3b) jsou pomocí jističích čepů (13) uloženy na rovinných plochách, které jsou vytvořeny,v ložiskovém tělese (1), (2). Z toho alespoň jeden naklépěcí segment (3a), (3b) je uložen na čelní rovinné ploše stavitelné podpěry (15), která je suvně uložena v ložiskovém tělese (1), (2). Stavitelná podpěra (15) je opatřena na straně protilehlé k čelné rovinné ploše dříkem (5) s regulační matici (8), přičemž na dříku (5) je mezi stavitelnou podpěrou (15) a regulační maticí (8) souose upravena pružina (9) a regulační šroub (7), který je uložen v ložiskovém tělese (1), (2). Pružina (9) slouží k samočinnému nastavování ložiskové vůle.The invention relates to sliding radial bearings with tilting segments of small high-speed rotary machines - expansion turbines. The purpose of the invention is to simplify the production technology and assembly of sliding radial bearings and improve their functional properties, especially with large temperature differences during operation. The stated purpose is achieved by the tilting segments (3a), (3b) being mounted on flat surfaces formed in the bearing housing (1), (2) by means of locking pins (13). Of these, at least one tilting segment (3a), (3b) is mounted on the front flat surface of the adjustable support (15), which is slidably mounted in the bearing housing (1), (2). The adjustable support (15) is provided on the side opposite to the front plane surface with a shaft (5) with an adjusting nut (8), while on the shaft (5) a spring (9) and an adjusting screw (7) are arranged coaxially between the adjustable support (15) and the adjusting nut (8), which is located in the bearing housing (1), (2). The spring (9) serves for automatic adjustment of the bearing clearance.

Description

Vynález se týká kluzného radiálního ložiska s naklápěcími segmenty, u něhož se řeěí usazení naklépěcích segmentů.The invention relates to a sliding radial bearing with tilting segments, in which the seating of the tilting segments is solved.

U dosud známých konstrukcí radiálních ložisek s naklápěcími segmenty jsou segmenty bud uloženy na kulových podpěrných ěepech, nebo se odvalují po válcové ploěe, které mé poloměr křivosti větěí než vnější povrch segmentu. V prvém případě dochází při dlouhodobém provozu k opotřebení kulové plochy podpěrného čepu a dosedací plochy segmentu. Aby se zabránilo opotřebení těohto ěéstí, je nutno je vyrábět z velmi tvrdých materiálů, např. karbidů wolframu, což je nákladné a působí nemalé výrobní obtíže.In the prior art radial bearing designs with tilting segments, the segments are either mounted on spherical support pins or roll on a cylindrical surface which has a radius of curvature greater than the outer surface of the segment. In the first case, the spherical surface of the support pin and the bearing surface of the segment wear during long-term operation. In order to avoid wear and tear, these must be made of very hard materials such as tungsten carbides, which is expensive and causes considerable manufacturing difficulties.

Segmenty odvalující se po válcové ploše jsou zejména při malých rozměrech obtížně vyrobitelné, nebol jejioh vnitřní a vnější válcové plochy mají různé středy křivosti. Ložisková vůle závisí na dodržení tolerancí tří rozměrů, takže ji lze obtížně udržet v úzkých rozmezích. Nastavení ložiskové vůle po montéži není možné a nelze provést ani kompenzací změn ložiskové vůle, vzniklých v důsledku změn provozních podmínek (zejména teploty v okolí ložiska).The segments rolling over the cylindrical surface are difficult to manufacture, especially in small dimensions, since the inner and outer cylindrical surfaces have different centers of curvature. Bearing clearance depends on adherence to tolerances of three dimensions, so it is difficult to keep within narrow ranges. Adjustment of the bearing clearance after assembly is not possible and it is not possible to compensate for changes in bearing clearance due to changes in operating conditions (especially the temperature around the bearing).

Výěe uvedené nedostatky jsou odstraněny kluzným radiálním ložiskem podle vynálezu, jehož podstatou je, že naklápěoí segmenty jsou pomocí jistících ěepů uloženy na rovinných plochách, které jsou vytvořeny v ložiskovém tělese. Alespoň jeden naklápěoí segment je uložen na čelní rovinné ploše stavitelné podpěry, které je suvně uložena v ložiskovém tělese. Stavitelné podpěr» je opatřena na straně protilehlé k čelní rovinné ploše dříkem s regulační maticí, přičemž na dříku je mezi stavitelnou podpěrou a regulační maticí souose upravena pružina a regulační šroub, který je uložen v ložiskovém tělese. Stavitelná podpěra je na straně protilehlé k čelní rovinné ploše opatřena dříkem a souose upravenou pružinou a průchozím radiálním otvorem, kterým prochází kuželovou plochou opatřený regulační člen, suvně uložený v ložiskovém tělese. Alespoň jeden konec regulačního členu je opatřen závity pro uložení matice.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the sliding radial bearing according to the invention, which is based on the fact that the tilting segments are supported by means of locking pins on planar surfaces which are formed in the bearing housing. The at least one tilting segment is mounted on a face of the adjustable support which is slidably mounted in the bearing housing. The adjustable support is provided on the side opposite to the face of the face with a shank with a regulating nut, and on the shank a coaxial spring and a regulating screw are mounted coaxially between the adjustable support and the regulating nut, which is housed in the bearing housing. The adjustable support is provided, on the side opposite to the face, with a shaft and a coaxial spring and a through radial bore through which a conical surface provided with a regulating member slidingly mounted in the bearing housing. At least one end of the control member is provided with threads for receiving a nut.

Uložením segmentů na rovinných plochách lze značně zjednodušit jejioh výrobu, nebol středy křivosti vnějšího a vnitřního povrchu naklépěcích segmentů mohou být totožné. Ve srovnání s uložením segmentů na opěrných čepech se prakticky odstraní opotřebení dosedací plochy, takže segmenty mohou být vyrobeny i z měkkých materiálů s dobrými kluznými vlastnostmi. Výrobní jednoduchost také přispívá k větší.přesnosti geometrického tvaru segmentů. Výše uvedené uspořádání skýtá možnost nastavení základní ložiskové vůle před montáží nebo dokonce v zamontovaném stavu, což snižuje požadavky na výrobní tolerance. Uložením jednoho nebo více segmentů na posuvné podpěře přitlačované pružinou získává ložisko možnost automaticky kompenzovat změny vůle vzniklé účinkem provozních podmínek, zejména teploty v okolí ložiska. Fředpětím pružiny lze do jisté míry ovlivnit dynamické vlastnosti ložiska, a tedy i chování celého rotoru.By placing the segments on planar surfaces, their production can be greatly simplified, since the centers of curvature of the outer and inner surfaces of the tilting segments can be identical. Compared to the bearing arrangement of the segments on the support pins, wear of the bearing surface is virtually eliminated, so that the segments can also be made of soft materials with good sliding properties. Manufacturing simplicity also contributes to greater accuracy of the geometric shape of the segments. The above arrangement offers the possibility of adjusting the basic bearing clearance before assembly or even in the mounted state, which reduces the manufacturing tolerance requirements. By depositing one or more segments on a spring-loaded sliding support, the bearing becomes automatically able to compensate for variations in play caused by operating conditions, particularly the temperature around the bearing. The spring preload can influence the dynamic properties of the bearing and thus the behavior of the rotor.

Na výkresu je znázorněn příklad provedení kluzného radiálního ložiska podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno radiální kluzné ložisko v řezu a na obr. 2 je nakreslena alternativa uchycení stavitelné podpěry.The drawing shows an exemplary embodiment of a sliding radial bearing according to the invention, in which Fig. 1 shows a radial sliding bearing in cross-section and Fig. 2 shows an alternative for mounting an adjustable support.

Dělená ložisková těleso je tvořeno spodním ložiskovým tělesem 1 a vrchním ložiskovým tělesem £, které jsou vzájemně spojena šrouby 1. Na vnitřní straně ložiskového tělesa J, 2 jsou vytvořeny rovinné plochy, na nichž jsou umístěny naklépěcí segmenty 3a. 3b. které se po rovinných plochách odvalují. Počet naklépěcích segmentů Ja, 3b je libovolný, ale nejvýhodnější je řešení se třemi naklápěcími segmenty Ja, Ji· Dva z naklépěcích segmentů Ja, Ji jsou opřeny svým vnějším povrchem o stěny výřezu ve tvaru V spodního ložiskového tělesa J a jsou zajištěny pomocí šroubů 6, jejichž konce jsou opatřeny čepy U, které zasahují do vybrání v naklépěcích segmentech Ja, 3b. Třetí z naklépěcích segmentů Ji, 3a je opřen o čelní rovinnou plochu stavitelná podpěry 15. které je opatřena čepem JJ, který zasahuje do vybráni v naklápěcím segmentu Ja, Ji· Stavitelné podpěra 15. která je suvně uložena ve vrchním ložiskovém tělese £, je opatřena na straně protilehlé k čelní rovinná ploše dříkem £ β regulační maticí 8. Na dřík £ je mezi stavitelnou podpěru 15 a regulační matici 8 souose upravena pružina £ a regulační Šroub £, který je uložen ve vrchním ložiskovém tělese 2.The split bearing body is formed by a lower bearing body 1 and an upper bearing body 6, which are connected to each other by bolts 1. On the inside of the bearing body J, 2, planar surfaces are formed on which the tilting segments 3a are arranged. 3b. which roll on planar surfaces. The number of tilting segments Ja, 3b is arbitrary, but the solution with three tilting segments Ja, Ji is the most advantageous. Two of the tilting segments Ja, Ji are supported by their outer surface on the V-shaped cutout walls of the lower bearing housing J and secured by screws 6, the ends of which are provided with pins U which engage recesses in the tilting segments Ja, 3b. The third of the tilting segments J 1, 3a is supported on the front planar surface of the adjustable support 15, which is provided with a pin 11 which extends into a recess in the tilting segment Ja, Ji. On the side opposite to the face planar surface, a shaft 8 β of the adjusting nut 8. A shaft 8 and a adjusting screw 8, which is mounted in the upper bearing housing 2, are coaxially arranged between the adjustable support 15 and the adjusting nut 8.

Pružina £ slouží k samočinnému nastavováni ložiskové vůle. Regulačním Šroubem £ a regulační maticí 8 se nastavuje předpětí pružiny £ a základní ložiskové vůle, přičemž je umožněn posuv stavitelné podpěry 15. a tím i naklépěcího segmentu 3a. 3b v případě, že síla působící na naklépěcí segment 3a. 3b v důsledku generovaného tlaku v nosné vrstvě je větší než předpětí pružiny £. K tomuto stavu může dojít například při zvýšení teploty v okolí ložiska.The spring 6 serves for the automatic adjustment of the bearing clearance. The bias of the spring 6 and the basic bearing clearance are adjusted by the adjusting screw 6 and the adjusting nut 8, and the adjustable support 15 and thus the tilting segment 3a is allowed to be moved. 3b in the case of a force applied to the tilting segment 3a. 3b is greater than the bias of the spring 6 due to the generated pressure in the support layer. This can happen, for example, when the temperature around the bearing increases.

Pro případ, že je třeba provádět nastavování ložiskové vůle ve smontovaném stavu a obvod ložiskového tělesa £, 2 není přístupný, lze použít alternativního řešení uspořádání stavitelné podpěry 15 (obr. 2). V dříku £ stavitelné podpěry 15 je radiální otvor, kterým je veden regulační člen 12 opatřený na jedné straně kuželovou plochou 10 se zářezem a na druhé straně závitem. Při zaěroubování regulačního členu 12 do vrchního ložiskového tělesa 2 se regulační člen 12 axiálně posouvá a jeho kuželové plocha 10 nastavuje stavitelnou podpěru 15 s dříkem £, na kterém je navlečena pružina £, což umožňuje v dostatečných mezích nastavit základní ložiskovou vůli. Po nastavení požadované ložiskové vůle se regulační člen 12 na své závitové části, která vystupuje z vrchního ložiskového tělesa 2, zajistí maticíIn the event that it is necessary to adjust the bearing clearance in the assembled state and the circumference of the bearing body 6, 2 is not accessible, an alternative solution of the arrangement of the adjustable support 15 (FIG. 2) can be used. In the shaft 6 of the adjustable support 15 there is a radial bore through which the regulating member 12 is provided, provided on one side with a conical surface 10 with a notch and on the other side with a thread. When the regulating member 12 is screwed into the upper bearing body 2, the regulating member 12 moves axially and its tapered surface 10 adjusts the adjustable support 15 with the shaft 6 on which the spring 6 is threaded, allowing the basic bearing clearance to be adjusted sufficiently. After adjusting the desired bearing clearance, the control member 12 is secured on its threaded portion which protrudes from the upper bearing housing 2 by a nut

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Sliding radial bearing with tilting segments, consisting of a bearing housing and segments, characterized in that the tilting segments (3a, 3b) are supported by means of locking pins (13) on planar surfaces which are formed in the bearing housing (1, 2) .

2. Sliding radial bearing according to claim 1, characterized in that at least. one non-tilting segment (3a, 3b) is mounted on the front planar surface of the adjustable support (15), which is slidably mounted in the bearing housing (1, 2).

Sliding radial bearing according to claim 2, characterized in that the adjustable support (15) is provided on the side opposite to the face with a shank (5) with a adjusting nut (8), wherein, on the shank (5) is between the adjustable support (15). 1) and a spring (95) and a control screw (7), which is mounted in the bearing housing (1, 2), are coaxially provided with the adjusting nut (8).

Sliding radial bearing according to claim 2, characterized in that the adjustable support (15) has a shaft (5) with a coaxially adjusted spring (9) and a through radial bore through which the conical surface (10) extends on the side opposite to the face. provided with a control member (12) slidably mounted in the bearing housing (1, 2).

Sliding radial bearing according to claim 4, characterized in that at least one end of the control member (12) is provided with threads for receiving the nut (11).