DE1262686B

DE1262686B - Stabilisierendes Traglager fuer rotierende Wellen

Info

Publication number: DE1262686B
Application number: DE1965A0049792
Authority: DE
Inventors: William Alfred Crook; Samuel Duffin; James Forrest Shannon
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1964-07-21
Filing date: 1965-07-21
Publication date: 1968-03-07
Also published as: NL6509339A; GB1076992A; CH442876A

Description

Stabilisierendes Traglager für rotierende Wellen Die Erfindung betrifft ein stabilisierendes Traglager für rotierende Wellen mit einer im unteren Bereich des Wellenumfanges angeordneten Lagerschale, die das Wellengewicht aufnimmt, und zwei im oberen Bereich des Wellenumfanges um 90' gegeneinander versetzt angeordneten, an die Wellenoberfläche anpreßbaren Lagerschalen.
Im allgemeinen besteht ein schweres Traglager für schwere rotierende Wellen, wie z. B. von Turbogeneratoren oder Dampfturbinen, aus einem Lagerbock, der nur eine Lagerschale enthält, die nur die untere Hälfte der in sie hineingelegten Wellenzapfen umfaßt. Ein oberes Lagersegment, das heißt, eine Lagerschale, die die obere Hälfte des Lagerzapfens der rotierenden Welle umfaßt, ist gewöhnlich nicht notwendig. Diese Lagerform hat dabei den Vorteil, daß der Lagerverlust hierdurch reduziert wird. Jedoch ist ein derartiges Lager weniger vorteilhaft, wenn die rotierende Welle eine Neigung aufweist und die auftretenden Umfangskräfte das Eigengewicht des auf dem Lager lastenden Rotors übersteigen. Sie haben dabei das Bestreben, die umlaufende Welle aus ihrer unteren Lagerhälfte herauszuheben. Weiterhin ist ein derartiges Lager anfällig gegen unangenehme Lagerschwingungen, die ebenfalls durch Umfangskräfte verursacht werden. Diese Art von Schwingungen tritt gewöhnlich in einer Frequenz auf, die im Zusammenhang mit der halben Umfangsdrehzahl der Welle steht. Sie können durch verschiedene Maßnahmen unterdrückt werden, wozu z. B. das Anbringen einer oberen Lagerschale gehört und bereits genüaend bekannt ist. Die Ursache für das Auftreten einer Lagerschwingung, nämlich die unterschiedliche Druckverteilung über den Umfang eines Wellenzapfens, ist auch der Grund für eine mögliche Kavitation des Öles im Bereich des Schmierfilms.
So ist ein Dämpfungslager bekanntgeworden, bei dem im oberen Bereich des Wellenumfanges zwei um 90' gegeneinander versetzte Lagerklötze vorgesehen sind, die mittels Verstellschrauben nach Belieben radial verstellt und gegen die Wellenoberfläche gepreßt werden können. Damit eine solche Verstellung, durch die erst die dämpfende Wirkung auf den Lauf des Wellenzapfens ausgeübt wird, vorgenommen werden kann, müssen die Stellschrauben oder ähnliche Maschinenelemente von Hand betätigt werden. Eine solche Verstellung muß sich jedoch den schnell ändernden Betriebsbedingungen anpassen und muß dabei möglichst gleichmäßig und gleichzeitig bei beiden Lagerklötzen vorgenommen werden. Dies ist jedoch bei der oben beschriebenen Ausführung nicht möglich. Bei einem anderen bekannten Lager für die Lagerung der Oberwalze von Walzwerken sind zum Zwecke der selbsttätigen Nachstellung zum Ausgleich des Lagerspiels die Lagerschalen kolbenartig und frei beweglich geführt und werden von einem Druckmittel in radialer Richtung ständig an die Welle oder den Wellenzapfen angedrückt. Dort ist jedoch für die Lieferung des Drucköls eine besondere Druckölquelle, beispielsweise eine Pumpe, notwendig, die einen beträchtlichen Aufwand darstellt.
Es ist auch schon bekannt, die bei hydrodynamisch geschmierten Mehrgleitflächenlagern entstehenden überdrücke anderen Verwendungszwecken zuzuführen. So wird bei einem solchen Lager die axial verschiebliche, vertikal angeordnete Welle durch diesen überdruck, der einer oder mehreren Druckzonen des Mehrgleitflächenlagers entnommen wird, in ihrer axialen Position in Abhängigkeit vom Druck des Schmiermittels einerseits und der Axialbelastung der Welle andererseits selbsttätig einreguliert.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand für die Druckölversorgung der Verstellvorrichtungen zu vermeiden und darüber hinaus eine sich den rasch ändernden Betriebsbedingungen selbsttätig anpassende Verstellung der oberen Lagerschalen eines stabilisierenden Traglagers zu schaffen.
Die Erfindung besteht darin, daß zum Anpressen der oberen Lagerschalen vorgesehene hydraulische Verstellvorrichtungen durch Drucköl betätigt werden, das einer Stelle hohen Druckes aus dem Schmierspalt zwischen unterer Lagerschale und der Welle entnommen wird.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in den zu den Hydraulikzylindern führenden Druckölleitungen Lochblenden angeordnet sind.
In der Zeichnung ist ein Lager gemäß der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Lager gemäß der Erfindung, während F i g. 2 einen Längsschnitt gemäß der Schnittlinie 11-11 nach F i g. 1 darstellt.
Der Wellenzapfen 1 ist durch ein Gehäuse 3 hindurchgeführt, das in seiner Querwand 3 A nach F i g. 2 eine öldichtung 5 aufweist. Der eigentliche zylindrische Lagerkörper, bestehend aus einem Oberteil 31 und einem Unterteil 11, die mittels Schrauben 33 in einer horizontalen, in Achsebene liegenden Teilfuge zusammengehalten werden, stützt sich über einen Lagerfuß 9 auf dem Gehäuse 3 ab. Auf dem Unterteil 11 des Lagerkörpers ruht auf drei achsparallelen und über seinen Umfang verteilten Lagerkeilen 15 ein halbzylinderförmiger Lagerblock 13, der an seiner inneren Umfangsfläche die Lagerschale 17 mit einem etwa 120' des Wellenumfanges umfassenden Lagerausguß trägt. Die Lagerschale 17 weist eine ölnut 19 auf, die in der durch den Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Welle gesehen kurz unterhalb der horizontalen Achsebene angeordnet ist. Die Ölnut 19 ist über Bohrungen 21, 23 und 25 mit dem ölanschlußzapfen 27 verbunden.
Am Oberteil 31 des Lagerkörpers sind jeweils um 45' gegen die horizontale Achsebene geneigt zwei hydraulische Verstellvorrichtungen 35, 37 angebracht, die je einen Zylinderblock 35 A bzw. 37 A und einen Kolben 35 B bzw. 37 B umfassen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist der Raum 41 oberhalb des Kolbens 37 B über eine Bohrung 39 mit der Ölzuführungsleitung 109 verbunden, die zum Zwecke der Druckeinstellung eine Lochblende 45 aufweist.
Die Ölzuführungsleitung 109 steht genau wie auch die entsprechende Ölleitung 107 der hydraulischen Verstellvorrichtung 35 mit einer Längsbohrung 101 in der Lagerschale 17 in Verbindung und erhält von dort das zur Betätigung des Kolbens 37 B bzw. 35 B notwendige Drucköl. Diese Längsbohrung 101 bezieht wiederum über Radialbohrungen 103 das Drucköl aus einer achsparallel liegenden Öltasche 105 des Lagerausgusses, die an einer Stelle hohen Druckes des Lagerölfilms angeordnet ist. Zur Herabsetzung des Öldruckes auf den zur Betätigung des hydraulischen Kolbens 35 B bzw. 37 B ausreichenden Wert sind in den Zuführungsleitungen 107 bzw. 109 die Lochblenden 113 bzw. 45 eingeschaltet. Bei Betätigung der hydraulischen Verstellvorrichtungen 35 und 37 drücken die öldruckbeaufschlagten Kolben 35 B und 37 B die durch Buchsen 54 bzw. 47 geführten Lagerschalen 55 bzw. 49 radial gegen die Wellenoberfläche. Die Lagerschalen sind niit Ölspeisenuten 56 bzw. 50 versehen, denen das Öl -über flexible Öllieferleitungen 57 bzw. 53 zugeführt wird.
Die beiden Zylinder 35 A und 37 A der hydraulischen Verstellvorrichtungen weisen Entlüftungsleitungen auf, von denen die des Zylinders 35 A mit 36 bezeichnet ist.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für die Bereitstellung des Drucköls für die radiale Verstellung der oberen Lagerschalen 55 und 49 keine besondere aufwendige Fördervorrichtung benötigt wird und daß wegen der Verwendung des Lageröldruckes eine selbsttätige und rasche Anpassung der Verstellkraft an die Betriebsbedingungen des Lagers erreicht wird. Die Verstellung der um 90' gegeneinander versetzten oberen Lagerschalen erfolgt mit dieser Anordnung gleichmäßig und gleichzeitig und richtet sich immer nach den von den Betriebsbedingungen gestellten Erfordernissen.

Claims

Patentansprüche: 1. Stabilisierendes Traglager für rotierende Wellen mit einer im unteren Bereich des Wellenumfanges angeordneten Lagerschale, die das Wellengewicht aufnimmt, und zwei im oberen Bereich des Wellenumfanges um 901 gegeneinander versetzt angeordneten, an die Wellenoberfläche anpreßbaren Lagerschalen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zum Anpressen der oberen Lagerscbalen (49, 55) vorgesehene hydraulische Verstellvorrichtungen (35, 37) durch Drucköl be- tätigt werden, das einer Stelle hohen Druckes aus dem Schmierspalt zwischen unterer Lagerschale (17) und der Welle (1) entnommen wird.
2. Traglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den zu den Hydraulikzylindern (35, 37) führenden Druckölleitungen (109, 107) Lochblenden (45, 113) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: C Deutsche Patentschriften Nr. 937 799, 864 485, 808905.