DE2717835A1

DE2717835A1 - PROTECTIVE DEVICE FOR A ROTATING COMPONENT

Info

Publication number: DE2717835A1
Application number: DE19772717835
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1977-12-01
Also published as: CH599480A5; FR2352986B1; FR2352986A1; GB1566520A; IT1082733B

Description

BEETZ-LAMPRECHT- BEETZ 80OO München 22 - Stelnsdorfstr. 1O TELEFON (Ο8Θ) 22 72 OI - 22 72 44 - 28SS1O Telex 522O48 -Telegramm Allpatent München BEETZ-LAMPRECHT- BEETZ 80OO Munich 22 - Stelnsdorfstr. 1O TELEPHONE (Ο8Θ) 22 72 OI - 22 72 44 - 28SS1O Telex 522O48 -Telegram Allpatent Munich

PATEIFILE

Dipl..Ing. R. BEETZ »en.Dipl..Ing. R. BEETZ »en. Dipl..Ing. K. LAMPRECHTDipl..Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr.Dr.-Ing. R. BEETZ Jr. Dlpl.-Phy«. U. HEIDRICHDlpl.-Phy «. U. HEIDRICH

auch HMHtunmtalso HMHtunmt

Dr.-Ing. W. Tl M PEDr.-Ing. W. Tl M PE DIpI.-Ing. J. SIEGFRIEDDIpI.-Ing. J. SIEGFRIED

310-26.825P(26.826H)310-26.825P (26.826H)

21. 1. 1977January 21, 1977

CREUSOT-LOIRE, PARIS (Frankreich)CREUSOT-LOIRE, PARIS (France)

Schutzvorrichtung für einen sich drehenden BauteilProtective device for a rotating component

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für einen sich um eine Achse drehenden Bauteil, der von Lagerschale^ mit Gleit-Ausguß gestützt wird.The invention relates to a protective device for a component rotating about an axis, which is of Bearing shell ^ is supported with sliding spout.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Schutz des Rotors einer Turbomaschine im Fall einer Störung im Schmierölkreislauf.The invention relates in particular to the protection of the rotor of a turbomachine in the event of a malfunction in the lubricating oil circuit.

Die Turbomaschinen bestehen normalerweise aus einem mit Rädern und Schaufeln versehenen Rotor, der sich inner-The turbomachines usually consist of a rotor with wheels and blades, which rotates inside

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halb eines Stators dreht. Der Rotor ruht auf Lagerschalen, die in Lager beiderseits des Stators eingesetzt sind.half of a stator rotates. The rotor rests on bearing shells, which are used in bearings on both sides of the stator are.

Die tragenden Lagerschalen werden im allgemeinen mit Drucköl gespeist, das von einer Pumpe mit mechanischem oder elektrischem Antrieb geliefert wird. Sicherheitsmaßnahmen sind vorgesehen, damit der Öldruck zu keiner Zeit unter einen gewissen, vorher festgelegten Wert absinkt. Im Fall, daß dieser Druck anormal tief absinkt, werden Sicherheitsmaßnahmen wirksam, welche das Öl-Einlaßorgan schließen und das Stillsetzen der Maschine bewirken.The bearing shells are generally fed with pressurized oil from a pump with mechanical or electric drive. Safety measures are provided to keep the oil pressure at any time falls below a certain, predetermined value. In the event that this pressure drops abnormally low, will Safety measures effective, which the oil inlet organ close and bring the machine to a standstill.

Es kommt indessen vor, daß man trotz des Ansprechens der Sicherheitsorgane gezwungen ist, die Turbomaschine ohne Schmieröl stillzusetzen. Der Rotor geht dann von der normalen Geschwindigkeit bis zur Geschwindigkeit Null während einer Zeit herunter, die mehrere Minuten erreichen kann und während der die Lagerschalen nicht geschmiert werden. Während dieser Zeit kann der Lagerschalenausguß, der normalerweise die Lagerschalen bedeckt, sich erwärmen und diese Erhöhung der Temperatur kann bis zum Erweichen oder dem Schmelzen des Ausgusses ansteigen; der Rotor sinkt dann ab, um sich auf die metallischen Teile abzustützen, was eine anormale Erwärmung mit sich bringt, die häufig auf den glatten Flächen zur Rillenbildung führt, was so eine ernsthafte Gefährdung des Rotors mit sich bringt.It happens, however, that despite the response of the safety organs, one is forced to turn off the turbo machine without Shut down lubricating oil. The rotor then goes from normal speed to zero speed while a time that can reach several minutes and during which the bearing shells are not lubricated. During this time, the bearing cup spout, which normally covers the bearing cups, can heat up and this increase in temperature can go up to softening or melting of the spout; the rotor sinks then off to rest on the metal parts, which causes abnormal heating that is common leads to the formation of grooves on the smooth surfaces, which poses a serious risk to the rotor.

Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Schutzvorrichtung, die es gestatet, diesen Nachteil zu beheben und den Motor zu schützen, wenn aus diesem oder Jenem Grund die Turbomaschine ohne Schmieröl angehalten werden muß.The subject of the invention is accordingly a protective device which makes it possible to remedy this disadvantage and protect the engine if, for one reason or another, the turbomachine is stopped without lubricating oil got to.

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Die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt in jedem Lager ein Hilfsstützorgan, das eine zu dem Teil des Rotors, der gegenüberliegt, konjugierte Fläche bildet, und gegenüber dieser Wellenfläche um ein Spiel nach unten versetzt ist, das kleiner ist als die Dicke des Lager-Ausgußmetalls und des Schmierfilms.The protection device according to the invention comprises in each bearing an auxiliary support member, one for the part of the rotor, which is opposite, forms a conjugate surface, and with respect to this shaft surface by a clearance downwards is offset, which is smaller than the thickness of the bearing pouring metal and the lubricating film.

Nach einer speziellen Ausführung setzt sich das Stutzorgan aus zumindest zwei Rollen zusammen, die auf festen Achsen zentriert sind, die voneinander symmetrisch relativ zur Vertikalen durch die Achse der Welle gehenden Ebene liegen und deren Rollflächen in einem Abstand von der äußeren Fläche des unteren Wellenteils liegen, die gleich der Dicke des Ausgusses und des Schmierfilmes ist.According to a special design, the support member is composed of at least two roles that are on fixed axes are centered which are symmetrical from each other relative to the vertical passing through the axis of the shaft Lie plane and the rolling surfaces are at a distance from the outer surface of the lower shaft part, the is equal to the thickness of the spout and the lubricating film.

Nach einer anderen Ausführungsart umfaßt das Stützorgan eine mit Gleitmetall bedeckte Gleitfläche, welche die Form eines Teiles eines Zylinders hat, dessen Durchmesser zumindest gleich dem der Welle ist und dessen Wand vertikal nach unten relativ zu der Fläche der Welle um einen Abstand versetzt ist, der kleiner als die Dicke des Ausgußmetalls und des Schmiermittels ist.According to another embodiment, the supporting member comprises a sliding surface covered with sliding metal, which has the shape of a part of a cylinder, its diameter is at least equal to that of the shaft and its wall vertically downward relative to the surface of the shaft is offset a distance less than the thickness of the pouring metal and the lubricant.

Die Erfindung wird nunmehr in Form einer besonderen Ausführung beschrieben, die beispielsweise in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:The invention will now be described in the form of a particular embodiment, for example in the drawing is shown. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Welle eines Rotors der Turbomaschine, die mit der Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist;1 shows a longitudinal section through the shaft of a rotor of the turbomachine, which is equipped with the protective device is provided according to the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II der Fig. 1;Fig. 2 is a cross-section along the line H-II of Fig. 1;

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Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführung der Vorrichtung.3 shows a cross section through another embodiment the device.

In der Fig. 1 ist eines der Lager 1 des Rotors 2 einer Turbomaschine wiedergegeben, deren Welle 20 auf Lagerschalen 10 ruht, die in das Lagergehäuse eingesetzt sind. Ein Gleitmetallausguß 11 ist zwischen die Welle und die Lagerschale 1 eingefügt; überdies bildet das Lagergehäuse ein durch Dichtungen 12 geschlossenes Gebilde, im Inneren dessen ein ölumlauf vorgesehen ist; das öl kommt beispielsweise durch eine Zuleitung 13 in das Genäuse und verläßt den inneren Teil über eine Austrittsleitung 14. In Fig. 1, one of the bearings 1 of the rotor 2 of a turbo machine is shown, the shaft 20 on Bearing shells 10 rests, which are inserted into the bearing housing. A sliding metal spout 11 is between the shaft and the bearing shell 1 inserted; In addition, the bearing housing forms a structure closed by seals 12, inside which an oil circulation is provided; the oil comes into the housing, for example, through a feed line 13 and leaves the inner part via an outlet line 14.

Die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung setzt sich im wesentlichen aus einem umgebogenen und in dem unteren Teil des Lagers 1 zentrierten Halbring 3 zusammen, auf den zwei Kugel- oder Rollenlager 4 aufgebaut sind, deren Achsen parallel zu der des Rotors ist. Die Lager sind vorzugsweise um 45° beiderseits der Vertikalebene angeordnet, die durch die Achse des Rotors geht, und sie sind derart eingebaut, daß sie ein Spiel gegenüber dem Rotor haben. Die Rollflächen liegen in einem Abstand (e) zur äußeren Fläche des unteren Wellenteils, der kleiner als die Dicke des Gleitmetallausgusses und des Schmierfilmes ist.The protection device according to the invention consists essentially of a bent and in the lower one Part of the bearing 1 centered half-ring 3 together, on which two ball or roller bearings 4 are built, their axes is parallel to that of the rotor. The bearings are preferably arranged at 45 ° on both sides of the vertical plane passing through the axis of the rotor goes, and they are installed in such a way that they have a game with respect to the rotor. The rolling surfaces are at a distance (e) from the outer surface of the lower shaft part, which is smaller than the thickness of the sliding metal spout and the lubricating film is.

Im normalen Betrieb, wenn das Lager im guten Zustand und geschmiert wird, haben die Rollenlager 4 keine Aufgabe.In normal operation, when the bearing is in good condition and lubricated, the roller bearings 4 have no function.

Andererseits nach einem Umfall, wie er oben angegeben ist, wenn der Gleitmetallausguß zu schmelzen beginnt, senkt sich der Rotor 2 ab und sein Abschnitt 21 stützt sich auf die beiden Lager 4, die vermeiden, daß die Welle des RotorsOn the other hand, after a fall as noted above, when the sliding metal spout starts to melt, it lowers the rotor 2 from and its section 21 is supported on the two bearings 4, which avoid the shaft of the rotor

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sich auf den Metallteilen der Lagerschalen reibt und an den aktiven Teilen, die mit entsprechenden Teilen des Stators in Berührung kommen und sich zerstören können.rubs on the metal parts of the bearing shells and on the active parts that are connected to corresponding parts of the Stator come into contact and can be destroyed.

Das Spiel zwischen den Lagern und dem Rotor ist unter Berücksichtigung der Dicke des Ölfilms bestimmt, der Stärke des Gleitmetallausgusses und der möglichen Spiele in den anderen Teilen der Turbomaschine zwischen dem Rotor und dem festen Teil.The clearance between the bearings and the rotor is determined taking into account the thickness of the oil film, the strength the sliding metal spout and the possible clearances in the other parts of the turbomachine between the rotor and the fixed part.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das soeben beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, Einzelheiten könnten durch äquivalente Mittel ersetzt warden, die eine zusätzliche Tragfläche schaffen, die nach unten um das notwendige Spiel abgesenkt ist und auf der die Welle oder irgendein anderer Teil des Rotors sich auflegen kann, ohne öl für seine Drehbewegung zu benötigen, wodurch die Gefahren einer Zerstörung des Rotors vermindert werden.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiment just described, details could be replaced by equivalent means that create an additional aerofoil that extends downwards the necessary play is reduced and on which the shaft or any other part of the rotor can rest, without needing oil for its rotary motion, which reduces the risk of damaging the rotor.

So könnte diese Tragfläche nach Fig. 3 durch einen festen Tragblock aus Gleitstoff, wie Kohle, ersetzt werden. Der Stützblock könnte die Form eines zylindrischen Sektors 50 haben, der unter einem Teil der Welle angeordnet wird und dessen innerer Durchmesser ein wenig größer als der Durchmesser des entsprechenden Robert ei Ie s ist, mit einem Spiel (e), das gleich dem oben angegebenen Spiel ist. Die zusätzliche oder Notstützfläche 50 könnte auch einen Durchmesser haben, der gleich dem der Welle ist und einfach nach unten um das Spiel (e) versetzt sein.So this wing of Fig. 3 could be replaced by a solid support block made of lubricant, such as coal. The support block could be in the form of a cylindrical sector 50 placed under part of the shaft and whose inner diameter is a little larger than the diameter of the corresponding Robert ei Ie s, with one Game (s) that is the same as the game specified above. The additional or emergency support surface 50 could also be a Have a diameter equal to that of the shaft and simply offset downwards by the clearance (e).

Weitere Varianten können natürlich unter Benutzung des Prinzips der Erfindung ersonnen werden.Further variants can of course be devised using the principle of the invention.

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Claims

Expectations

(! ../ Protective device for rotating around an axis Component supported by bearing shells with a sliding spout,

characterized in that the device has an auxiliary support member on each bearing (10) has, which has at least two support points (4) which are spaced from each other and a conjugate Surface to the part of the shaft (20) that is opposite it and with respect to this shaft surface by a clearance (e) is offset downward, which is smaller than the thickness of the bearing spout and the lubricating film.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the support member consists of at least two support rollers (4), which sit on axes which are symmetrical from one another to the vertical plane passing through the Axis of the shaft (20) goes, are arranged and their rolling surfaces at a distance (e) from the outer surface the shaft (20), which is smaller than the thickness of the sliding nozzle (11) and the lubricating film.

j5. Protective device according to claim 1, characterized in that that the support member has a sliding surface (50) which is covered with sliding material, which has the shape of a Has cylindrical part with a diameter at least equal to that of the shaft and its axis vertically is offset at the bottom relative to that of the shaft (20) by a distance (e) which is smaller than the thickness of the pouring metal and the lubricating film is.

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ORIGINAMNSPECTED

- η -- η - II.

4. Protection device according to claim 1, characterized in that the support member below the shaft Has sliding surface (50) which is coated with sliding material and has the shape of a cylinder section, whose axis is the same as that of the shaft (20) and has a larger diameter than that of the shaft (20).

5. Protection device according to claim 2, characterized in that the axes of the rollers (4) attached to a part (3) which forms the base (1) of each bearing (10).

6. Protection device according to claim 3, characterized in that the sliding surface (50) of the supporting member consists of graphite.

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