DK157253B - Lejesystem - Google Patents

Description

DK 157253 B

Den fore!iggende opfindelse angâr generelt et lejesystem omfattende et stationært understptningshus, der har en gennemgâende langstrakt âb-ning, der er beregnet til at positionere en drejelig aksel, der i ait væsentligt er linistillet koncentrisk med âbningen, samt et stort set 5 ikke-drejeligt lejehus, som er placeret mellem akslen og understdt-ningshuset. Opfindelsen angâr navnlig et lejesystem, hvor akselunder-stptning, fleksibel understptning og dæmpning hver er tilvejebragt ved hjælp af adskilte systemer, som kan indstilles individuelt for optimal t at tilpasse de kritiske frekvenser i et understptningssystem for 10 roterende aksler, sâledes at de kritiske frekvenser ikke faider sammen med det 0nskede driftsomrâde for det roterende maskineri.

Akslen eller rotoren i hurtigt roterende maskineri er ofte understpt-tet ved hjælp af lejer, sâledes at akslen kan rotere ved meget hdje 15 hastigheder, som f.eks. op til ca. 150.000 omdrejninger pr. minut opm, medens akslen bibeholder sin liniestilling. Der er et antal fænomener, som virker pâ akslen, og som bringer den ud af liniestilling, og ef-fekten af disse fænomener bliver almindeligvis alvorligere ved hpje omdrejningshastigheder.

20

Et sâdant fænomen er ofte kaldt synkron hvirvlen og skyldes i det væ-sentligste, at centrifugalkræfter virker pâ en aksel i masseubalance. Akslen er sædvanligvis typisk i masseubalance pâ grund af, at akslens geometriske akse ikke er sammenfaldende med inertiaksen pâ grund af 25 faktorer, som f.eks. bearbejdningstolerancer og materialedefekter. Yderligere ubalance kan stamme fra en gentaget wontering og adskil-lelse af flere elementer, fra normalt slidt og fra akseludbpjning un-der driften. Ved visse omdrejningshastigheder vil akslen hâve en ten-dens til at dreje om sin inertiakse snarere end om sin geometriske 30 akse, hvilket fâr akslen til at kredse eller hvirvle i lejehuset. Nâr den synkrone hvirvlen fremkalder en egenfrekvens i lejesystemet, kan systemets vibrationsamplitude blive uforholdsmæssig stor. Systemets egenresonansfrekvens er almindeligvis angivet som systemets kritiske hastighed. Da en lang aksel, som f.eks. er understpttet ved hjælp af 35 to aksialt med afstand anbragte glidelejer, kan hâve mange latérale svingningsformer, kan systemet hâve mange kritiske hastigheder. Fpl-geligt kan der være yderligere tilfælde af synkron hvirvelresonans ved den anden, tredie eller hpjere kritiske hastighed afhængigt af stivhe-den og udbpjningen ved rotorlejesystemets svingningsformer.

DK 157253 B

2

Efterhânden som akselhastigheden nâr en hastighed, der tilnærmelsesvis svarer til to gange den kritiske hastighed, bliver akslen udsat for en harmonisk svingning eller hvirvlen, som er overlejret den synkrone akselhvirvlen. Denne svingning har en amplitude, der hurtigt forpges, 5 og som ofte er katastrofal for lejet.

André fænomener, som kan fremkalde akselustabilitet, især i roterende maskineri, der er overhængende- eller sidemonteret, som f.eks. turbo-ladere, kryogene ekspandere, kompressorer, ekspanderdrevne kompresso-10 rer og lignende, er aerodynamisk pâfprte irritamenter, som f.eks. kan stamme fra trykvariationer langs omkredsen af skovlhjul og pakninger.

Endnu en kilde til ustabilitet i roterende aksler kan være kræfter, som stammer fra materialehysterese, gnidning mellem roterende og sta-15 tionære dele og anden tilsvarende aktivitet, der er almindelig for roterende maskineri.

For at sikre, at effekten af fænomenerne, sâledes som beskrevet, ikke fprer til leje- og muligvis ogsâ maskinenedbrydning, ma lejesystemet 20 være i stand til at understdtte akslen og samtidig effektivt modvirke akslens tendens til at vibrere eller bevæge sig radiait.

En mâde, hvorpâ lejesystemet kan modvirke akselvibrâtioner, er tilve-jebragt ved hjælp af et dobbelt stpddæmpningssystem, der bestâr af 25 fjedre og et viskdst fluid. Nâr akslen bevæger sig radiait, udpver den, i bevæge!sesretningen, en kraft pâ lejet over deres fælles læng-de, hvilken kraft er ensartet eller varierende over denne fælles læng-de. Lejesystemet modvirker og dæmper denne kraft ved at uddve en kraft pâ en fjedermekanïsme, der er i kontakt med lejesystemet og en statio-30 nær flade, samt en kraft pâ et viskpst fluid mellem lejesystemet og den stationære flade. De forskellige reaktioner pâ den kraft, der er udpvet ved hjælp af fjederen og det visk0se fluid, vil hâve en tendens til at dæmpe vibrationen. I et sâdant System er akselunderst0tningen tilvejebragt ved hjælp af lejet, den fleksible understptning er tilve-35 jebragt ved hjælp af fjedermekanismen, og dæmpningen er tilvejebragt ved hjælp af det viskpse fluid.

Et kendt lejesystem er beskrevet i US patentskrift nr. 4.097.094. I dette System er et glideleje understpttet eftergiveligt i et stift hus 3

DK 157253 B

ved hjælp af bueformede fjederelementer. En viskps dæmpning er tilve-jebragt ved hjælp af en fluidfyldt spalte mellem lejet og huset. Denne spalte har en aksial længde, som er mindre end længden af lejefladen.

5 Systemet ifpige US patentskrift nr. 4.097.094 har flere ulemper. En ulempe er, at stprrelsen af den viskpse dæmpning, som kan tilvejebrin-ges, ikke er helt uafhængig af lejefladen, da stprrelsen af den viskp-se dæmpning er direkte afhængig af den fluidfyldte spaltes aksiale længde. Dette skyldes, at den fluidfyldte spalte i dette System ikke 10 kan hâve en aksial længde, som er stprre end lejefladen, og sâledes er det npdvendigt at forpge lejefladens aksiale længde for at opnâ en stprre viskps dæmpning end den, der er tilvejebragt ved en givet fluidfyldt spalte. Dette er ufordelagtigt pâ grund af, at den forpgede le-jeflade pâfprer det roterende maskineri en mekanisk begrænsning, og 15 fordi der kan opstâ problemer med dynamisk reaktion pâ grund af det ændrede forhold mellem lejeflade og akselflade.

En anden ulempe i systemet ifplge US patentskrift nr. 4.097.094 er begrænsningen i den totale stprrelse af den opnâelige dæmpning. Som 20 det er kendt, kan dæmpningens stprrelse blive forpget ved at formind-ske bredden af den fluidfyldte spalte. Imidlertid kan spaltens bredde ikke blive reduceret til mindre end ca. 0,0254 mm (0,001 inch) pâ grund af bearbejdningstolerancer. Desuden vil termisk forskydning af delene, stpv, der er medrevet i det viskpse fluid samt koniske udsving i leje-25 huset, gpre det vanskeligt at opretholde selv denne stprrelse pâ spal-ten. Sâledes er systemet begrænset med hensyn til den opnâelige dæmp-ningsstprrelse uden en forpgelse af spaltens aksiale længde og uund-gâeligt lejefladens længde.

30 Som nævnt tidligere vil akslen ved visse omdrejningshastigheder frem-kalde en egenfrekvens i lejesystemet, som kan medfpre katastrofale resultater. En mâde at undgâ sâdanne resultater er at udforme lejesystemet sâledes, at dets egenfrekvenser ikke er sammenfaldende med ma-skineriets pnskede driftsomdrejningshastigheder. Imidlertid er udform-35 ningen af lejesystemet begrænset af behovet for, at lejesystemet til-vejebringer en effektiv akselunderstptning, en fleksibel understptning og en viskps dæmpning.

En mâde at overvinde denne begrænsning bestâr i at tilvejebringe et 4

DK 1 57253 B

lejesystem, hvor disse tre funktioner kan indstilles uafhængigt af hinanden. Derfor vil en ændring i lejesystemets udformning, der f.eks. er tïlvejebragt for at undgâ egenfrekvensproblemer, og som kan pâvirke en af lejesystemets funktioner, ikke pâvirke de andre to funktioner. I 5 et sâdant System kan lejesystemet udformes, eller udformningen kan ændres for sâledes at opnâ en fordelagtig pâvirkning pâ en funktion uden en uundgâelig skadelig pâvirkning pâ en af de andre funktioner.

Det er derfor formâlet med den foreliggende opfindelse at tilvejebrin-10 ge et forbedret lejesystem til roterende maskineri, hvori funktionerne for akselunderstptning, fleksibel underst0tning og visk0s dæmpning er tilvejebragt uafhængigt af hinanden, sâledes at hver funktion kan indstilles individuelt uden at pâvirke nogen af de andre funktioner.

15 Dette opnâs if0lge den foreliggende opfindelse med et lejesystem, som er særpræget ved, at det omfatter mindst et par lejeorganer, der hver har en lejeflade for drejeligt at underst0tte akslen og en afstands-del, der er tilvejebragt mellem parret af lejeorganer, og som ikke un-derstptter akslen, et viskpst dæmpningsorgan, som omfatter et stort 20 set sammenhængende, ringformet mellemrum mellem understptningshuset og lejehuset langs i det mindste en del af deres aksiale længde, hvilken aksiale længdedel har stprre længde end lejefladerne, hvilket ringformet mellemrum er fyldt med et viskpst materiale langs den aksiale længdedel, samt flere med indbyrdes afstand anbragte elastiske understpt-25 ninger, der er i kontakt med lejehuset og understptningshuset.

Med denne konstruktion tilvejebringer understptningshusets lejeflade en understptning for akslen. Denne funktion er uafhængig af den flek-sible understptning, som er tilvejebragt ved hjælp af de elastiske un-30 derstptninger, som er anbragt Imellem det ikke drejelige lejehus og understptningshuset. Endelig vil den viskpse dæmpning ogsâ være tilvejebragt uafhængigt af de to fprstnævnte funktioner ved hjælp af det ringformede mellemrum, som er dannet mellem understptningshuset og det ikke-drejelig lejehus. Det bliver sâledes muligt at udskifte/ændre le-35 jeorganerne, dæmpningsorganerne og de elastiske understptninger uafhængigt af hinanden, hvorved det bliver muligt at undgâ egenfrekvensproblemer. Endvidere vil opdelingen i separate lejeorganer og et séparât afstandsorgan muliggpre et fleksibelt materialevalg for de separate elementer. Dette vil kombineret med muligheden for at ændre lejehu- 5

DK 157253 B

sets volumen i forhold til akslens volumen g0re det muligt at variere màsseforholdet mellem lejehus og aksel for derved at pâvirke egenfre-kvensen, sa den ikke bliver sammenfaldende med det pnskede driftsomrâ-de.

5

Udtrykket "lejeflade" er i den foreliggende beskrivelse samt krav an-vendt 1 betydningen af en flade, hvor en drejelig aksel og en under-stotning er i direkte kontakt, eller hvorover en drejelig aksel og en understdtning kan udpve en kraft pâ hinanden gennem en tynd fluidfilm, 10 der er tilvejebragt mellem disse.

Lejesystemet ifplge den foreliggende opfindelse vil herefter blive forklaret nærmere under henvisning til den medfplgende tegning, hvor der er vist et tværsnitsbillede gennem en ekspansionsturbinedrevet 15 kompressor, hvori der anvendes en foretrukken udfprelsesform for lejesystemet ifplge den foreliggende opfindelse.

En enhed 110 har et stationært understptningshus 111, der er forsynet med en langsgâende àbning eller boring derigennem. En aksel 113 er 20 placeret indeni og er i ait væsentligt liniestillet koaksialt med bo-ringens akse og er understpttet for en drejning i et stort set ikke-drejeligt lejehus 116. Lejehuset 116's drejning kan f.eks. være for-hindret ved hjælp af en anti-drejningstap, der er tilvejebragt mellem lejehuset og underst0tningshuset eller ved hjælp af organer, der er 25 anvendt for at forbinde lejehuset mekanisk med understptningshuset.

Lejehuset 116 er placeret mellem akslen 113 og understptningshuset 111 og omfatter mindst ét par aksialt med afstand anbragte lejeorganer eller -blokke 117, der er indbyrdes forbundne ved hjælp af et ringformet 30 afstandsorgan 118. Selvom de aksialt med afstand anbragte lejeorganer 117 og det ringformede afstandsorgan 118 kan være tilvejebragt som en enkelt del, vil lejeorganerne og afstandsstykket sædvanligvis være ad-skilte elementer, som er fastgjorte til hinanden.

35 Lejeorganerne 117 understotter akslen 113 pâ en tynd smpremiddelfilm, som er tilvejebragt ved hvert lejeorgan ved hjælp af et smpremiddel-forsyningssystem, som vil blive beskrevet mere detaljeret herefter. I den viste udfprelsesform omfatter lejeorganerne et par glidelejer 119a og 119b samt et par tryklejer 122a og 122b.

DK 157253 B

6

Lejehuset 116 er almindeligvis métal!isk, hvilket er passende til an-vendelse i roterende maskiner. Nâr den roterende maskine f.eks. er en kryogen ekspander, kan lejehuset være fremstillet af et antal materia-ler, der omfatter rustfrit stâl, titanium, béryllium og kobber. Leje-5 huset kan være fremstillet af mere end ét materiale. F.eks. kan de aksialt med afstand anbragte lejeblokke 117 være fremstillet af ét materiale, og det ringformede afstandsorgan 118 kan være fremstillet af et andet.

10 Denne fleksibilitet i materialevalget vil sammen med evnen til at ændre lejehusets volumen i forhold til akslens volumen gpre det muligt at variere masseforholdet mellem lejehuset og akslen indenfor et bredt omrâde. Ved at ændre masseforholdet mellem lejehuset og akslen kan den roterende maskines egenfrekvens og maskinens udformning ændres sâledes, 15 at egenfrekvenserne ikke bliver sammenfaldende med det pnskede drifts-omràde. Almindeligvis vil masseforholdet mellem lejehuset og akslen være fra ca. 0,01 til 1,0. Akselmassen omfatter massen af turbinehjul, kompressorhjul og andre nedvendige elementer pâ den drejelige aksel.

20 Selvom lejehuset 116 er ikke-drejeligt, kan det frit oscillere synkront med den roterende aksels vibrationer. Evnen til at oscillere er tilve-jebragt ved hjælp af lejehuset 116's eftergivelige forbindelse til den stationære understptning 111 ved hjælp af elastiske understptninger eller fjedre 120, der er anbragt med afstand. Disse elastiske under-25 stptninger er sædvanligvis placeret symmetrisk omkring lejehuset for at bevare en reaktionssymmetri og for at kraftpâvirke lejehuset mod en koncentrisk forbindelse med understptningshuset.

Den elastiske understdtning kan være tilvejebragt af en hvilken som 30 helst type, som f.eks. bplgefjedre eller spiralfjedre, og er tilstræk-kelig stiv til at modstâ udbpjning, medmindre den udsættes for en væ-sentlig belastning. De elastiske understptninger er fortrinsvis tilvejebragt af metalliske fjedre. De metalliske elastiske understptninger kan være tilvejebragt intégrait med enten lejehuset 116 eller under-35 stptningshuset 111. Imidlertid vil de elastiske understptninger 120 almindeligvis være konstruktionsmæssigt adskilte fra sâvel lejehuset 116 som understptningshuset 111.

De elastiske understptninger er fortrinsvis anbragt med afstand fra de

DK 157253 B

7 aksiale ender af de visk0se dæmpningsorganer, selvom de kan afgrænse dén viskpse dæmpers aksiale ender. Desuden kan de elastiske understpt-ninger være tilvejebragt, sâledes at den kraft, der udpves pâ dem ikke er liniestillet med kraften, der ud0ves pâ lejeorganerne, d.v.s. at de 5 ikke beh0ver at være anbragt pâ linie med lejeorganerne.

De elastiske understptninger er valgt i forbindelse med den viskpse dæmpers udformning for sâledes at maksimere den roterende mekanismes stabilitetsgrænse. Sâledes som det fremgâr for en fagmand pâ omrâdet, 10 vil en for stor stivhed i de elastiske understptninger forhindre den viskpse dæmpers effektivitet, og en elastisk understptning, der er for bl0d, vil tillade en statisk udbpjning eller forskydning af lejehuset, som er for stor, hvilket g0r enheden ubrugelig.

15 Lejehuset 116's vibrationer inden i understptningshuset 111, der er muliggjort ved hjælp af de elastiske understptninger 120, er under-trykt ved hjælp af viskpse dæmpningsorganer 121, som omfatter et smalt, stort set ensartet, ringformet mellemrum eller en smal radial spalte mellem den indre flade af det stationære understptningshus 111 og yder-20 fladen af lejehuset 116 langs i det mindste en del af deres fælles aksiale længde.

Den radiale spalte er almindeligvis ensartet langs den aksiale længde.

I den viste udfprelsesform kan den radiale spalte være fra ca. 0,05 mm 25 til 1,42 mm (0,002 til 0,055 inch), fortrinsvis fra ca. 0,076 mm til 0,38 mm (0,003 til 0,015 inch).

Dæmpningsorganerne eller det ringformede mellemrum 121 er fyldt med et materiale, der har viskositets- og kemiske egenskaber, som er passende 30 for en specîfik anvendelsessituation. Det anvendte materiale er almindeligvis et fluid, og fortrinsvis er det det samme fluid som det fluid, der er anvendt i lejerne. Der er mange viskpse materialer, som kan være egnede til brug i den foreliggende opfindelse, og disse omfatter naturlige og syntetiske olier inklusiv silikoner, diestere, polymère 35 olier, phosphatestere sâvel som glycoler og vand.

Nâr et fluid anvendes som det viskpse materiale i dæmpningsorganerne 121, anvendes der et passende forsyningsnetværk. Forsyningsnetværket, der er vist, vil blive beskrevet mere detaljeret herefter.

DK 157253 B

8

Storrelsen af dæmpningen, som er tilvejebragt ved hjælp af dæmpnings-organerne 121, varierer med dæmpningsorganernes aksiale længde. Da dæmpningsorganernes aksiale længde ikke er begrænset af lejernes aksiale længde, kan der opnâs en storre dæmpning, end det hidtil har været 5 muligt at opnâ for en givet storrelse leje. Denne evne er især anven-delig ved hojere omdrejningsfrekvenser. Desuden kan st0rrelsen af den tilvejebragte dæmpning blive varieret inden for vide grænser uden at ændre enhedens stivhedskarakteristika, idet dæmpningen kan blive for-0get ved at foroge dæmpningsorganernes aksiale længde uden at pâvirke 10 udformningen eller driften af nogen af akselunderst0tningerne, d.v.s. lejerne eller de elastiske underst0tninger.

Lejesystemet ifolge den foreliggende opfindelse muligg0r endvidere en virkeligt storre fleksibilitet ved tilvejebringelse af dæmpning, end 15 det hidtil var været muligt. Som det er kendt for fagfolk pâ omrâdet, er dæmpningskraften proportional med D (L/C)3 20 hvor D er fluidspaltens diameter, L er fluidspaltens længde, og C er fluidspaltens dybde eller bredde. Sâledes som det er beskrevet oven-for, kan st0rrelsen af dæmpningen for0ges ved at for0ge L. Storrelsen af dæmpningen kan ogsâ foroges ved at formindske C. Imidlertid er det ikke 0nskeligt at formindske C til en værdi, der er mindre end ca.

25 0,025 mm (0,001 inch) pâ grund af bearbejdningstolerancer. Desuden vil en termisk forskydning af delene reducere en sa lille lysning til 0, og st0v, som er medrevet med det viskose fluid, og koniske udsving af rotoren kan forhindre eller begrænse den nodvendige relative bevægelse af lejehuset. Lejesystemet ifolge den foreliggende opfindelse gor det 30 muligt at overvinde denne begrænsning ved at opnâ den 0nskede forogel-se i dæmpningen ved at foroge L, hvilket tilvejebringer en storre evne til, med held, at arbejde med omsluttet stov, bearbejdningstolerancer, koniske udsving og termisk forskydning, sâledes som angïvet ovenfor.

35 En foretrukken udforelsesform for de viskose dæmpningsorganer fremkom-mer, nâr dæmpningsorganerne 121 er anbragt mellem afstandsorganet 118 og understotningshuset 111. Sâledes er de viskose dæmpningsorganer ikke orienteret pâ Unie med lejekraften, som overfores gennem leje-f1aden.

DK 157253 B

9

Ved anvendelse af den foreliggende opfindelse kan den npdvendige stpr-relse af dæmpningen sâledes blive tilvejebragt, uden at dæmpningens stprrelse er begrænset ti 1 den, som er mulig ved hjælp af længden af de anvendte lejeorganer.

5

Et turbinehjul eller et vingehjul 140 og et kompressorhjul eller vin-gehjul 141 er monteret ved modsatte ender af akslen 113 inden i det stationære understotningshus 111. Hpjtryksfluid, der skal ekspanderes, bliver indfdrt radiait i turbinehjulet 140 gennem turbineindldbet 142 10 og turbinens spiralhus 143 gennem dyser, som ikke er vist. Dette fluid passerer gennem turbinehjulets passager 144, som er dannet af vinger 145, der strækker sig mellem hjulet 140 og et ringformet svpb 146, og forlader turbinen i en aksial retning i turbinens udgangsdiffusor 147.

Nâr det under tryk tilvejebragte fluid ekspanderer gennem turbinehju-15 let 140, drejer det akslen 113, som pâ sin side driver en eller anden type kraftforbrugende mekanisme, i dette tilfælde et kompressorhjul 141.

Kompressorhjulet 1417s drejning ved hjælp af fluidet, som ekspanderer 20 gennem turbinehjulet 140, trækker fluid ind gennem en kompressorind-sugning eller -indlob 148. Dette fluid bringes under tryk ved en strpm-ning gennem kompressorens passager 149, som er dannet af vinger 150, som strækker sig mellem hjulet 141 og i et ringformet sv0b 151, og bliver derefter udladet gennem kompressorens spiralhus 152 og en af-25 gangsdiffusor 153.

Akslen 113 er drejeligt monteret pâ glidelejer 119a og 119b og er ak-sialt positioneret ved hjælp af tryklejerne 122a og 122b i lejehuset 116. Lejehuset 116 er pâ sin side positioneret i en boring i det sta-30 tionære understotningshus 111. Understdtningshuset 111 vil almindelig- vis bestâ af et antal adskilte dele, som er fastgjort eller sammenfo-jet ved hjælp af passende fastg0relsesmidler eller fittings. Hver gli-de- og tryklejepar 119a og 122a og 119b og 122b er tilvejebragt ved hjælp af et ringformet lejeorgan eller lejeblok 117. Lejeblokkenes le- 35 jeflader smdres gennem et sm0resystem, som har et indl0b 123 og smore- kanaler 124 samt 125. Smpremiddelfluid, der kommer fra et réservoir, afgives i indlpbet 123, fores gennem kanalerne 124 og 125 og tvînges ind i glidelejerne 119a og 119b samt tryklejerne 122a og 122b gennem passende dimensionerede tilforselsâbninger. Smoremidlet strommer ak- 10

DK 15 7 2 5 3 B

si alt og radiait gennem de forskellige glide- og tryklejer, idet sm0-remidlet smprer lejerne og understptter akslen sâvel mod radiale som aksiale belastninger.

5 Tegningen illustrerer en udforelsesform med et par tryklejer foruden glidelejerne, som understdtter akslen 113. Som det er velkendt i fa-get, er det ikke npdvendigt at anvende tryklejerne, hvis trykkræfterne ikke volder noget problem. Hvis signifikante trykkræfter optræder, kan det være tilstrækkeligt at hâve et trykleje, hvis trykkræfterne kan 10 arrangeres, sa de kun ud0ves i én retning.

Smpremiddel, som udledes fra glidelejerne 119a og 119b, strpmmer ind i ringformede recesser henholdsvis 126 og 127. Smpremidlet strdmmer der-efter, gennem drænledninger 128 og 129, ind i et hovedsmpremiddelop-15 samlingskammer 130, hvor det blander sig med smdremiddel, som udlades fra tryklejerne 122a og 122b. Nâr det fluid, som anvendes i de viskpse dæmpningsorganer, er det samme som det fluid, der anvendes til at sm0-re lejerne, kan der være tilvejebragt en smal âbning 137, som g0r det muligt for det viskpse fluid at passere fra de viskpse dæmpningsorga-20 ner 121 ind i smpremiddelopsamlingskammeret 130. Sm0remidlet fjernes fra kammeret 130 gennem smpremidlets afl0bsdræn 131.

For at forhindre smpremiddel i at sive aksialt langs akslen 113 mod ekspander/kompressorhjulene 140 og 141 er der anbragt pakninger 132 og 25 133 af labyrinttypen mellem lejerne og hjulene. Disse pakninger er dannet ved at maskinforarbejde tæt anbragte knivlignende ophpjede ryg-ge i akslen 113 og derved danne en begrænset strpmningsbane langs ak-sel-lejehusets grænseflade. En pakningsgas indblæses i labyrintpaknin-gerne gennem passager 134 og 135 ved et punkt mellem pakningernes en-30 der. Denne gas indblæses ved et tilstrækkeligt h0jt tryk, sâledes at den vil lække aksialt mod hver ende af akselpakningen. Pà denne mâde tætner gassen effektivt enhedens arbejdskamre imod lækage og forhin-drer ogsâ en blanding af arbejdsfluiderne og smpremidlet.

35 Da pakningerne er intégrale med lejehuset, forpges koncentriciteten ved pakningerne, nâr de elastiske understdtninger er anbragt stort set symmetrisk omkring lejehuset og sâledes holder lejehuset i en stort set koncentrisk forbindelse med understptningshuset. Dette er fordel-agtigt, da, sâledes som er velkendt for en fagmand pâ omrâdet, en ex- DK 15 7 2 5 3 B π centrisk pakning kan forbruge op til tre gange sa meget tætningsgas som en koncentrisk pakning.

Lejehuset 116 omfatter de aksialt med afstand anbragte lejeblokke 117, 5 der er indbyrdes forbundne ved hjælp af det ringformede afstandsorgan eller indsatsafstandsstykket 118. Lejeblokkene 117 er fastgjort til organet 118 ved hjælp af skruer 136, der er anbragt med afstand langs omkredsen omkring blokkene 117. Lejehuset 116 er fjedrende forbundet med den stationære understdtning 111 ved hjælp af to med afstand an-10 bragte métalliske elastiske understptninger eller fjedre 120. Fjedrene gpr det muligt for lejehuset at oscillere synkront med den roterende aksels vibration.

Vibrationer i lejehuset 116, som skyldes forskellige frembringelses-15 kilder, er undertrykt ved hjælp af den viskpse dæmper 121, som omfatter en smal radial spalte mellem understptningshuset 111's inderflade og yderfladen af det ringformede afstandsorgan eller indsatsafstandsstykket 118. I den viste udfprelsesform er den viskdse dæmper 121 fyldt med det samme fluid, som anvendes til at smpre glide- og tryklejerne.

20 Dette fluid indsprdjtes i dæmperen 121 fra smpremiddelkanalerne 124 og 125 fra smpremiddelsystemet gennem passende tilfprselsledninger. Den viskdse dæmper kan imidlertid være fyldt med et hvilket som helst passende materiale, og det behdver ikke at være det samme som det, der anvendes til at sm0re lejerne.

25

Hvor det er npdvendigt, er der anbragt ringformede tætningsorganer, f.eks. nitrilgummi 0-ringe, stempelringe osv. mellem understdtningshu-set 111 og lejehuset 116 for sâledes at isolere forskellige fluidpas-sager.

30

Selvom der i den viste udfprelsesform er anvendt glidelejer som leje-organer til at understptte den roterende aksel, er den foreliggende opfindelse ikke begrænset til glidelejer eller fluidfilmlejer. Der kan være anvendt andre lejetyper til at underst0tte den roterende aksel, 35 som f.eks. kuglelejer, rullelejer og magnetiske lejer. Da den foreliggende opfindelse tilvejebringer et organ, der er beregnet til at for-0ge stprrelsen af dæmpningen uden et behov for at forpge lejets st0r-relse, kan den foreliggende opfindelse være særdeles anvendelig til at reducere lejebelastninger og forpge lejets levetid for lejer uden fluid-

DK 157253 B

12 film, som f.eks. kuglelejer. Dette skyldes, at lejer uden fluidfilm har en meget lille iboende dæmpning til at dæmpe udefra pâtrykte vi-brationer.

5 En anden fordel ved lejesystemet ifpige den foreliggende opfindelse er illustreret pà tegningen. Som en fagmand pâ omrâdet vil se, kræves der, i roterende fluidhàndteringsmekanismer, som f.eks. turbiner, kom-pressorer og lignende, meget snævre spillerum for gas- og væskepaknin-gerne langs akslen for sâledes at minimere forbruget af tætningsgas og 10 smpremiddel og maksimere maskineriets effektivitet. Da lejehuset 116 ikke er helt fastgjort, men har mulighed for at vibrere med akslen, kan labyrintpakningerne derimellem bibeholde deres konstruktionsspil-lerum og koncentriske liniestilling lettere, end de ellers ville. Fpl-gelig optræder der en fordel ved en reduceret forskydning mellem aks-15 len og lejehuset, hvilket ogsâ er en fordel for akseltætningerne, idet det herved bliver muligt at specificere snævrere pakningsspillerum fra starten.

Ved anvendelse af lejeenheden ifplge den foreliggende opfindelse vil 20 der derved være tilvejebragt en lejeenhed, hvor akselunderstptning, fleksibel understptning og viskps dæmpning kan være tilvejebragt stort set uafhængigt, og en hvilken som helst af disse kan indstilles til sit optimale niveau uden at pâvirke nogen af de andre to. Dette er særdeles fordelagtigt ved hurtigtroterende maskineri, hvor der kan 25 kræves en stor viskps dæmpning.

30 35

Claims (9)

1. Lejesystem omfattende et stationært underst0tningshus (111), der har en gennemgâende langstrakt âbning, der er beregnet til at positio- 5 nere en drejelig aksel (113), der i ait væsentligt er linistillet kon-centrisk med âbningen, samt et stort set ikke-drejeligt lejehus (116), som er placeret mellem akslen (113) og understdtningshuset (111), kendetegnet ved, at det omfatter mindst et par lejeorganer (117), der hver har en lejeflade for drejeligt at understdtte akslen 10 (113) og en afstandsdel (118), der er tilvejebragt mellem parret af lejeorganer (117), og som ikke underst0tter akslen (113), et visk0st dæmpningsorgan, som omfatter et stort set sammenhængende, ringformet mellemrum (121) mellem understdtningshuset (111) og lejehuset (116) langs i det mindste en del af deres aksîale laengde, hvilken aksiale 15 længdedel har st0rre længde end lejefladerne, hvilket ringformet mellem-rum (121) er fyldt med et visk0st materiale langs den aksiale længdedel, samt flere med indbyrdes afstand anbragte elastiske understdtninger (120) , der er i kontakt med lejehuset (116) og understdtningshuset (111). 20

2. Lejesystem ifdlge krav 1, kendetegnet ved, at lejeorga-nerne (117) er glidelejer (119a,119b,122a,122b).

3. Lejesystem ifdlge krav 1, kendetegnet ved, at det viskdse 25 materiale er en viskds væske.

4. Lejesystem ifdlge krav 1, kendetegnet ved, at det viskdse dæmpningsorgan omfatter et stort set sammenhængende, ringformet rum (121) mellem afstandsdelen (118) og understdtningshuset (111). 30

5. Lejesystem ifdlge krav 1, kendetegnet ved, at de elastiske understdtninger (120) er métalfjedre.

6. Lejesystem ifdlge krav 1, kendetegnet ved, at de elastis-35 ke understdtninger (120) er anbragt stort set symmetrisk i forhold til lejehuset (116).

7. Lejesystem ifdlge krav 1, kendetegnet ved, at de elastiske understdtninger (120) er anbragt i afstand fra de aksiale ender af DK 157253 B det viskose dæmpningsorgan (121).

8. Lejesystem if0lge krav 1, kendetegnet ved, at de elastis-ke underst0tninger (120) er anbragt, sâledes at den kraft, som virker 5 pâ de elastiske underst0tninger (120), ikke er liniestillet med den kraft, som virker pâ lejeorganerne (117).

9. Lejesystem ifplge krav 1, kendetegnet ved, at de mod hin-anden liggende flader pâ lejehuset (116) og akslen (113) danner en ak- 10 seltætning (132,133) i det mindste langs en del af deres aksiale læng-de. 15 20 25 30 35