HU207380B - Bearing arrangement with bearing lubricant intaking device - Google Patents

Description

A találmány tárgya csapágyelrendezés csapágykenőanyag-bevezető szerkezettel, olajbevezető nyílással, olajelvezető nyílással és előnyösen sík szivatytyúlapátokkal rendelkező oldalcsatomás szivattyúval.

Gépek csapágyainak kenésére számos különböző rendszert használnak. Nagygépek csapágyainak kenésére széles körben elterjedt módszernek tekinthető az alacsony nyomású olajkeringtető rendszer, ahol szivattyú segítségével egy olajtartályból hűtőberendezés valamint szűrőberendezés, vagy pedig kombinált hűtő és szűrőberendezés közbekapcsolásával olajat szivatytyúznak egy magasan elhelyezkedő tartályba. Ebből a tartályból az olaj a gravitáció révén a kenendő csapágyakhoz jut. Ez a kenési mód igen jó hatásfokú, és mivel a keringő olajmennyiség szűrőberendezésen halad keresztül, bizonyos ideig újból felhasználható és ezért gazdaságosnak mondható. Ennek ellenére ennek a rendszernek több olyan hiányossága van, melyek különösen nagyfontosságú berendezéseknél sorsdöntőek lehetnek.

Olyan fontos nagy berendezéseknél, amelyeknél ezt az ismertetett rendszert alkalmazzák, a biztonság növelési érdekében hagyományosan két olajszivattyút építenek fel és alkalmaznak, hogy az egyik szivattyú kiesése esetén a másik szivattyúra át lehessen kapcsolni. A biztonság további növelése érdekében mindegyik szivattyú más-más energiaforrásból nyerheti táplálását. Ezt általában úgy oldják meg, hogy az egyik szivattyút váltakozó áramú motorról, a másikat pedig egyenáramú motorról hajtják meg, ahol az egyenáramú motor táplálásához szükséges energiát legtöbbször telepes táplálású vészáramforrás rendszerből veszik. Természetesen azt a veszélyt sem lehet teljességgel kizárni, hogy mindkét energia ellátó rendszer egyidejűleg esik ki, vagy mindkét motor vagy mindkét szivattyú rövid időn belül meghibásodik. Ilyen esetekben a kenendő csapágyú gépet, berendezést minden esetben le kell állítani. Az olajellátás tudniillik a magasan elhelyezett tartály optimális kialakítása esetén is csupán rövid ideig, hagyományos méretek mellett 5-10 percig működőképes.

Ennek az ismert megoldásnak további hiányossága, hogy a kenendő csapággyal vagy csapágyakkal rendelkező berendezés beindítása előtt előbb el kell végezni a magasan elhelyezett tartály olajjal való feltöltését. Ezért bizonyos csapágykialakításoknál a berendezés megindítását az is késlelteti, hogy előtte a csapágyat fel kell tölteni olajjal.

Az olajat tároló tartálynak nemcsak magasabban kell elhelyezkednie, mint a kenendő csapágyú berendezésnek, hanem gyakran a berendezést befogadó helyiség felett kialakított másik teremben van elhelyezve. A gyakorlatban ezért számos esetben nehézség adódik a megfelelő üzemvitelt igénylő méretű tartályhoz szükséges hely valamint ténylegesen rendelkezésre álló szabad hely eltéréséből. További kritikus pontot jelentenek a magasan elhelyezkedő tartályhoz vezető csövek is, nevezetesen, a bevezetőcső, az elvezetőcső valamint a túlfolyócső. Ezek nemcsak igen drága helyet foglalnak, hanem gyakran csak a legnagyobb nehézségek árán sikerül őket úgy fektetni, illetve vezetni, hogy a holtsarkokat és a veszélyes melegedést szakaszokat kiküszöböljék.

Az US-A 4605101 számú szabadalmi leírás olyan, önmagában zárt csapágykenőrendszert ismertet, amely turbinatengelyt ágyazó, külön tartóházban elhelyezett csapágyhoz használható. Ez a kenési rendszer a tengely és a ház között, pontosabban a csapágyelrendezés egyik oldalától tengelyirányban távolabb elhelyezett első tömítési elrendezésből valamint a csapágyelrendezéstől tengelyirányban a másik irányban távolabb elhelyezett tengely és ház közötti második tömítési elrendezésből áll. A csapágyelrendezés úgy van kialakítva, hogy a csapágyat befogadó tartóházban kenőanyagot tartalmazó olajiszap kamra van kialakítva. Mindegyik csapágyelrendezésnek a tengely és a tartóház között található rugalmas O-gyűrű tömítése valamint két lapátkereke van, amelyek az olajiszap kamrán belül a tengellyel vannak összekötve és a tengely forgása során a kenőanyagot az olajiszap kamrából a csapágyelrendezésen áthajtják valamint visszajuttatják az olajiszap kamrába.

Jóllehet ez a kenőrendszer igen gazdaságos megoldást jelent, hátránya, hogy a kenőanyagot gyakran kell cserélni, ami óhatatlanul a berendezés üzemének megszakításával jár.

A GB-A 1238199 számú szabadalmi leírásból olyan gördülőcsapágy elrendezés ismerhető meg, amely kimondottan nagy fordulatszámú tengelyek csapágyazására vonatkozik. Erre a célra olyan görgőscsapágyat alkalmaznak, amelynek belső csapágygyűrűje, külső csapágygyűrűje valamint a hozzá tartozó görgőket tartalmazó görgőkosara van. Ez a megoldás a kenőanyag bevezetésére olyan eszközöket javasol, amelyek a csapágy forgása hatására lépnek működésbe és a görgőkosár hidraulikus csatolását végzik el. Ezeket az eszközöket olyan elemek egészíthetik ki, hogy a szerkezet olaj vagy olaj-levegő keverék bevezetésére alkalmas. Ennek érdekében a csapágy mereven van a tengelyre felékelve, és a tengelyről a forgatónyomatékot a görgőkosárra átvivő közeg maga a kenőolaj vagy olaj-levegő keverék. Ezt a kenő és átviteli közeget a megoldás szerkezeti elemei a tengelyben valamint a belső csapágygyűrűben kialakított csatornákon keresztül juttatjuk a görgőkosárba. A külső csapágygyűrűben mindkét oldalon olajkilépő csatornák vannak kiképezve, melyek révén a kenő és átviteli közeg anélkül folyhat le, hogy a görgők mozgását késleltetné.

Mint látható, ennél a műszaki megoldásnál nem elsősorban a csapágy kenésére helyeződött a fő hangsúly, hanem arra, hogy a görgők kinematikai futtási tulajdonságait a tengely előterhelése esetén feljavítsák. A megoldás hiányossága, hogy nehéz, lökésszerű üzem esetén nem biztosított a görgők folyamatos és kielégítő kenése.

A DE-A 3 343 593 számú szabadalmi irat nagy átmérőjű gördülőcsapágyak kenésével foglalkozik. Pontosabban annak a gyors forgású gördülőcsapágy akhóz alkalmazott ismert kenőrendszemek a javításáról van szó, amelynek golyói vagy görgői nem kerülnek olaj1

HU 207 380 B fürdővel érintkezésbe és ezért az olajat felcsapó tárcsák, gyűrűk és hasonló szerkezeti elemek révén jutnak kielégítő kenéshez. Az említett szabadalmi leírás arra tesz javaslatot, hogy az olajfelcsapó tárcsáknak a csapágy forgó részével szilárdan összekötött és az olajfürdőbe bemerülő részeit tengelyirányban elnyúló nyúlványként kell kiképezni. A tárcsát olyan kamra zárja szorosan körül, amely felfelé a golyóscsapágy irányában nyitott. Az olajfílm ebben a tartományban jut a golyóscsapágyhoz.

Ennek az utolsóként ismertetett megoldásnak az a hiányossága, hogy nem biztosítja állandó kenőolajmennyiség eljuttatását és bevezetését a kenendő csapágyakhoz, miáltal rendkívül nagy fordulatszámú berendezéseknél üzemzavarok léphetnek fel.

A találmánnyal célunk tehát olyan csapágyelrendezés kialakítása, berendezések, elsősorban nagy berendezések, csapágyainak kenésére, amellyel elkerülhetjük az ismert megoldások fent felsorolt hiányosságait, valamint nagy üzembiztonságot és gazdaságosságot érhetünk el.

A kitűzött feladat megoldása során olyan csapágykenőanyag-bevezető szerkezettel ellátott csapágyelrendezést vettünk alapul, amelynek olajbevezető nyílása, olajelvezető nyílása és előnyösen sík szivatytyúlapátokkal rendelkező oldalcsatomás szivattyúja van. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy az oldalcsatomás szivattyú a kenendő csapággyal közös tengelyen, előnyösen közvetlenül a csapágyhoz csatlakoztatva van elrendezve, és a szivattyúlapátokon az oldalcsatoma magasságában, annak keresztmetszetével azonos felületű és azzal együttműködő bevágás van kialakítva.

A megoldásnak az az előnye, hogy a csapágy kenése minden külső vagy segéd energiaforrástól függetlenné válik és ezért rendkívül üzembiztosán és gazdaságosan kivitelezhető.

A tengely forgásának kezdete és időtartama egybeesik és megegyezik a kenendő csapágyhoz vezetett olajellátás kezdési időpontjával és időtartamával.

Előnyös továbbá, hogy a spirális alakú mozgásra kényszerített olajáram az oldalcsatomás szivattyúban nem tud leszakadni, ami megszakítás nélküli kenést biztosít.

Ugyancsak előnyös, hogy a rendkívül rövid olajvezetékek miatt az olajvezeték rendszerbe esetlegesen betörő hűtővizet igen gyorsan felismerhetjük.

A javasolt csapágyelrendezés egy előnyös kiviteli alakja értelmében az oldalcsatoma a szivattyú kerületének egy része mentén húzódóan van kiképezve.

Ez azért előnyös, mert az oldalcsatoma hosszának megfelelő megválasztásával az olajnyomás könnyen hozzáigazítható a mindenkori üzemi körülményekhez, hiszen az oldalcsatomás szivattyú forgási sebességét a tengely, amelyre az oldalcsatomás szivattyú fel van szerelve, pontosan meghatározza.

Előnyös továbbá találmányunk értelmében, ha az oldalcsatoma hosszát módosító köigyűrű alakú cserélhető betétekkel van ellátva. Ez lehetővé teszi, hogy olyan berendezéseknél, melyek üzemi körülményei időről időre igen nagymértékben változnak, az olajnyomás szabályozását úgy tudjuk a mindenkori üzemi feltételekhez hozzáigazítani, hogy az oldalcsatomás szivattyút nem kell a paraméterek megváltoztatása miatt kicserélni.

Előnyös továbbá a csapágyelrendezés olyan kiviteli alakja, amelynél az olajvezeték rendszer olajhűtön és/vagy olajszűrőn vagy kombinált olajhűtő-szűrő egységen van keresztülvezetve.

Az olaj megfelelő szűrésével és hűtésével az üzembiztonságot tovább növeljük, mert ezáltal biztosítjuk a csapágy megfelelő hűtését is. Ez a megoldás a találmány szerinti rendszer gazdaságosságát is tovább növeli.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a csapágyelrendezés kenőanyag bevezető szerkezetének példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. Az 1. ábrán egy tengelyvég kenendő csapágyban való ágyazását és a kenést végző oldalcsatomás szivattyút tüntettük fel vázlatosan, metszetben.

Az (1) tengely (2) tengely vége a fellépő radiális és axiális erők felvételére olyan (3) tengelyvállal van ellátva, amelyet (4) kombinált csúszócsapágy vesz körül. Ugyanezen a (2) tengelyvégen, közvetlenül a (4) kombinált csúszócsapágy mellett oldalcsatomás (5) szivattyú van elrendezve, amelynek (6) járókerekére (20) szivattyúlapát van felszerelve. A rajzon látható a (7) oldalcsatoma is, amelynek jelen példában félkör alakú keresztmetszete van. A (20) szivattyúlapátok a (7) oldalcsatoma magasságában félkör alakú, a (7) oldalcsatoma keresztmetszetével egyező és azzal együttműködő (21) kivágással vannak ellátva.

Az olaj (5) szivattyúból való kilépésének valamint a szennyeződéseknek az (5) szivattyúba való bejutásának megakadályozására két (8, 9) tömítőgyűrű szolgál. A (7) oldalcsatoma alsó részében (10) olajbevezető nyílás, felső részében pedig (11) olajelvezető nyílás van kiképezve. Az oldalcsatomás (5) szivattyú (12) tartógyűrű segítségével van a (4) kombinált csúszócsapágyra rácsavarozva. A (4) kombinált csúszócsapágyat valamint az (5) szivattyút kétrészes (13) csapágyház (14, 15) támasztestei zárják körül. A (4) kombinált csúszócsapágy (22) szegmenseihez vezető (16) olajcsatomák (17) olajnyomó vezetéken át vannak az (5) szivattyú (11) olajelvezető nyílásával összekötve. A (2) tengelyvég egy-egy hornyában két (18,19) olajfogó gyűrű van felszerelve, melyek feladata az olaj (4) kombinált csúszócsapágyból való kilépésének megakadályozása.

Az első üzembehelyezés előtt a (4) kombinált csúszócsapágyat olyan mértékben kell olajjal feltölteni, hogy az olajszint hozzávetőlegesen az (1) tengely és a (7) oldalcsatoma alsó része külső átmérői közötti félúton legyen. Az ábrán ez az olajszint jól megfigyelhető. A (20) szivattyúlapátok és a (13) csapágyház (14,15) támasztestei által alkotott fal között lévő olajat a forgó (6) járókerék radiálisán elálló (20) szivattyúlapátjai egyrészt a centrifugális erő révén kifelé, másrészt a (7) oldalcsatomába kényszerítik és ezzel az (5) szivattyú szívóteréből annak nyomóterébe terelik. Az olajnak az (5) szivattyú forgórészéből a (7) oldalcsatomába történő átlépésével, illetve a

HU 207 380 Β (7) oldalcsatomából a fogórészbe történő átlépésével felépül egy nyomás, minek következtében a szállított olaj a (7) oldalcsatomába spirális alakú mozgással halad. Ennek során a (7) oldalcsatoma felső részén, a (11) olajelvezető nyílásnál kilép és a (17) olajnyomóvezetéken át bejut a (4) kombinált csúszócsapágy (16) olajcsatomáiba. A (16) olajcsatomák a (4) kombinált csúszócsapágy csúszófelületeinél végződnek, így az olajat közvetlenül a (4) csúszócsapágy és a (3) tengelyváll érintkezési pontjaihoz vezetik. Az olajnak a (20) szivattyúlapátok teréből történő kisodródása révén a (20) szivattyúlapát tengelye körül - ez a bemutatott példában a (2) tengelyvégnek az a része, amelyre a (6) járókerék fel van helyezve - valamint a (10) olajbevezető nyílás tartományában depresszió jön létre, ami azt eredményezi, hogy az olaj egy hűtőegységből vagy szűrőegységből vagy kombinált hűtő-szűrő egységből (ezt ismertsége és az egyszerűség kedvéért a rajzon nem tüntettük fel) egy csatlakozó olajvezetéken keresztül utánáramlik. A (7) oldalcsatoma hosszának megfelelő megválasztásával - bevált nagyság például az (5) szivattyú teljes kerületének 270°-os szakasza - az olajkenő rendszer szabályozását a mindenkor alkalmazott csapágytípusra optimalizálhatjuk. Hűtőegység vagy kombinált hűtő-szűrő egység alkalmazásával a kenésen túlmenően a csapágy hűtését is biztosítjuk.

Claims (4)

1. Csapágyelrendezés csapágykenőanyag-bevezető szerkezettel, olajbevezető nyílással, olajelvezető nyílással és előnyösen sík szivattyúlapátokkal rendelkező oldalcsatornás szivattyúval, azzal jellemezve, hogy az oldalcsatomás (7) szivattyú (5) a kenendő csapággyal (4) közös tengelyen (1), előnyösen közvetlenül a csapágyhoz (4) csatlakoztatva van elrendezve, és a szíva· f.'úlapátokon (20) az oldalcsatoma (7) magasságában, annak keresztmetszetével azonos felületű és azzai együttműködő bevágás (21) van kialakítva.

2. Az 1. igénypont szerinti csapágyelrendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalcsatoma (7) a szivattyú kerületének egy része mentén húzódóan van kiképezve.

3. A 2. igénypont szerinti csapágyelrendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalcsatorna (7) hosszát módosító körgyűrű alakú cserélhető betétekkel van ellátva.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti csapágyelrendezés, azzal jellemezve, hogy az olajvezeték rendszer olajhűtőn és/vagy olajszűrőn vagy kombinált olajhűtő-szűrő egységen van keresztül vezetve.