NO792592L - Friksjonshindrende innretning, saerlig for en turbin, og fremgangsmaate ved fremstilling av samme - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for reduksjon av slitasjen på overflater og særlig en friksjonshindrende innretning, f.eks. for føring eller understøttelse av to i forhold til hverandre bevegende komponenter uansett deres relative hastig-het og særlig, men ikke utelukkende, for opptak av store aksiale trykkrefter i en borende turbinrotor.

Det meget store antall kjente typer av lågere gjør det

ikke mulig på en effektiv måte å unngå slitasje på komponentene som er i kontakt med hverandre. Den slitasje må unngås særlig når lagrene f.eks. bærer rotoren i en boreturbin. Slik slitasje kan i virkeligheten ha alvorlige konsekvenser på grunn av den derav resulterende reduksjon i klaringen mellom statorens og rotorens skovler, idet elimineringen av denne klaring fører til deres øde-leggelse.

Det er således ikke mulig å anvende løsninger hvor en av komponentene i kontakt med hverandre er en slitekomponent beregnet på utskifting, fordi denne slitasje ville føre til at skovlene kom nærmere hverandre. Det er også kjent friksjonshindrende belegg og disse er bare effektive under nøye avgrensede betingelser som ikke svarer til vesentlige belastninger som boreturbiner må tåle.

For å unngå ulempen ved jevne lagerflater kan man benytte rullelagre, men heller ikke her kan alltid betingelsene for effektiv utnyttelse opprettholdes fordi rullelagrene angripes av boreslam og deres tetthet overfor lekkasjer kan ikke opprettholdes.

Oppfinnelsen er rettet på en fremgangsmåte som gjør det mulig å redusere slitasjen på overflatene som er i kontakt med hverandre, praktisk talt til null for alle temperaturer og trykk utenom de, ved hvilke diamant omdannes til grafitt. I samsvar med et trekk ved oppfinnelsen er der skaffet en fremgangsmåte for fremstilling av slitefaste overflater som skal være i uavbrutt eller periodisk kontakt, hvilken fremgangsmåte, er kjennetegnet ved at der fremskaffes overflater som omfatter diamanter og at disse

overflater poleres.

Overflatene poleres fortrinnsvis mot hverandre i det minste i sluttrinnene av poleringen.

Erfaring har vist at uansett typer av med diamanter for-synte overflater, som kan være overflater av diamantholdige betongdeler eller av diamanter, som anvendes, etter polering av de to overflater mot hverandre vil de friksjonshindrende innretninger dannet av overflatene ikke bare motstå høye trykk og store hastigheter, men også faktisk ikke vise noen slitasje når først poleringen er fullført.

Videre har erfaringen vist at det er mulig ikke bare å benytte et stort antall forskjellige slike jevne diamantholdige overflater med identisk sammensetning, men at den friksjonshindrende innretning som er fremstilt på denne måte, kan anvendes for alle kjente typer lågere, idet en av overflatene spiller rollen som det virkelige lager og den annen overflate glir eller ruller på lager-flaten. Spesielt når trykkpåkjenningene er store og hastigheten er stor, er det mulig å benytte et lager som består av en kontakt-ring forsynt med et diamantholdig overflatelager på flater av sko med samme art som ringen, etter polering av de diamantholdige overflater som er i kontakt med hverandre. Dette har den fordel at det er mulig å redusere temperaturen av overflatene ved å sirkulere et kjøefluidum mellom skoene, for å holde tilstandene mer fjernt fra de tilstander, hvorunder diamant omdannes til grafitt.

Oppfinnelsen angår også anvendelsen av slike diamantholdige overflater etter polering i lagre av en hvilken som helst type og særlig i fluidumlagere, hvor overflatene av lagrene er adskilte, ved store hastigheter, ved hjelp av en flytendé eller gassformet fluidumfilm, idet disse forskjellige lagre hvert er forbundet med en diamantholdig overflate som sammen med lagerets diamantholdige flate danner en friksjonshindrende innretning som vil unngå all slitasje.

Omfattende eksperimenter med overflater av diamentholdige støpte deler med forskjellig sammensetning har vist at slike overflater er like effektive uansett hvorvidt diamantene som er innleiret, er av naturlig eller kunstig opprinnelse og fra det øyeblikk poleringen er fullført.

Det er således mulig å benytte ringer av diamanter som tjener som sko, på hvilke en bane eller flate av en diamantholdig betongdel ligger an.

En friksjonshindrende innretning kan således omfatte

flater, hvorav den ene er dannet av minst en bane av en diamantholdig betongdel og hvorav en annen består av en rekke diamanter, idet banen er blitt polert av nevnte diamanter.

Alle typer av diamantholdige overflater, enten de er av diamantholdige betongdeler eller av diamanter som anvendes, enten de er av lignende art eller av forskjellig art når det gjelder sammensetningen av de anvendte metallpulvere eller med hensyn til dimensjonene av de diamanter som er inkludert i de diamantholdige betongstøpte deler eller dimensjonene av de diamanter som anvendes som sko, har vist seg ikke å være utsatt for slitasje når overflatene først er blitt polert sammen.

Oppfinnelsen kan anvendes for en hvilken som helst frik - sjonshindrende innretning og særlig for alle typer lagre inklusive trykklagre, trinnlagre og " ±luidumfilmlagre som tjener til å føre og bære en annen diamantholdig overflate permanent eller periodisk.

En utførelse av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere som et rent eksempel under henvisning til tegningen, hvor den eneste figur skjematisk viser et aksial delsnitt av en del av en stator og en rotor for en boreturbun, inklusive et lager som anvender en utførelse av en friksjonshindrende innretning i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Den på tegningen viste stator omfatter en sylindrisk del

1, hvis akse 3 faller sammen med aksen for den sentrale rotor 4. Rotoren 4 inkluderer en sirkulær holder 5, under hvilken er festet eller innleiret en ring 8 laget av en diamantholdig massiv del.

Den nedre overflate 6 av ringen ligger an mot flatene 7 på et antall sko 9 som er festet til statoren 1.

Skoene 9 som er laget av et diamantholdig fast stoff identisk med det for ringen 8, er festet til eller innleiret i en ringformet holder 2 på statoren 1.

I dette eksempel er bare de aksiale krefter store og der-for kan lageret 10 som er montert ved omkretsen av holderen 2, være av en hvilken som helst type og kan være et lager med en diamant holdig overflate som er polert mot en diamantholdig sylindrisk overflate på rotoren 4.

Sammensetningen av ringen 8 av diamantholdig fast stoff

og av skoene 9 kan f.eks. være av en type diamantholdig fast stoff som anvendes i boreverktøy.

Overflatene 6 og 7 er polert f.eks. ved at de er gnidd

mot hverandre til ethvert detekterbart spor av slitasje er forsvun-net. Det har i virkeligheten vist seg som forklart i det foregå-ende, at fra det øyeblikk poleringen er fullført, opphører slitasjen.

Selv om polering vanligvis oppnås hurtigere hvis komposi-sjonene av de faste materialer er identiske og hvis de faste materialer inneholder diamanter med liten partikkelstørrelse, er det mulig å oppnå polerte overflater som ikke slites ytterligere når partikkeldimensjonen er forskjellig og når de faste materialer til-svarer forskjellige sammensetninger.

Spesielt ved anvendelsen av overflatene for lagre i en boreturbin har det vist seg at i motsetning til den ødeleggende virkning av boreslammet på rullelagre når boreslam anvendes som kjølefluidum-, har slammet ingen skadelig virkning på diamantholdige friksjonsflater. Slammet som sirkulerer mellom skoene 9 og ringen 8 har bare den virkning å kjøle overflatene 7, 6 av skoene og ringen. Mangelen- på forringelse av de diamantholdige og polerte overflater 6 og 7 er bemerkelsesverdig og er også en av faktorene ved fravær av slitasje.

Når det er ønskelig å frembringe fluidumlagre går man frem på samme måte for å bevirke polering av de diamantholdige overflater av de sylindriske lagre og de diamantholdige overflater av komponenter som avgrenser fluidumfilmene.

Selv om bare et enkelt eksempel på en friksjonshindrende innretning for en nøye definert anvendelse er beskrevet, og selv om de diamantholdige faste stoffer som vanligvis anvendes i bore- . verktøy med høy ydelse, har vært nevnt som eksempler på diamantholdige faste stoffer, vil det forstås at oppfinnelsen ikke er beregnet på å være begrenset til disse eksempler og at alle diamantholdige komposisjoner kan vise seg egnet forutsatt at en overflate av en slik komposisjon kan poleres mot en annen overflate av samme art for å komme frem til manglende slitasje. Videre er det mulig å utføre endel av poleringen på overflatene med forskjellige komposisjoner, idet polering mellom overflater av et lager med samme art eller av forskjellig art har funnet sted ved avsluttende polering eller ved å foreta den virkelige polering.

Som en generell regel kan således angis at selv om de to diamantholdige overflater poleres mot hverandre i sluttrinnene av poleringen, kan de i de innledende trinn av poleringen bli polert uavhengig av hverandre eller de kan bli polert mot hverandre.

Som et eksempel kan de diamantholdige faste stoffer som

er angitt i fransk patent 2 029 963, anvendes for den ene eller begge av de diamantholdige overflater.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av sli.tefaste overflater som skal være i uavbrutt eller periodisk kontakt, karakterisert ved at det fremskaffes overflater som omfatter diamanter og at disse overflater poleres.
2. 2. Friksjonshindrende innretning, karakterisert

   ved at den omfatter to forbundne overflater fremstilt etter frem-gangsmåten ifølge krav 1.
3. 3. Friksjonshindrende innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at hver av de diamantinneholdende overflater er laget av et diamantholdig fast stoff.
4. 4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at de diamantholdige faste stoffer er identiske.
5. 5. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved

   at partikkelstørrelsen i diamantene i de diamantholdige faste stoffer for to overflater er forskjellige.
6. 6. Innretning ifølge et av kravene 2-5, for en boreturbin, karakterisert ved at en av overflatene er anordnet på en ring festet til rotoren og den annen overflate er festet til statoren, idet den diamantholdige overflate av en av ringene hviler mot den diamantholdige overflate av den annen ring.
7. 7. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at den diamantholdige overflate av statoren er frembragt ved hjelp av sko laget av et diamantholdig fast stoff.
8. 8. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at de diamantholdige overflater er adskilt ved en fluidum-eller gassfilm.
9. 9. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at en av overflatene er frembragt ved hjelp av minst .ett spor på en polert diamantholdig overflate, idet den annen overflate omfatter minst en rekke diamanter som glir på sporet.
10. 10. Et lager for føring og/eller understøttelse av en diamantholdig overflate, karakterisert ved en føring og/eller bærende overflate for den diamantholdige overflate som sammen med nevnte overflate danner en friksjonshindrende innretning ifølge et av kravene 2 - 9.