NO832778L - Integralt baeresystem. - Google Patents

Integralt baeresystem.

Info

Publication number
NO832778L
NO832778L NO832778A NO832778A NO832778L NO 832778 L NO832778 L NO 832778L NO 832778 A NO832778 A NO 832778A NO 832778 A NO832778 A NO 832778A NO 832778 L NO832778 L NO 832778L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
bearing
housing
shaft
storage system
storage
Prior art date
Application number
NO832778A
Other languages
English (en)
Inventor
Leslie Charles Kun
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of NO832778L publication Critical patent/NO832778L/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056Bearings
    • F04D29/057Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162Bearing supports
    • F01D25/164Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02Sliding-contact bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/20Application independent of particular apparatuses related to type of movement
    • F16C2300/22High-speed rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt området lagringer for rotasjonsmaskiner med stor hastighet og mer presist et lagringssystem, hvor det tilveiebringes akselav-støtting, fleksibel understøttelse og dempning av hver sitt separate system, som kan justeres individuelt for optimal av-stemning av de kritiske frekvenser av avstøttingssystemet for den roterende aksel uavhengig av det ønskede driftsområde for rotasjonsmaskineriet.
Akselen eller rotoren i rotasjonsmaskineri for store hastigheter blir ofte avstøttet av lagringer, slik at akselen kan rotere med svært store hastigheter, som opp til ca.
150 000 omdr./min. (OPM), samtidig som dens innretting bibe-holdes. Det fins en rekke fenomener som påvirker akselen,
slik at den kan komme i ubalanse, og virkningene av disse fenomener er vanligvis alvorligere ved høyere rotasjonshastigheter .
Et slikt fenomen blir ofte kalt synkron virvling og forårsakes i det vesentlige av sentrifugalkrefter, som påvirker en aksel i masse-ubalanse. Akselen kommer gjerne i masse-ubalanse fordi den geometriske og inertiaksen av akselen ikke er identiske som følge av faktorer, som maskinbearbeidingstoleranser og material-utilstrekkeligheter. Ytterligere ubalanse kan resultere fra gjentatt montering og demontering av flere elementer, fra normal slitasje og fra akselavbøyning under drift. Ved visse rotasjonshastigheter tenderer akselen til å rotere om sin intertiakse i stedet for sin geometriske akse, slik at akselen sirkler eller virvler i lagerhuset. Når den synkrone virvling eksiterer en naturlig frekvens i lagringssystemet, kan systemets vibrasjons-amplituder bli for store. Systemets naturlige resonansfrekvens betegnes generelt som dets kritiske hastighet. Ettersom en lang aksel, som f. eks. er avstøttet av to bærelagre i innbyrdes aksial avstand, kan ha mange sidevibrasjonsmåter, kan systemet omfatte mange kritiske hastigheter. Følgelig kan det forekomme ytterligere tilfelle av synkron virvlingsresonans ved andre, tredje eller høyere kritiske hastigheter, avhengig av frekvensene av ro-tor-lagringssystemets stive eller bøye-vibrasjonsmåter.
Et annet fenomen som nevnt betegnes vanligvis som halv-frekvens eller halv-hastighets eller selv-eksitert virv ling. Når akselhastigheten nærmer seg en hastighet som er om-trent lik det dobbelte av den kritiske hastighet, oppstår en harmonisk vibrasjon eller virvling av akselen som overlagres den synkrone akselvirvling. Denne vibrasjon øker raskt i am-plitude og er ofte katastrofal for lagringen.
Andre fenomener som kan forårsake ustabilitet av akselen, særlig ved overhengende eller tverr-monterte ("straddle mounted") roterende maskineri, som turboladere, kryogene ekspansjonsanordnineer, komoressorer eksoansjonsanordnings-drevne !kompressorer o.l. , er aerodynamisk induserte eksiteringer som f.eks. kan skyldes trykkvariasjoner rundt omkretsen av skovler og tetninger.
Ytterligere en kilde til ustabilitet av en roterende aksel kan være krefter som stammer fra material-hysterese, gniing mellom roterende og stasjonære deler og lignende akti-viteter som er felles for roterende maskineri.
For å sikre at effektene av fenomener som de her om-talte ikke fører til svikt i lagre og kanskje endog maskineriet, må lagringsanordningen være i stand til å avstøtte akselen og samtidig motvirke akselens tendenser til vibrasjon eller radial bevegelse.
En mulighet for at lagringssystemet skal kunne motvirke akselvibrasjoner er ved hjelp av et dobbelt putesystem, som omfatter fjærer og viskøst fluidum. Når akselen beveges radialt, utøver den en kraft i bevegelsesretning mot lagringen på tvers av deres felles lengde, og denne kraft må ikke være lik over denne felles lengde. Lagringssystemet motstår og demper denne kraft ved. å utøve en kraft mot en fjærmeka-nisme i kontakt med lagringen og en stasjonær flate og mot et viskøst fluidum mellom lagringssystemet og den stasjonære flate. De forskjellige responser på den utøvede kraft fra fjæren og det viskøse fluidum tenderer til å dempe vibrasjo-nen. I et slikt system, dannes akselavstøttingen av lagringen, mens fjærmekanismen sørger for den fleksible avstøtting og det viskøse fluidum besørger dempningen.
I US-PS 4 097 094 (Gardner) er et kjent lagringssystem beskrevet. I dette system er et bærelager ettergivende av-støttet i et stivt hus av bueformede fjærelementer. Viskøs dempning tilveiebringes ved hjelp av en fluidum-fylt spalte mellom lagringen og huset. Denne spalte har en aksial lengde som er mindre enn lagringsflatens.
Systemet ifølge Gardner har flere ulemper. En ulempe er at fordi størrelsen av viskøs dempning er direkte relatert til den fluidum-fylte spaltes aksiale lengde, er størrelsen av den viskøse dempning som kan opprettes ikke helt uavhengig av lagringsflaten. Grunnen er at den fluidum-fyldte spalte i Gardner-systemet ikke kan ha større aksial lengde enn lagringsflaten. For at det skal oppnås større viskøs dempning enn det som kan oppnås av en gitt fluidum-fylt spalte, måtte den aksiale lengde av lagringsflaten økes. Dette er ikke ønskelig, fordi den økte lagringsflate medfører en mekanisk ulempe for det roterende maskineri og.også fordi det kan oppstå dynamiske respons-problemer som følge av det endrede lagringsflate/aksel-overflate-forhold.
En annen ulempe ved Gardner-systemet er begrensningen av den totalt oppnåelige dempning. Som kjent, kan dempningsgraden økes ved reduksjon av bredden av den fluidum-fylte spalte. Men bredden av denne spalte kan ikke reduseres til mindre enn ca. 0,025 mm på grunn av maskintoleranser. Dessuten vil varme-deformering av deler, smuss som følger med det viskøse fluidum og koniske utslag av lagringshuset gjøre det vanskelig å opprettholde selv denne spaltestørrelse. Gardner-systemet er således begrenset med hensyn til den oppnåelige dempningsgrad uten økning av spaltens aksiale lengde og dermed uunngåelig også lagringsflatens lengde.
Som nevnt ovenfor, eksiterer akselen ved visse rotasjonshastigheter en naturlig frekvens i lagringssystemet som kan føre til katastrofale resultater. En måte å unngå slike resultater på er å utforme lagringssystemet slik at dets naturlige frekvenser ikke faller sammen med de ønskede rotasjonshastigheter ved drift av maskineriet. Man er imidlertid hemmet ved utformningen av lagringssystemet på grunn av be-hovet for at lagringssystemet gir effektiv akselavstøtting, fleksibel avstøtting og viskøs dempning.
En måte å overvinne denne begrensning på er å tilveiebringe et lagringssystem, hvor disse tre funksjoner kan reguleres uavhengig av hverandre. En endring av lagringssystemet, f.eks. for å unngå problemet med naturlige frekvenser som kan påvirke et av lagringssystemets funksjoner, ville dermed ikke ha noen innflytelse på de øvrige to funksjoner. I et slikt system kunne lagringssystemet utformes eller utformningen endres for oppnåelse av en fordelaktig virkning på en av funksjonene uten at man sto overfor den mulighet å måtte skade\en av de øvrige funksjoner.
Et formål for foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe et bedret lagringssystem for roterende maskineri .
Et annet formål.for oppfinnelsen er å tilveiebringe et bedret lagringssystem for rotasjonsmaskiner, hvor akselavstøt-tingen, den fleksible avstøtting og den viskøse dempning er tilveiebrakt innbyrdes uavhengig, slik at hver av disse funksjoner kan reguleres for seg uten påvirkning av noen av de øvrige funksjoner.
Ovenstående og andre formål, som vil fremgå av foreliggende beskrivelse, oppnås ved et lagringssystem, som omfatter: (A) et stasjonært støttehus, som har en gjennomgående åpning i lengderetning for anbringelse av en roterende aksel, i det vesentlige koaksialt innrettet i huset, (B) et i det vesentlige ikke dreibart lagringshus, anordnet mellom akselen og støttehuset og omfattende minst et par lagringsorganer, hvor hvert lagringsorgan omfatter en lagringsflate for dreibar avstøtting av akselen og et avstandsstykke mellom lagringsorgan-paret, hvor avstandsstykket ikke avstøtter akselen, ( C) organer for viskøs dempning, omfattende et generelt jevnt ringformet rom mellom støttehuset og lagringshuset langs i det minste en del av deres aksiale lengde, hvilket aksiale lengdeparti er større enn den aksiale lengde av lagringsflåtene, hvor det ringformede rom er fylt med et viskøst materiale i nevnte aksiale parti og (D) et flertall elastiske støtter i innbyrdes avstand og i kontakt med lagringshuset og støttehuset.
Betegnelsen "lagringsflate" brukes i denne kontekst for å betegne en flate hvor den roterende aksel og en støtte er-i direkte kontakt eller hvor en roterende aksel og en støt-te kan utøve kraft mot hverandre via et tynt fluidum mellom dem.
Tegningens figur 1 viser et snitt, delvis i sideriss av en turbindrevet ekspansjonskompressor, hvor et foretrukket utf.ørelseseksempel av lagringssystemet ifølge oppfinnelsen er brukt.
Lagringssystemet ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives mer detaljert under henvisning til fig.. 1.
Enheten 110 omfatter et stasjonært støttehus 111 med en langsgående gjennomgående åpning eller boring. Akselen 113 er anbrakt i og innrettet i det vesentlige koaksialt med bo-ringens akse og er avstøttet for rotasjon på et i det vesentlige ikke dreibart lagringshus 116. Rotasjon av lagringshuset 116 kan f.eks. hindres ved hejlp av en anti-rotasjons-bolt mellom lagringshuset og støttehuset eller ved organer for mekanisk forbindelse av lagringshuset med støttehuset.
Lagringshuset 116 er anordnet mellom akselen 113 og støttehuset 111 og omfatter minst ett par lagringsorganer eller blokker 117 med innbyrdes aksial avstand og sammenkoblet med det ringformede avstandsorgan 118. Skjønt lagringsorganene 117 i aksial innbyrdes avstand og det ringformede avstandsorgan 118 kan bestå av ett stykke, vil de vanligvis utgjøre atskilte elementer som er sammenfestet.
Lagringsorganene 117 avstøtter akselen 113 på en tynn hinne av smøremiddel, som ved hvert lagringsorgan avgis via et forsyningssystem for smøremiddel, som vil bli nærmere omtalt nedenfor. I det utførelseseksempel som er vist i fig. 1, omfatter lagringsorganene et par bærelagringer 119a og 119b, og et par trykklagre 112a og 122b i tillegg.
Lagringshuset 116 er generelt metallisk, slik det er velegnet for bruken av den roterende maskin. Hvis den roterende maskin f.eks. er en kryogen valsemaskin, kan lagringshuset være fremstilt av forskjellige materialer,, inklusive rustfritt stål, titan, beryll og kopper. Lagringshuset kan være fremstilt av mer enn ett materiale. Lagringsblokkene 117 med aksial innbyrdes avstand kan f.eks. bestå av ett materiale og
det ringformede avstandsorgan 118 av et annet.
Denne fleksibilitet når det gjelder materialvalg, sammen med muligheten for å endre lagringshusets volum i forhold til akselvolumet, gjør det mulig å variere masseforholdet mellom lagringshus og aksel over et stort område. Ved endring av masseforholdet mellom lagringshuset og akselen, kan man endre de naturlige frekvenser av rotasjonsmaskinen, slik at de naturlige frekvenser ikke faller sammen med det ønskede driftsområde. Generelt vil masseforholdet mellom lagringshus og aksel være fra ca. 0,01 til 1,0. Akselens masse omfatter massen av turbinhjul, kompressorhjuls og andre nødvendige elementer av den roterende aksel.
Skjønt lagringshuset 116 ikke er dreibart, kan det fritt oscillere synkront med vibrasjonene av den roterende aksel. Oscillasjonsevnen tilveiebringes ved at lagringshuset 16 er ettergivende forbundet med den stasjonære støtte 111 ved hjelp av elastiske støtter eller fjærer 120 i innbyrdes avstand. Disse elastiske støtter er anordnet generelt symmetrisk rundt lagringshuset for opprettholdelse av en respons-symmetri og forspenning av lagringshuset i retning av et konsentrisk forhold til støttehuset.
Den elastiske støtte kan være av valgfri type, som bølgeformede fjærer eller spiralfjærer, og er stiv nok til å motstå bøyning med mindre de blir utsatt for en betydelig belastning. De elastiske støtter er fortrinnsvis metallfjærer. De metalliske elastiske støtter kan være utført i ett med en-ten lagringshuset 116 eller støttehuset 111. Vanligvis vil de elastiske støtter 120 dog være strukturelt atskilt fra både lagringshuset 116 og støttehuset 111.
De elastiske støttene er fortrinnsvis anbrakt i avstand fra de aksiale ender av de viskøse dempningsorganer, skjønt de kan begrense de aksiale ender av den viskøse dempningsanordning. I tillegg kan de elastiske støtter være anordnet slik at den kraft som utøves mot dem ikke er i flukt med den kraft som utøves mot lagringsorganene, dvs de må ikke være anbrakt på linje med lagringsorganene.
De elastiske støtter blir valgt i forbindelse med utformningen av den viskøse dempningsanordning for maksimalise ring av rotasjonsanordningens stabilitetsmargin. Som fagfolk på området vil forstå, vil for stor stivhet i de elastiske støtter hemme effektiviteten av den viskøse dempningsanordning og en for myk elastisk støtte vil tillate for sterk sta-tisk avbøyning eller forskyvning av lagringshuset, slik at enheten faktisk blir umulig å drive.
Vibrasjoner av lagringshuset 116 i støttehuset 111, som tillates av den elastiske støtte 120, blir undertrykt av den viskøse dempningsanordning 121, som omfatter et smalt, i det vesentlige jevnt ringformet rom eller en liten radial spalte mellom det stasjonære støttehusets 111 innerflate og lagringshusets 116 ytterflate langs i det minste et parti av deres felles aksiale lengde.
Den radiale spalte er generelt jevn langs den aksiale lengde. I det utførelseseksempel som er vist i fig. 1, kan den radiale spalte være fra ca. 0,051 til 1,397 mm, fortrinnsvis ca. 0,076-0,137 mm.
Dempningsanordningen eller den ringformede spalte 121 er fylt med et materiale som har hensiktsmessig viskositet og hensiktsmessige kjemiske egenskaper for en spesiell anvendel-se. Vanligvis er det benyttede materiale et fluidum og det er fortrinnsvis samme fluidum som er brukt i lagringene. Viskøse materialer som kan være hensiktsmessige til bruk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse er mange og omfatter naturlige og syntetiske oljer som inneholder silikoner, diestere, polymeroljer, fosfatestere, likesom glykoler og vann.
Når et fluidum blir brukt som det viskøse materiale i dempningsanordningen 121, benyttes et passende forsynings-nett. Forsyningsnettet som er vist i fig. 1 vil bli nærmere omtalt nedenfor.
Graden av dempning som tilveiebringes av dempningsanordningen 121 varierer med den aksiale lengde av dempningsanordningen. Fordi dempningsanordningens aksiale lengde ikke er begrenset av lagringenes aksiale lengde, kan det oppnås en høyere grad av dempning enn det har vært mulig hittil for en lagring av en gitt størrelse. Denne evne er. særlig nyttig ved de høyere rotasjonshastigheter. Den opprettede dempningsgrad kan videre varieres innen vide grenser uten endring av stiv- hetskarakteristikken av den totale enhet, ettersom dempningen kan økes ved økning av den aksiale lengde av dempningsanordningen uten at dette påvirker utformningen eller virkningen av akselavstøttingene, dvs. lagringer eller elastiske støt-ter .
Dessuten tillater lagringssystemet ifølge oppfinnelsen langt større fleksibilitet når det gjelder opprettelse av dempning enn det som hittil har vært mulig. Det vil være kjent for fagfolk på området at dempningskraften er proporsjonal med
hvor D er fluidumspaltens diameter, L er fluidumspaltens lengde og C er fluidumspaltens radiale dybde eller bredde. Som nevnt ovenfor, kan man øke dempningsgraden ved en økning av L. Man kan også øke dempningsgraden ved en reduksjon av C. Men det er ikke ønskelig å redusere C til mindre enn ca. 0,025 mm på grunn av maskinbearbeidingstoleranser. Videre kan varme-deformering av deler redusere en så liten klaring til null, og smuss som følger med det viskøse fluidum og koniske utslag av rotoren kan hindre eller begrense den nødvendige relative bevegelse av lagringshuset. Lagringssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse tillater en overvinnelse av denne begrensning ved oppnåelse av ønsket økning av dempningen ved økning av L, slik at systemet er bedre i stand til å hamle opp med medføl-gende smuss, maskinbearbeidingstoleranser, koniske utslag og varmedeformeringer som nevnt.
Et foretrukket utførelseseksempel av den viskøse dempningsanordning oppnås når dempningsanordningen 121 er anbrakt mellom avstandsorganet 118 og støttehuset 111. Dermed er den viskøse dempningsanordning ikke orientert på linje med lagringskraften som overføres gjennom lagringsflaten.
Ved bruk av foreliggende oppfinnelse, er det således mulig å oppnå den nødvendige dempningsgrad uten begrensning til den dempningsgrad som lengden av de brukte lagringsorganer tillater.
I fig. 1 ses et turbinhjul eller løpehjul 140 og et kompressorhjul eller løpehjul 141, montert på motstående si-de av akselen 113 i det stasjonære støttehus 111. Høytrykksfluidum som skal ekspanderes, blir innført radialt i turbinhjulet 140 gjennom turbininnløpet 142 og turbinvolutten 143, gjennom ikke viste dyser. Dette fluidum passerer gjennom turbinhjulpassasjene 144, som dannes ved blader 145, som for-løper mellom hjulet 140 og den ringformede vange 146, og for-later turbinen i aksial retning til turbinens utløpsdiffusor 147. Når trykkfluidumet ekspanderer gjennom tubinhjulet 140, dreier det akselen 113, som i sin tur driver en eller annen kraftbrukende anordning, i foreliggende tilfelle kompressorhjulet 141.
Rotasjon av kompressorhjulet l4l ved hjelp av fluidum som ekspanderer gjennom turbinhjulet 140 trekker fluidum inn gjennom kompressorens sugeåpning eller innløp 148. Dette fluidum blir satt under trykk ved å strømme gjennom kompressor-passasjene 149, som dannes av blader 150 som forløper mellom hjulet 141 og den ringformede vange 151, og tømmes gjennom kompressorens volutt 152 og utløpsdiffusoren 153.
Akselen er dreibart montert på bærelagre 119a og 119b og blir holdt i aksial posisjon ved hjelp av trykk-lagre 122a og 122b i lagringshuset 116. Lagringshuset 116 er i sin tur plassert i en boring i det stasjonære støttehus 111. Støtte-huset 111 vil vanligvis bestå av et antall separate deler, som er sammenfestet eller forbundet ved hjelp av passende festeorganer eller fittings. Hvert bærelager- og trykklager-par 119a og 122a, 119b og 122b er tilveiebrakt ved et ringformet lagringsorgan eller en lagringsblokk 117. Lagrings-blokkenes lagringsflater blir smurt ved hjelp av et smørings-nett med et innløp 123 og smøregrener 124 og 125. Smøreflui-dum, som trekkes fra en beholder, blir avgitt til innløpet 123j passerer gjennom grenene 124 og 125 og presses inn i bærelagrene 199a, 119b og trykklagrene 122a, 122b gjennom passende dimensjonerte forsyningsåpninger. Smøremidlet strømmer aksialt og radialt gjennom de forskjellige bære- og trykklagre og smører lagringene og avstøtter akselen mot både radiale og aksiale belastninger.
Utførelseseksemplet ifølge fig. 1 illustrerer et par trykklagre i tillegg til bærelager-paret som avstøtter akselen 113. Som kjent på området, er det ikke nødvendig å bruke trykklagre, hvis trykkreftene ikke er problematiske. Hvis det foreligger merkbare trykkrefter, kan det være tilstrekkelig med ett trykklager, hvis det er mulig å sørge for at trykk-kreftene bare utøves i en retning.
Smøremiddel som tømmes fra bærelagrene 119a og 119b, strømmer til ringformede uttagninger 126 hhv. 127- Smøremid-let strømmer deretter til et hovedsamlekammer 130 for smøre-middel gjennom dreneringsledninger 128 og 129 og blandes med smøremiddel som er tømt fra trykklagrene 122a og 122b. Når det fluidum som benyttes i den viskøse dempningsanordning er det samme som det som benyttes for smøring av lagringene>kan det brukes en liten åpning 137 for å la det viskøse fluidum passere fra den viskøse dempningsanordning 121 til samlekam-ret 130 for smøremiddel. Smøremidlet fjernes fra kamret-130 gjennom utløpsledningen 131 for smøremiddel.
For at smøremiddel skal hindres fra å sive aksialt langs akselen 113 mot ekspansjons/kompressor-hjulene 140 og l4l, er labyrinttetninger 132 og 133 anordnet mellom lagringene og hjulene. Disse tetninger er utformet ved maskin-ut-forming av tett anbrakte kniv-lignende ribber i akselen 113, slik at det dannes en begrenset strømningsbane langs grense-flaten for det akselbærende hus. En tetningsgass sprøytes inn i labyrinttetningene på et punkt mellom deres ender gjennom passasjene 134 og 135- Denne gass sprøytes inn med tilstrekkelig trykk, slik at den lekker aksialt mot hver ende av akseltetningen. På denne måten vil gassen effektivt tette enhetens arbeidskamre mot lekkasje og også hindre blanding av arbeidsfluidum og smøremiddel.
Fordi tetningene tetningene er utført i ett med lagerhuset, når de elastiske støtter er anbrakt generelt symmetrisk til lagerhuset og dermed holler lagerhuset generelt i et konsentrisk forhold til støttehuset, blir konsentrisiteten ved tetningene fremmet. Dette er fordelaktig fordi en eksent-risk tetning, som kjent for fagfolk, vil forbruke opp til tre ganger så mye tetningsgass som en konsentrisk tetning.
Lagringshuset 116 omfatter lagringsblokkene 117 i aksial innbyrdes avstand og sammenkoblet ved hjelp av det ringformede avstandsorgan eller patronavstandsstykket 118. Lag ringsblokkene 117 er festet til organet 118 ved hjelp av skruer 136, anordnet i innbyrdes avstand i omkretsretning rundt blokkene 117. Lagringshuset 116 er ettergivende forbundet med den stasjonære støtte 111 ved hjelp av to elastiske metallstøtter eller fjærer 120 i innbyrdes avstand. Fjærene tillater lagringshuset å oscillere synkront med den roterende akselens vibrasjon.
Vibrasjoner av lagringshuset 116 som er forårsaket av forskjellige eksitasjonskilder, blir undertrykket av den vis-køse dempningsanordning 121, som omfatter en liten radial spalte mellom støttehusets 111 innerflate og det ringformede avstandsorganets eller patronavstandsstykkets 118 ytterflate. I dette utførelseseksempel ifølge fig. 1, er den viskøse dempningsanordning 121 fylt med samme fluidum som brukes for smøring av bære- og trykklagrene. Dette fluidum sprøytes inn i dempningsanordningen 121 fra smøregrenene 124 og 125 for smørenettet gjennom passende fødeledninger. Den viskøse dempningsanordning kan dog være fylt med et valgfritt, hensiktsmessig materiale og dette må ikke være det samme som benyttes for smøring av lagringene.
Der det er nødvendig, er ringformede tetningsorganer, f.eks. nitrilgummi-tetningsringer, stempelringer m.v. anordnet mellom støttehuset 111 og lagringshuset 116 for å isolere forskjellige fluidumpassasjer.
Skjønt det utførelseseksempel som er vist i figuren, benytter bærelagre som lagringsorganer for avstøtting av den roterende aksel, er foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til bærelagre eller fluidum-film-lagringer. Det kan benyttes andre lagringstyper for avstøtting av den roterbare aksel, som kulelagre, rullelagre og magnetiske lagre. Ettersom oppfinnelsen tilveiebringer en måte å øke dempningsgraden på uten behov for økning av lagringsstørrelsen, kan denne oppfinnelse være særlig nyttig for reduksjon av lagringsbelastninger og økning av lagringers levetid ved lagringer uten fluidum-film, som kulelagre. Dette skyldet det forhold at lagringer uten fluidumfilm har svært lav iboende dempning av vibrasjoner som er indusert utenfra.
En annen fordel ved lagringsenheten ifølge foreliggen de oppfinnelse er illustrert i figuren. Som fagfolk vil vite, krever roterende fluidum-håndterende anordninger, som turbi-ner, kompressorer og lign. svært små klaringer for gass- og væsketetninger langs akselen for minimalisering av gass- og smøremiddelforbruk og maksimalisering av maskineriets effekt. Ettersom lagringshuset 116 ikke er helt fiksert, men får vi-brere med akselen, kan labyrinttetningene mellom delene opprettholde konstruksjonsklaringene og konsentrisk oppretting lettere enn ellers. Følgelig vil fordelen ved redusert forskyvning mellom aksel og lagringshus også komme akseltetnin-gene til gode, slik at det fra første stund av kan presifise-res snevrere tetningsklaringer.
Ved bruk av lagringsenheten ifølge foreliggende oppfinnelse er det nå oppnådd en lagringsenhet, hvor akselav-støtting, fleksibel avstøtting og viskøs dempning kan tilveiebringes i det vesentlige uavhengig og hvor hver enkelt kan innstilles på sitt optimale nivå uten å påvirke noen av de to ørvige. Dette er særlig fordelaktig i maskineri som roterer med stor hastighet og hvor det kan være behov for en høy grad av viskøs dempning.
Skjønt lagringsenheten ifølge foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj under henvisning til ett foretrukket ut-førelseseksempel, skal det bemerkes at langt flere utførel-seseksempler ligger innenfor oppfinnelsens ramme slik denne er angitt i kravene.

Claims (9)

1. Lagringssystem, karakterisert ved at det omfatter (A) et stasjonært støttehus med en langsgående, gjennomgående åpning for anbringelse av en dreibar aksel i det vesentlige konsentrisk deri, (B) et i det vesentlige ikke-roterende lagringshus anordnet mellom akselen og støttehuset og omfattende minst ett par lagringsorganer, hvor hvert lagringsorgan har en lagringsflate for dreibar avstøtting av akselen, og et avstandsparti mellom lagringsorgan-paret, hvilket avstandsparti ikke avstøtter akselen, (C) en viskøs dempningsanordning som omfatter et generelt jevnt ringformet rom mellom støttehuset og lagringshuset langs i det minste et parti av deres aksiale lengde, hvilken aksiale lengde er større enn den aksiale lengde av lagringsflatene, hvor det ringformede rom er fylt med et viskøst materiale gjennom det aksiale lengdeparti, og (D) et flertall elastiske støtteorganer i innbyrdes avstand og i kontakt med lagringshuset og støttehuset.
2. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at lagringsorganene er bærelagre.
3. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at det viskøse materiale er et viskøst fluidum.
4. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at den viskøse dempningsanordning omfatter et generelt ringformet rom mellom avstandspartiet og støttehuset.
5. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at de elastiske støtter er metallfjærer.
6. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at de elastiske støtter er anordnet generelt symmetrisk til lagringshuset.
7. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at de elastiske støtter er anordnet i avstand fra de aksiale ender av den viskøse dempningsanordning.
8. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakte risert ved at de elastiske støtter er anordnet slik at en kraft som utøves mot de elastiske støtter ikke kommer på linje med en kraft som utøves mot lagringsorganene.
9. Lagringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at motstående flater av lagringshuset og akselen danner en akseltetning langs i det minste et parti av deres aksiale lengde.
NO832778A 1982-08-02 1983-08-01 Integralt baeresystem. NO832778L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/403,932 US4430011A (en) 1982-08-02 1982-08-02 Integral bearing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO832778L true NO832778L (no) 1984-02-03

Family

ID=23597475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO832778A NO832778L (no) 1982-08-02 1983-08-01 Integralt baeresystem.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4430011A (no)
EP (1) EP0100761B1 (no)
JP (1) JPS5943217A (no)
KR (1) KR880000811B1 (no)
AT (1) ATE49270T1 (no)
AU (1) AU548343B2 (no)
BR (1) BR8304026A (no)
CA (1) CA1205840A (no)
DE (1) DE3381052D1 (no)
DK (1) DK157253C (no)
ES (1) ES524646A0 (no)
FI (1) FI71981C (no)
GR (1) GR79352B (no)
MX (1) MX165566B (no)
NO (1) NO832778L (no)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4472107A (en) * 1982-08-03 1984-09-18 Union Carbide Corporation Rotary fluid handling machine having reduced fluid leakage
US4568203A (en) * 1983-12-15 1986-02-04 Excellon Industries Thrust bearing
SE8602121L (sv) * 1985-05-30 1986-12-01 Teledyne Ind Smorjsystem for en turbokompressor
US4880320A (en) * 1987-03-10 1989-11-14 British Aerospace Plc Fluid film journal bearings
US4867655A (en) * 1988-03-14 1989-09-19 United Technologies Corporation Variable stiffness oil film damper
US4900165A (en) * 1988-08-15 1990-02-13 Union Carbide Corporation Bearing support system
SE464370B (sv) * 1989-07-27 1991-04-15 Desart Ab Foer en radiellt lagrad axel avsett axiallagringssystem
US5228298A (en) * 1992-04-16 1993-07-20 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with helical dry screw expander
US5549449A (en) * 1993-07-02 1996-08-27 Wrr Industries, Inc. Turbomachinery incorporating heat transfer reduction features
US7109619B2 (en) * 2004-03-12 2006-09-19 Bell Helicopter Textron Inc. Damper support assembly for a supercritical drive shaft
DE102007022811B3 (de) * 2007-05-15 2008-12-11 Voith Patent Gmbh Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
JP5210893B2 (ja) * 2009-01-09 2013-06-12 三菱重工業株式会社 ダンパー構造及び回転機械
FR2964425B1 (fr) * 2010-09-03 2014-02-14 Snecma Turbopompe, en particulier pour l'alimentation de moteurs de fusee
US9234522B2 (en) * 2012-01-03 2016-01-12 United Technologies Corporation Hybrid bearing turbomachine
US20170082070A1 (en) * 2012-04-17 2017-03-23 Timothy J. Miller Turbopump with a single piece housing and a smooth enamel glass surface
US20160177960A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Dual thrust bearing for a turbocharger

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5084646U (no) * 1973-12-10 1975-07-19
DE2403768A1 (de) * 1974-01-26 1975-08-07 Josef Dr Ing Reisacher Lagerung schnellaufender rotoren, insbesondere von abgasturboladern
US4097094A (en) * 1976-08-24 1978-06-27 Waukesha Bearings Corporation Journal bearing assembly with flexible support and viscous damping

Also Published As

Publication number Publication date
DK351583D0 (da) 1983-08-01
DK157253B (da) 1989-11-27
GR79352B (no) 1984-10-22
MX165566B (es) 1992-11-23
FI832725A (fi) 1984-02-03
KR840005777A (ko) 1984-11-15
CA1205840A (en) 1986-06-10
JPS6314205B2 (no) 1988-03-30
DE3381052D1 (de) 1990-02-08
DK351583A (da) 1984-02-03
KR880000811B1 (ko) 1988-05-11
DK157253C (da) 1990-04-30
EP0100761B1 (en) 1990-01-03
JPS5943217A (ja) 1984-03-10
AU548343B2 (en) 1985-12-05
FI71981C (fi) 1987-03-09
EP0100761A2 (en) 1984-02-15
AU1753983A (en) 1984-02-09
FI71981B (fi) 1986-11-28
BR8304026A (pt) 1984-03-07
ATE49270T1 (de) 1990-01-15
US4430011A (en) 1984-02-07
ES8406674A1 (es) 1984-07-01
FI832725A0 (fi) 1983-07-28
EP0100761A3 (en) 1984-09-05
ES524646A0 (es) 1984-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO832778L (no) Integralt baeresystem.
US4440456A (en) Squeeze film bearing mount
US4867655A (en) Variable stiffness oil film damper
US8083413B2 (en) Compliant hybrid gas journal bearing using integral wire mesh dampers
US6623164B1 (en) Hydrodynamic journal bearing
US6135639A (en) Fixed arc squeeze film bearing damper
US7731476B2 (en) Method and device for reducing axial thrust and radial oscillations and rotary machines using same
Zeidan et al. Application Of High Speed And High Performance Fluid Film Bearings In Rotating Machinery.
US4527912A (en) Squeeze film damper
US8646979B2 (en) Hybrid hydro (air) static multi-recess journal bearing
EP2187072B1 (en) Compliant hybrid gas journal bearing using integral wire mesh dampers
US4927326A (en) Turbomachinery rotor support with damping
US4527910A (en) Dual clearance squeeze film damper
US5885004A (en) Hydrostatically supported foil bearing
Nicholas et al. Selection And Design Of Tilting Pad And Fixed Lobe Journal Bearings For Optimum Turbo Rotordyanmics
US3462204A (en) Shaft bearing
EP2679842A1 (en) Hydrodynamic journal bearing - especially for the use in steam turbine and other rotary equipment
Choy et al. Application of hydrostatic squeeze-film dampers
US10634152B2 (en) Multi-bearing design for shaft stabilization
Nicholas JOURNAL BEARINGS FOR OPTIMUM TURBOROTOR DYNAMICS
KR20020068588A (ko) 틸팅패드 저어널베어링의 스프레깅 방지 패드
JPH03249421A (ja) 回転機械の防振支持構造
Fleming et al. Design of a Squeeze-Film Damper for a Multi-Mass Flexible Rotor
JPH03249422A (ja) 回転機械の防振支持構造
JPS6110111A (ja) 水中軸受装置