RU133227U1

RU133227U1 - SLIDING BEARING

Info

Publication number: RU133227U1
Application number: RU2013120232/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Валентинович Анисимов; Виктория Ефимовна Бахарева; Артем Игоревич Маланюк; Валерий Сергеевич Велижанин; Константин Владимирович Кулешов; Дмитрий Геннадьевич Перегудов; Сергей Александрович Юрченко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Интех" (ООО "Интех")
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2013-10-10

Abstract

1. Подшипник скольжения, содержащий корпус и вкладыш, выполненный составным из силовых слоистых сегментов, обработанных по внутреннему диаметру в один размер, образующему поверхность трения, отличающийся тем, что слоистые сегменты установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в радиальном направлении, разделены удерживающими перегородками, закрепленными на корпусе, и снабжены фиксирующими прокладками из эластичного материала, размещенными по торцевым сторонам слоистых сегментов, причем часть силовых сегментов имеет отверстия для подачи перекачиваемой жидкости на поверхность трения.2. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что между корпусом и боковыми поверхностями силовых слоистых сегментов дополнительно установлены регулировочные прокладки, выполненные из того же материала, что и фиксирующие прокладки.3. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что силовые слоистые сегменты выполнены из антифрикционного углепластика ФУТ, причем армирующая ткань в углепластике расположена перпендикулярно поверхности трения.4. Подшипник по п.1, отличающийся тем, что фиксирующие и регулировочные прокладки выполнены из паронита.1. The sliding bearing comprising a housing and a liner made of composite layered segments of the machined inside diameter of one size forming a friction surface, characterized in that the layered segments are mounted with the possibility of reciprocating movement in the radial direction, separated by retaining partitions, mounted on the housing, and provided with fixing pads made of elastic material placed on the end sides of the layered segments, and some of the power segments an orifice for supplying the pumped liquid to the surface treniya.2. The bearing according to claim 1, characterized in that between the housing and the side surfaces of the power laminated segments, shims are additionally installed made of the same material as the retaining shims. The bearing according to claim 1, characterized in that the power laminated segments are made of anti-friction carbon fiber FUT, and the reinforcing fabric in the carbon fiber is perpendicular to the friction surface. The bearing according to claim 1, characterized in that the locking and adjusting gaskets are made of paronite.

Description

Заявляемая полезная модель относится к подшипникам скольжения для центробежных насосов, работающим на перекачиваемой жидкости, и может найти применение при изготовлении, например, подшипников для насосов, поддерживающих пластовое давление (ПДЦ) или магистральных насосов нефтепроводов. Указанные центробежные насосы имеют высокую (до 100000 м³/ч) производительность.The inventive utility model relates to bearings for centrifugal pumps operating on the pumped liquid, and can be used in the manufacture of, for example, bearings for pumps that support reservoir pressure (MPC) or main pumps of oil pipelines. These centrifugal pumps have high (up to 100,000 m ³ / h) performance.

Высокопроизводительные центробежные насосы имеют ряд особенностей, которые следует учитывать при их проектировании и изготовлении, особенно тот факт, что скорость скольжения подшипника современного высокопроизводительного насоса составляет 20-40 м/с. Высокая скорость скольжения является причиной износа антифрикционных поверхностей подшипников, что приводит к остановке насоса для замены антифрикционного вкладыша.High-performance centrifugal pumps have a number of features that should be taken into account when designing and manufacturing them, especially the fact that the sliding speed of a bearing of a modern high-performance pump is 20-40 m / s. High sliding speed causes wear on the antifriction surfaces of the bearings, which stops the pump to replace the antifriction liner.

Известен подшипник скольжения, содержащий корпус и вкладыш, выполненный составным из силовых слоистых сегментов, обработанных по внутреннему диаметру в один размер, снабженный твердосмазочными сегментами, размещенными между силовыми слоистыми сегментами и обработанными по внутреннему диаметру в один размер с этими сегментами, при этом слои силовых слоистых сегментов расположены перпендикулярно оси подшипника. [RU 2112159, F16C 17/14, 1998]. Силовые слоистые сегменты выполнены из углепластика марки ФУТ (ТУ 5.966-11436), то есть из антифрикционной композиции, включающей угольную ткань и фенолформальдегидное связующее. Твердосмазочные сегменты выполнены из наполненного графитом фторопласта марки Ф40Г40. При испытаниях подшипник выдерживал удельную нагрузку до 1,6 МПа при скоростях 10-12 м/с.A sliding bearing is known, comprising a housing and an insert made of a composite of power laminate segments machined by the same diameter in the inner diameter, provided with solid lubricant segments placed between the power laminate segments and machined by the inner diameter of the same size as these segments, while the layers of the power laminate segments are perpendicular to the axis of the bearing. [RU 2112159, F16C 17/14, 1998]. Power layered segments are made of carbon fiber grade FUT (TU 5.966-11436), that is, of an antifriction composition comprising carbon fabric and a phenol-formaldehyde binder. The solid lubricant segments are made of F40G40 grade fluoropolymer filled with graphite. During testing, the bearing withstood a specific load of up to 1.6 MPa at speeds of 10-12 m / s.

Такая конструкция является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и выбрана за прототип.This design is the closest in the aggregate of essential features to the claimed utility model and is selected as a prototype.

Прототип успешно применяется в кораблестроении в качестве дейдвудных подшипников скольжения (подшипников судовых гребных валов). Однако условия эксплуатации дейдвудного подшипника (прототипа) и заявляемого подшипника центробежного насоса значительно различаются, и основное различие заключается в скорости скольжения, обычной при эксплуатации, а именно: скорость скольжения дейдвудного подшипника не превышает 10-12 м/с, а скорость скольжения современного высокопроизводительного насоса составляет 20-40 м/с. Известный подшипник может быть использован для высокопроизводительного центробежного насоса, но его эксплуатация будет сопровождаться повышенным износом антифрикционных вкладышей, а также повышенным коэффициентом трения. Кроме того, его конструкция не позволяет создать благоприятные условия для работы подшипника в режимах жидкостного (гидростатического или гидродинамического) трения.The prototype is successfully used in shipbuilding as stern sliding bearings (bearings of ship propeller shafts). However, the operating conditions of the stern bearing (prototype) and the inventive centrifugal pump bearing are significantly different, and the main difference is the sliding speed normal during operation, namely: the sliding speed of the stern bearing does not exceed 10-12 m / s, and the sliding speed of a modern high-performance pump makes 20-40 m / s. The known bearing can be used for a high-performance centrifugal pump, but its operation will be accompanied by increased wear of antifriction liners, as well as an increased coefficient of friction. In addition, its design does not allow creating favorable conditions for the operation of the bearing in the modes of liquid (hydrostatic or hydrodynamic) friction.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в снижении коэффициента трения и повышении износостойкости высокоскоростного подшипника скольжения путем обеспечения работы подшипника в режиме гидростатического трения.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to reduce the friction coefficient and increase the wear resistance of a high-speed sliding bearing by ensuring the operation of the bearing in hydrostatic friction mode.

Указанный технический результат достигается тем, что в подшипнике скольжения, содержащем корпус и вкладыш, выполненный составным из силовых слоистых сегментов, обработанных по внутреннему диаметру в один размер, образующему поверхность трения, силовые слоистые сегменты установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в радиальном направлении, разделены удерживающими перегородками, закрепленными на корпусе, и снабжены фиксирующими прокладками из эластичного материала, размещенными по торцевым сторонам силовых слоистых сегментов, причем часть силовых слоистых сегментов имеет отверстия для подачи перекачиваемой жидкости на поверхность трения.The specified technical result is achieved by the fact that in the sliding bearing containing the housing and the liner, made up of composite laminated segments, machined along the inner diameter in one dimension, forming a friction surface, the laminated segments are mounted with the possibility of reciprocating movement in the radial direction, separated retaining partitions fixed to the housing and provided with fixing gaskets made of elastic material located on the end faces of the power layers ies segments, wherein a part of power of layered segments has holes for supplying the pumped fluid on the friction surface.

Подшипник может иметь дополнительно регулировочные прокладки между корпусом и силовыми слоистыми сегментами, выполненные из того же материала, что и фиксирующие прокладки, размещенные на боковых поверхностях сегментов.The bearing may additionally have adjusting gaskets between the housing and the power layered segments made of the same material as the locking gaskets located on the side surfaces of the segments.

На фигуре чертежа представлен поперечный разрез заявляемого подшипника.The figure of the drawing shows a cross section of the inventive bearing.

В корпусе 1 размещены силовые слоистые сегменты 2, разделенные удерживающими перегородками 3. Перегородки 3 крепятся на корпусе 1 винтами 4, они являются элементами фиксации силовых слоистых сегментов. Силовые слоистые сегменты 2 и перегородки 3 выполнены из антифрикционного углепластика, например, фенольного углепластика марки ФУТ. Армирующая ткань в углепластике расположена перпендикулярно поверхности вала, что обеспечивает наименьшую интенсивность изнашивания. Фиксирующие прокладки 5 размещены по торцевым стенкам силовых слоистых сегментов 2. Они выполнены из эластичного материала, например, паронита (паронит листовой марки ПОН-Б, ПМБ ГОСТ 481-80). Подшипник может иметь дополнительно регулировочные прокладки 6, выполненные из того же материала, что и фиксирующие прокладки, размещенные между корпусом 1 и боковыми поверхностями силовых слоистых сегментов 2. В части слоистых сегментов 2 выполнены каналы 7 для подачи перекачиваемой жидкости в зазор подшипника. Подшипник может использоваться в качестве опоры вращения вала ротора многоступенчатого центробежного насоса, для чего его устанавливают со стороны муфты, соединяющей электродвигатель с насосом (передний подшипник), встраивая в гнездо всасывающей крышки 8 (см. фиг.).In the housing 1, the layered power segments 2 are placed, separated by retaining partitions 3. The partitions 3 are mounted on the housing 1 by screws 4, they are the fixation elements of the power layered segments. Power layered segments 2 and partitions 3 are made of anti-friction carbon fiber, for example, phenolic carbon fiber brand FUT. Reinforcing fabric in carbon fiber is perpendicular to the surface of the shaft, which ensures the lowest wear rate. Fixing gaskets 5 are placed on the end walls of the power layered segments 2. They are made of an elastic material, for example, paronite (paronite sheet grade PON-B, PMB GOST 481-80). The bearing may additionally have adjusting gaskets 6 made of the same material as the retaining gaskets located between the housing 1 and the side surfaces of the power laminated segments 2. In the part of the laminated segments 2, channels 7 are provided for supplying the pumped liquid to the bearing clearance. The bearing can be used as a support for the rotation of the rotor shaft of a multistage centrifugal pump, for which it is installed on the side of the coupling connecting the electric motor to the pump (front bearing), embedded in the socket of the suction cover 8 (see Fig.).

При работе подшипника по мере изнашивания слоистых сегментов 2 расчетный зазор в подшипнике можно поддерживать и регулировать за счет пригонки фиксирующих прокладок 5 и установки дополнительных регулировочных эластичных прокладок 6 между сегментами и стаканом подшипника, что увеличивает срок службы комплекта вкладышей (слоистых сегментов) подшипника.When the bearing is operating as the layered segments 2 wear out, the calculated clearance in the bearing can be maintained and adjusted by fitting the locking pads 5 and the installation of additional adjusting elastic gaskets 6 between the segments and the bearing cup, which increases the service life of the bearing shells (laminated segments).

Подача перекачиваемой жидкости непосредственно в зазор подшипника через каналы 7 позволила использовать в качестве смазывающего материала жидкость, перекачиваемую насосом. Жидкость подается под давлением 1.1÷2.0 МПа, что при соблюдении расчетного зазора между валом и подшипником обеспечивает работу подшипника в режиме гидростатического трения.The supply of the pumped liquid directly into the bearing clearance through the channels 7 made it possible to use the liquid pumped by the pump as a lubricant. The fluid is supplied under a pressure of 1.1 ÷ 2.0 MPa, which, subject to the design clearance between the shaft and the bearing, ensures the operation of the bearing in hydrostatic friction mode.

Заявляемый подшипник был изготовлен и установлен в модернизированном насосе ЦНС 180 (240)-1422, который находится в эксплуатации на месторождении Киенгоп кустовой насосной станции КНС-1 в составе агрегата №3. Наработка на 25.12.12 г. составила 2045 часов. При проведении технической диагностики виброскорость составила 1,0…3,3 мм/с при допуске 7,1 мм/с. Запас по мощности составил 2,8%, что позволяет экономить электроэнергию на одном насосе в течение месяца не менее 29 МВт·ч. Давление в трубе разгрузки, поддерживающее работу подшипника, составило 1,6…1,4 МПа при требуемом расчетном 1,1…2,0 МПа. Следов износа на поверхностях вкладышей и вала не наблюдалось.The inventive bearing was manufactured and installed in a modernized pump TsNS 180 (240) -1422, which is in operation at the Kiengop field cluster pump station KNS-1 as part of unit No. 3. Operating time on 12/25/12 was 2045 hours. During the technical diagnostics, the vibration velocity was 1.0 ... 3.3 mm / s with a tolerance of 7.1 mm / s. The power reserve was 2.8%, which allows saving energy at one pump for at least 29 MW · h for a month. The pressure in the discharge pipe, supporting the operation of the bearing, amounted to 1.6 ... 1.4 MPa with the required design 1.1 ... 2.0 MPa. No signs of wear were observed on the surfaces of the liners and the shaft.

Из вышеизложенного следует, что заявленный подшипник скольжения устойчиво работает в центробежном насосе, обеспечивая низкую виброскорость и стабильное гидростатическое давление. Это позволяет прогнозировать продолжительную эксплуатацию изделия. Обнаруженный запас мощности указывает на высокий коэффициент полезного действия агрегата.From the foregoing, it follows that the claimed plain bearing stably operates in a centrifugal pump, providing low vibration velocity and stable hydrostatic pressure. This allows you to predict the long-term operation of the product. The detected power reserve indicates a high efficiency of the unit.

Claims

1. The sliding bearing comprising a housing and a liner made of composite layered segments of the machined inside diameter of one size forming a friction surface, characterized in that the layered segments are mounted with the possibility of reciprocating movement in the radial direction, separated by retaining partitions, mounted on the housing, and provided with fixing pads made of elastic material placed on the end sides of the layered segments, and some of the power segments an orifice for supplying the pumped fluid on the friction surface.

2. The bearing according to claim 1, characterized in that between the housing and the side surfaces of the power layered segments, shims are additionally installed made of the same material as the retaining shims.

3. The bearing according to claim 1, characterized in that the power layered segments are made of anti-friction carbon fiber FUT, and the reinforcing fabric in the carbon fiber is perpendicular to the friction surface.

4. The bearing according to claim 1, characterized in that the locking and adjusting gaskets are made of paronite.