RU2210685C2

RU2210685C2 - Segment shell of steady bearing

Info

Publication number: RU2210685C2
Application number: RU2000101369A
Authority: RU
Inventors: И.В. Ионенков; М.В. Бородулин; М.С. Осепьян; А.Ф. Спиридонов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2003-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; turbines. SUBSTANCE: invention relates to steady sliding bearings, namely, to bearing with segment shell and it can be used as support of hinge-speed shafts, particularly, shafts of steam turbines. Proposed segment shell of steady bearing contains shell body accommodating at least one support and centering segments, at least one oil channel passing through shell body, channels to deliver oil to shaft in space between segments, and oil drain channels. Pocket is formed in lower half of shell body from side of support segment. Said pocket is connected with oil channel and is overlapped by partition made with channels to deliver oil to shaft. Channels to drain oil are laid at side diametrically opposite to channel in lower half of shell body. EFFECT: reduced consumption of oil. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к опорным подшипникам скольжения, а более точно - к подшипнику с сегментным вкладышем, используемому в качестве опоры высокооборотных валов, в частности для валов паровых турбин. The invention relates to thrust bearings, and more specifically to a bearing with a segmented insert used as a support for high-speed shafts, in particular for shafts of steam turbines.

Известен сегментный вкладыш опорного подшипника, содержащий опорные и центрируюшие самоустанавливаюшиеся сегменты, к рабочим поверхностям каждого из которых масло поступает из открытой полоски вокруг внутренней поверхности тела вкладыша так, что все сегменты работают в общей масляной ванне. Отвод масла осуществляется у торцов вкладыша [1]. Через такой подшипник проходит неупорядоченный относительно большой поток масла, которое подвержено значительному нагреву, возникающему из-за действия сил трения между слоями масла. Кроме того, при использовании аварийного бачка для подачи масла к подшипнику при наступлении аварийной ситуации и отключении маслонапорной системы смазки, аварийный бачок в описанном подшипнике должен обладать большим объемом для обеспечения смазки подшипника на время аварийного выбега ротора турбины. Known segmented bearing bearing liner containing supporting and centering self-aligning segments, to the working surfaces of each of which oil comes from an open strip around the inner surface of the liner body so that all segments work in a common oil bath. Oil is removed at the ends of the liner [1]. A disordered, relatively large flow of oil passes through such a bearing, which is subject to significant heating resulting from the action of friction between the layers of oil. In addition, when using an emergency tank to supply oil to the bearing during an emergency and turning off the oil-pressure lubrication system, the emergency tank in the described bearing must have a large volume to provide lubrication for the bearing during an emergency run-out of the turbine rotor.

Известен сегментный вкладыш подшипника, в котором по специальным каналам организована подача масла непосредственно к рабочей поверхности каждого сегмента [2]. В таком подшипнике нагрев масла значительно меньше, чем в указанном выше. Однако в связи с подводом масла к каждому опорному и центрирующему сегменту расход его относительно велик, а выполнение каналов для подачи масла, через сегменты с выходом на их рабочую поверхность значительно усложняет конструкцию вкладыша и его техническое обслуживание. Known segmented bearing shell, in which through special channels organized oil supply directly to the working surface of each segment [2]. In such a bearing, the heating of the oil is significantly less than in the above. However, in connection with the supply of oil to each supporting and centering segment, its consumption is relatively large, and the execution of channels for supplying oil through segments with access to their working surface significantly complicates the design of the liner and its maintenance.

Наиболее близким к настоящему изобретению является сегментный вкладыш опорного подшипника, содержащий установленные в теле вкладыша, по меньшей мере, один опорный и центрирующие сегменты, канал для подвода масла, проходящий через тело вкладыша, питающие каналы для подачи масла к валу в пространство между сегментами и каналы для слива масла [3]. Вкладыш такого подшипника конструктивно проще, чем предыдущий, однако, т.к. и в этом подшипнике подача масла осуществлена к каждому опорному и центрирующему сегменту со сливом его у торцов вкладыша, расход масла относительно велик, что особенно существенно влияет при обеспечении режима аварийного выбега ротора с питанием подшипника маслом от аварийного бачка. Closest to the present invention is a support bearing segmented liner comprising at least one supporting and centering segments mounted in the liner body, an oil supply passage extending through the liner body, supplying channels for supplying oil to the shaft in the space between the segments and channels for draining oil [3]. The liner of such a bearing is structurally simpler than the previous one, however, since and in this bearing, oil was supplied to each bearing and centering segment with its drain at the ends of the liner, the oil consumption is relatively large, which is especially significant when providing emergency rotor run-out mode with the bearing supplied with oil from the emergency tank.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого сегментного вкладыша опорного подшипника, который, позволяя обеспечить выполнение всех предъявляемых к нему требований, вместе с тем потреблял бы меньшее количество масла при его рациональном течении и тем самым уменьшал бы его расход и требуемый гарантийный запас масла в аварийном бачке. The basis of the present invention is the task of creating such a segmented liner of the thrust bearing, which, allowing to fulfill all the requirements imposed on it, would at the same time consume less oil in its rational flow and thereby reduce its consumption and the required guarantee oil reserve in emergency tank.

Эта задача решается в сегментном вкладыше, который содержит установленные в теле вкладыша, по меньшей мере, один опорный и центрирующие сегменты, проходящий через тело вкладыша, по меньшей мере, один канал для подвода масла, питающие каналы для подачи масла к залу в пространство между сегментами и каналы для слива масла, в нижней половине тела которого, в соответствии с сущностью изобретения, образован карман, соединенный с каналом для подвода масла и перекрытый перегородкой. При этом питающие каналы для подачи масла к валу выполнены в перегородке кармана, а каналы для слива масла выполнены со стороны, диаметрально противоположной карману в нижней половине тела вкладыша. This problem is solved in a segmented liner, which contains at least one support and centering segments installed in the liner body, passing through the liner body, at least one oil supply channel, supply channels for supplying oil to the room in the space between the segments and channels for draining oil, in the lower half of the body of which, in accordance with the essence of the invention, a pocket is formed connected to the channel for supplying oil and blocked by a partition. In this case, the supply channels for supplying oil to the shaft are made in the pocket wall, and the channels for draining the oil are made from the side diametrically opposite to the pocket in the lower half of the liner body.

При таком исполнении масло подается к опорным сегментам в нижней части вкладыша и, двигаясь вверх к каналам для слива масла, равномерно охватывает масляной пленкой шейку вала. Это позволяет уменьшить трение между слоями в масляной пленке и осуществлять быструю эвакуацию масла, что существенно снижает его нагрев и способствует хорошему охлаждению шейки вала. Вместе с тем организация движения масла согласно изобретению позволяет уменьшить его расход, что особенно существенно для аварийных ситуаций, когда питание маслом подшипника осуществляется от аварийного бачка. With this design, oil is supplied to the support segments in the lower part of the liner and, moving upward to the oil drain channels, uniformly covers the shaft journal with an oil film. This allows you to reduce the friction between the layers in the oil film and to quickly evacuate the oil, which significantly reduces its heating and contributes to good cooling of the shaft journal. However, the organization of the movement of oil according to the invention allows to reduce its consumption, which is especially important for emergencies when bearing oil is supplied from an emergency tank.

При выполнении тела вкладыша из двух половин перегородка, закрывающая карман, может быть установлена и закреплена своими концами в разъеме вкладыша, что обеспечивает ее легкий демонтаж. Питающие каналы в перегородках, подающие масла, могут быть выполнены в виде сопл или отверстий, a в них могут быть установлены ограничительные шайбы для регулировки расхода подаваемого масла. Описанный вкладыш конструктивно прост и обеспечивает легкость технического обслуживания. When the body of the liner is made of two halves, the partition covering the pocket can be installed and secured with its ends in the liner connector, which ensures its easy dismantling. The supply channels in the partitions, supplying oils, can be made in the form of nozzles or holes, and restrictive washers can be installed in them to adjust the flow rate of the supplied oil. The described liner is structurally simple and provides ease of maintenance.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подсобным описанием одного из примеров его выполнения, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг. 1 показывает вид сегментного вкладыша опорного подшипника в продольном разрезе по оси вкладыша;
фиг.2 - вкладыш в разрезе по А-А на фиг.1;
фиг.3.- часть вкладыша в зоне подвода масла, в разрезе по Б-Б на фиг.2.The essence of the present invention is illustrated by the following auxiliary description of one of the examples of its implementation, shown in the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a bearing bearing liner in the axis of the liner;
figure 2 - insert in section along aa in figure 1;
figure 3. - part of the liner in the zone of oil supply, in section along BB in figure 2.

Изображенный на чертежах вкладыш предназначен для опорного подшипника валопровода паровой турбины. The liner shown in the drawings is intended for a thrust bearing of a steam turbine shaft.

Вкладыш содержит две скрепленные друг с другом верхнюю 1 и нижнюю 2 половину, формирующие тело вкладыша, в котором установлены нижние опорные 3 и верхние 4 центрирующие сегменты-колодки с поверхностным слоем 5 из антифрикционного сплава, каждый сегмент установлен в теле вкладыша на сфере качания 6 и удерживается штифтами 7. The liner contains two upper 1 and lower 2 halves bonded to each other, forming the body of the liner, in which the lower supporting 3 and upper 4 centering segments-pads with a surface layer 5 of antifriction alloy are installed, each segment is installed in the body of the liner on the swing sphere 6 and held by pins 7.

В нижней половине 3 тела вкладыша выполнен карман, состоящий в приведенном примере из двух одинаковых полостей 3, которые образованы с двух сторон от центральной круговой базовой площадки 9 для сфер качания 6 сегментов-вкладышей. Обе полости 8 кармана перекрыты сверху полукольцевыми перегородками 10 с отверстиями 11, в которых установлены дроссельные шайбы 12, выполняющими функцию питающих каналов. In the lower half 3 of the body of the insert, a pocket is made, consisting in the above example of two identical cavities 3, which are formed on both sides of the central circular base platform 9 for the swing spheres 6 segments of the inserts. Both cavities 8 of the pocket are blocked from above by semicircular partitions 10 with openings 11 in which throttle washers 12 are installed, which serve as supply channels.

Подвод масла к полостям 8 кармана вкладыша осуществлен от впускного отверстия 13 через разводные каналы 14, выполненные в нижней половине 2 тела вкладыша. Слив масла из вкладыша в маслобак (на чертежах не показан) обеспечен через каналы в верхней половине 1 тела вкладыша. The oil is supplied to the cavities 8 of the liner pocket from the inlet 13 through the diverting channels 14 made in the lower half 2 of the liner body. Oil drain from the liner into the oil tank (not shown in the drawings) is provided through the channels in the upper half 1 of the liner body.

При работе турбины масло из системы сказки подводится через впускное отверстие 13 вкладыша и разводные каналы 14 в полости 8 кармана в нижней половине и тела вкладыша. Затем масло под давлением через отверстия 11 в перегородке 10 подается к опорным сегментам 3, подходя через пространство между ними к шейке вала турбины, и при его вращении распределяется по поверхностным слоям 5 из антифрикционного материала опорных сегментов 3. При вращении вала турбины масло в виде тонкой пленки смазывает также и поверхностные слои 5 центрирующих сегментов 4. При этом основной поток масла двигается вверх к каналам, через которые осуществляется слив масла. Такое движение смазочного масла имеет наиболее равномерную и рациональную организацию масляного потока, в котором не происходит перемешивание между слоями потока масла, что снижает его нагрев и способствует хорошему охлаждению шейки вала. При наступлении аварийной ситуации и остановке турбины масло во вкладыш поступает из аварийного бачка, при этом, благодаря упорядоченному течению масла во вкладыше с относительно низким расходом, резервный объем масла и его расход могут быть уменьшены при сохранении времени аварийного выбега ротора турбины с исключением сухого или полусухого трения шейки вала турбины в опорном подшипнике. During the operation of the turbine, oil from the fairy tale system is supplied through the inlet 13 of the liner and the draw channels 14 in the cavity 8 of the pocket in the lower half and the body of the liner. Then the oil under pressure through the holes 11 in the baffle 10 is supplied to the support segments 3, approaching through the space between them to the neck of the turbine shaft, and when it is rotated, it is distributed over the surface layers 5 of the antifriction material of the support segments 3. When the turbine shaft rotates, the oil is thin the film also lubricates the surface layers 5 of the centering segments 4. In this case, the main oil flow moves up to the channels through which the oil is drained. This movement of lubricating oil has the most uniform and rational organization of the oil flow, in which mixing between the layers of the oil flow does not occur, which reduces its heating and contributes to good cooling of the shaft journal. In the event of an emergency and the turbine stops, the oil enters the liner from the emergency tank, and due to the ordered oil flow in the liner with a relatively low flow rate, the reserve volume of oil and its flow rate can be reduced while maintaining the emergency run-out time of the turbine rotor with the exception of dry or semi-dry friction of the neck of the turbine shaft in the pillow block bearing.

Следует понимать, что приведенный пример предназначен для пояснения сущности изобретения, но не ограничивает варианты ее конкретной реализации. Так, в частности, опорные сегменты-колодки 3 могут быть выполнены с расположением сферы качания 6 у торцов, а карман для масла в нижней половине 3 тела вкладыша, при этом, в виде единой общей полости, вместо отверстий 11 с дроссельными шайбами 12 в качестве питающих каналов могут быть установлены сопла и направлены своими выпускными отверстиями не так, как это изображено на чертежах, а к передним кромкам опорных сегментов 3. Возможны и другие видоизменения, не выходящие за пределы формулы изобретения, определяющей объем патентных притязаний. It should be understood that the above example is intended to explain the essence of the invention, but does not limit the options for its specific implementation. So, in particular, the supporting segments-pads 3 can be made with the location of the swing sphere 6 at the ends, and the oil pocket in the lower half 3 of the body of the liner, while in the form of a single common cavity, instead of holes 11 with throttle washers 12 as nozzles can be installed in the supply channels and directed with their outlet openings not as shown in the drawings, but toward the leading edges of the support segments 3. Other modifications are possible without departing from the scope of the claims that determine the scope of patent claims.

Источники информации
1. А.Д. Трухний. Стационарные паровые турбины. М., 1990 г., с. 119, рис. 3.63.Sources of information
1. A.D. Trash. Stationary steam turbines. M., 1990, with. 119, fig. 3.63.

2. Там же, с. 119, рис. 3.62. 2. Ibid., P. 119, fig. 3.62.

3. Патент США 4497587, F 16 C l7/03, 1985 г. 3. US patent 4497587, F 16 C l7 / 03, 1985

Claims

1. A segmented bearing bearing liner comprising a liner body, at least one bearing and centering segments installed therein, passing through the liner body, at least one oil supply channel, supply channels for supplying oil to the shaft in the space between segments and channels for draining oil, characterized in that in the lower half of the body of the liner from the side of the supporting segment there is a pocket connected to the channel for supplying oil and covered by a partition made with supply channels for supplying oil to the shaft and the channels for draining the oil are held from the side diametrically opposite to the pocket in the lower half of the body of the liner.

2. The segmented liner according to claim 1, characterized in that the supply channels for supplying oil to the shaft in the pocket wall are made in the form of holes with throttle washers or nozzles.