RU2248474C2

RU2248474C2 - Journal-thrust bearing

Info

Publication number: RU2248474C2
Application number: RU2003100212/11A
Authority: RU
Inventors: нский А.С. Лис (RU); А.С. Лисянский; Ю.С. Сачков (RU); Ю.С. Сачков; А.С. Ласкин (RU); А.С. Ласкин; Н.П. Егоров (RU); Н.П. Егоров; ров М.И. Шкл (RU); М.И. Шкляров; С.И. Шпилева (RU); С.И. Шпилева
Priority date: 2003-01-04
Filing date: 2003-01-04
Publication date: 2005-03-20

Abstract

FIELD: turbine building.

SUBSTANCE: invention is designed for use in turbine shaft lines. Proposed journal-thrust bearing contains thrust blocks arranged at both sides of support surface of insert mating through spherical surface with bearing race. Insert is provided with radial ring projections between which thrust blocks with working surfaces pointed to each other are installed. Diameter of support surface of insert exceeds root diameter of blocks. Such design of bearing increases diameter of support surface with out increase of outer (peripheral) diameter of blocks and prevents getting of used oil from support surface to working surfaces of blocks.

EFFECT: increased carrying capacity and reliability of journal-thrust bearing.

1 dwg

Description

Изобретение относится к турбиностроению и предназначено для использования в подшипниках валопровода турбины.The invention relates to turbine engineering and is intended for use in turbine shaft bearings.

Известен подшипник, который воспринимает только осевое усилие валопровода и содержит два одинаковых ряда упорных колодок (сегментов), расположенных симметрично относительно вертикальной оси подшипника, при этом рабочие поверхности упорных колодок, контактирующие с гребнем вала, обращены друг к другу (1).A bearing is known, which perceives only the axial force of the shaft line and contains two identical rows of thrust blocks (segments) located symmetrically with respect to the vertical axis of the bearing, while the working surfaces of the thrust blocks in contact with the shaft ridge are facing each other (1).

Применение такой конструкции в многоцилиндровой турбине возможно при условии, что один из ее роторов части высокого давления (ЧВД) или части среднего давления (ЧСД) имеет три подшипника: два опорных и один упорный, который устанавливается в общем корпусе с опорным. В этом случае валопровод турбины заметно удлиняется, так как размещение отдельного упорного подшипника в корпусе требует увеличения общего осевого габарита и организации автономной системы подвода и слива масла. В маслоопорных схемах валопровода (один подшипник между отдельными цилиндрами турбины), когда упорный подшипник располагается перед опорным между ЧВД и ЧСД, увеличивается межопорное расстояние ротора высокого давления и его прогиб, что обуславливает повышение радиальных зазоров проточной части ВД и снижение ее экономичности.The use of such a design in a multi-cylinder turbine is possible provided that one of its rotors of the high-pressure part (CVP) or the medium-pressure part (ChSD) has three bearings: two bearings and one thrust, which is installed in a common housing with a support. In this case, the turbine shafting is significantly extended, since the placement of a separate thrust bearing in the housing requires an increase in the overall axial dimension and the organization of an autonomous oil supply and drain system. In oil-bearing shafting schemes (one bearing between the individual cylinders of the turbine), when the thrust bearing is located in front of the thrust between the HPP and the ChSD, the inter-bearing distance of the high-pressure rotor and its deflection increase, which leads to an increase in the radial clearances of the flow path of the HP and reduce its efficiency.

Известна конструкция комбинированного опорно-упорного подшипника, воспринимающая радиально-осевые нагрузки валопровода турбины, принятая за прототип, содержащая опорную поверхность и расположенные с двух сторон от нее два ряда упорных колодок, у которых рабочие поверхности, контактирующие с упорными гребнями ротора турбины, обращены в противоположные стороны (2). Конструкция подшипника с размещением упорных колодок по обе стороны опорной поверхности вкладыша целесообразна для паровых турбин с промежуточным перегревом пара, в которых осевое усилие может менять свое направление.A known design of a combined thrust bearing, perceiving the radial-axial loads of the turbine shaft, is adopted as a prototype, containing a bearing surface and two rows of thrust blocks located on both sides of it, in which the working surfaces in contact with the thrust ridges of the turbine rotor are opposite sides (2). The design of the bearing with the placement of thrust blocks on both sides of the bearing surface of the liner is suitable for steam turbines with intermediate steam overheating, in which the axial force can change its direction.

В рассматриваемой конструкции диаметр опорной поверхности вкладыша практически равен корневому диаметру упорных колодок. Такая особенность вкладыша ограничивает его несущую способность, т.к. увеличение диаметра опорной поверхности требует увеличения периферийного диаметра колодок и соответственно диаметра упорных гребней ротора, максимальная величина которых ограничена допустимыми потерями на трение упорных поверхностей ротора и колодок. Кроме того, в такой конструкции отработанное горячее масло с опорной поверхности сливается через упорные колодки, что приводит к повышению температуры масла и баббитового слоя колодок, в результате снижается надежность их работы.In this design, the diameter of the bearing surface of the liner is almost equal to the root diameter of the thrust blocks. This feature of the liner limits its bearing capacity, as an increase in the diameter of the supporting surface requires an increase in the peripheral diameter of the pads and, accordingly, the diameter of the thrust rotor ridges, the maximum value of which is limited by the permissible friction losses of the thrust surfaces of the rotor and pads. In addition, in this design, the spent hot oil from the supporting surface is drained through the thrust blocks, which leads to an increase in the temperature of the oil and the babbitt layer of the blocks, as a result, their reliability is reduced.

При возможной эрозии баббитовой заливки опорной поверхности вкладыша частицы баббита вместе с отработанным маслом попадают на рабочие поверхности упорных колодок, что также снижает надежность работы последних.In the event of erosion of the babbitt filling of the bearing surface of the liner, the babbitt particles together with the used oil fall on the working surfaces of the thrust blocks, which also reduces the reliability of the latter.

Отмеченные недостатки являются прямым следствием выполнения диаметра опорной поверхности вкладыша на уровне корневого диаметра упорных колодок при описанном выше расположении колодок и их рабочих поверхностей.The noted disadvantages are a direct consequence of the implementation of the diameter of the supporting surface of the liner at the level of the root diameter of the thrust blocks with the above arrangement of the blocks and their working surfaces.

Технический эффект изобретения - повышение несущей способности опорной поверхности вкладыша и надежности работы упорных колодок опорно-упорного подшипника.The technical effect of the invention is to increase the bearing capacity of the bearing surface of the liner and the reliability of the thrust blocks of the thrust bearing.

Технический эффект обеспечен в опорно-упорном подшипнике, содержащем упорные колодки, размещенные с двух сторон опорной поверхности вкладыша, сопряженного сферической поверхностью с обоймой, отличающемся тем, что вкладыш выполнен с двумя радиальными кольцевыми выступами, между которыми установлены упорные колодки с рабочими поверхностями, обращенными навстречу друг к другу, при этом диаметр опорной поверхности вкладыша выполнен больше корневого диаметра упорных колодок. Указанное выполнение подшипника обеспечивает повышение несущей способности за счет возможности увеличения диаметра его опорной поверхности без смещения при этом упорных колодок в радиальном направлении и предотвращает за счет действия центробежные сил попадание отработанного масла с опорной поверхности в зону расположения упорных колодок, что повышает надежность их работы.The technical effect is provided in a thrust bearing containing thrust blocks located on both sides of the bearing surface of the liner, mated with a spherical surface with a cage, characterized in that the liner is made with two radial annular protrusions, between which thrust blocks are mounted with working surfaces facing towards to each other, while the diameter of the supporting surface of the liner is made larger than the root diameter of the thrust blocks. The specified embodiment of the bearing provides an increase in the bearing capacity due to the possibility of increasing the diameter of its bearing surface without shifting the thrust blocks in the radial direction and prevents, due to the action of centrifugal forces, the waste oil from the bearing surface entering the zone of the thrust blocks, which increases the reliability of their operation.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен опорно-упорный подшипник в сборе с ротором турбины.The invention is illustrated by the drawing, which shows the thrust bearing assembly with the turbine rotor.

Опорно-упорный подшипник содержит вкладыш подшипника из 2-х половин 1 и 2 с опорной поверхностью 3, кольцевой масляной полостью 4 и каналами 5 для подачи масла к двум рядам упорных колодок: рабочих 6 и установочных 7. Колодки 6 и 7 закреплены на кольцах 8, которые фиксируются на кольцевых радиальных выступах 9 и 10 вкладыша, предназначенных для установки колодок 6, 7. Диаметр опорной поверхности 3 больше корневого диаметра колодок 6, 7. Опорная поверхность 3 размещена на уровне периферийной зоны колодок 6, 7. Вкладыш заключен в обойму, выполненную из двух половин 11, 12. Вкладыш сопряжен его сферической поверхностью 13 с обоймой. Обойма установлена в корпусе 14 подшипника. Вкладыш имеет на внутренней поверхности две камеры 15 и 16 и сквозные отверстия 17 и 18 для слива отработанного масла в корпус подшипника 14. Рабочие поверхности 19 колодок 6 и рабочие поверхности 20 колодок 7 обращены к опорной поверхности 3 навстречу друг другу.The thrust bearing contains a bearing shell of 2 halves 1 and 2 with a bearing surface 3, an annular oil cavity 4 and channels 5 for supplying oil to two rows of thrust blocks: workers 6 and mounting 7. Pads 6 and 7 are mounted on rings 8 which are fixed on the radial radial protrusions 9 and 10 of the liner designed to install pads 6, 7. The diameter of the supporting surface 3 is larger than the root diameter of the pads 6, 7. The supporting surface 3 is placed at the level of the peripheral zone of the pads 6, 7. The liner is enclosed in a clip, made of two halves 11, 12. The liner is mated with its spherical surface 13 with a clip. The cage is installed in the bearing housing 14. The liner has on the inner surface two chambers 15 and 16 and through holes 17 and 18 for draining the used oil into the bearing housing 14. The working surfaces 19 of the pads 6 and the working surfaces 20 of the pads 7 are facing towards the supporting surface 3.

Осевое усилие от ротора 21, которое на работающей турбине направлено в сторону генератора, как показано на чертеже, воспринимается рабочими упорными колодками 6. От этих колодок через радиальный выступ 9 вкладыша осевое усилие действует на упорную часть его сферической поверхности 13, выполненную с большим углом α, чем угол α оставшейся части сферической поверхности 13. Далее осевое усилие через обойму передается на корпус подшипника 14. Для работы опорно-упорного подшипника подается масло в кольцевую полость 4, из которой оно по соответствующим каналам (на чертеже не показаны) поступает на опорную поверхность 3 и по каналам 5 на рабочие поверхности рабочих 6 и установочных 7 колодок. Отработанное масло с опорной поверхности 3 вкладыша сливается в камеры 15 и 16, смешивается с отработанным маслом от колодок 7, 6 и через отверстия 17 и 18 отводится в корпус подшипника 14. При этом в предложенном подшипнике предотвращено попадание отработанного масла с опорной поверхности 3 на рабочие поверхности 19 и 20 упорных колодок 6 и 7. В результате повышается надежность работы упорных колодок и соответственно надежность работы турбины. В заявленном подшипнике диаметр опорной поверхности вкладыша значительно больше корневого диаметра колодок при сохранении величины их периферийного диаметра. В результате такой подшипник в сравнении с известными аналогичными конструкциями имеет большую несущую способность опорной поверхности вкладыша, например в 1,5 раза больше по сравнению с существующим подшипником с вкладышем диаметром 450 мм, при сохранении радиальных размеров упорных колодок.The axial force from the rotor 21, which is directed towards the generator on the working turbine, as shown in the drawing, is perceived by the working thrust blocks 6. From these blocks through the radial protrusion 9 of the liner, the axial force acts on the thrust part of its spherical surface 13, made with a large angle α than the angle α of the remaining part of the spherical surface 13. Next, the axial force is transmitted through the cage to the bearing housing 14. For operation of the thrust bearing, oil is supplied into the annular cavity 4, from which it is respectively to them channels (not shown in the drawing) enters the supporting surface 3 and through channels 5 to the working surfaces of the workers 6 and installation 7 pads. The used oil from the bearing surface 3 of the liner is poured into the chambers 15 and 16, mixed with the used oil from the blocks 7, 6 and through holes 17 and 18 is discharged into the bearing housing 14. In this case, the used oil is prevented from getting the used oil from the bearing surface 3 onto the working surfaces 19 and 20 of the thrust blocks 6 and 7. As a result, the reliability of the thrust blocks and, accordingly, the reliability of the turbine are increased. In the claimed bearing, the diameter of the bearing surface of the liner is significantly larger than the root diameter of the pads while maintaining their peripheral diameter. As a result, such a bearing, in comparison with known similar designs, has a greater bearing capacity of the bearing surface of the liner, for example, 1.5 times more than the existing bearing with a liner with a diameter of 450 mm, while maintaining the radial dimensions of the thrust blocks.

Источники информацииSources of information

1. Трухний А.Д., Стационарные паровые турбины. М., Энергоатомиздат, 1990, с.128, рис. 3, 71.1. Trukhniy AD, Stationary steam turbines. M., Energoatomizdat, 1990, p.128, fig. 3, 71.

2. Там же, с.127, рис. 3, 70.2. In the same place, p.127, fig. 3, 70.

Claims

A thrust bearing containing thrust blocks located on both sides of the bearing surface of the liner mating with a spherical surface with a bearing race, characterized in that the liner is made with two radial ring protrusions, between which thrust blocks are mounted with working surfaces facing towards each other while the diameter of the supporting surface of the liner is made larger than the root diameter of the pads.