RU2573150C1 - Support assembly - Google Patents

Support assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2573150C1
RU2573150C1 RU2014138959/11A RU2014138959A RU2573150C1 RU 2573150 C1 RU2573150 C1 RU 2573150C1 RU 2014138959/11 A RU2014138959/11 A RU 2014138959/11A RU 2014138959 A RU2014138959 A RU 2014138959A RU 2573150 C1 RU2573150 C1 RU 2573150C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
thrust bearing
support
heel
bearing
Prior art date
Application number
RU2014138959/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Михайлов
Original Assignee
Александр Николаевич Михайлов
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 Александр Николаевич Михайлов filed Critical Александр Николаевич Михайлов
Priority to RU2014138959/11A priority Critical patent/RU2573150C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2573150C1 publication Critical patent/RU2573150C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: support assembly has base with integral radial bearing, casing, head with integral radial bearing, connected in series, shaft, support sections located along the shaft axis, each of them has bearing plate installed on shaft with possibility of rotation together with the shaft and to accept axial force from the shaft side, and without rotation relatively to it, the footstep made with possibility to accept the axial force from footstep side, and secured in the casing. The support surface of the bearing plate and support surface of the centre plate contain hard facing, in particular, out of tungsten carbide with binding out of cobalt or tungsten carbide with binding out of nickel, at that the support surface of the bearing plate by the hard facing is in contact with the hard facing of the support surface of the centre plate created by the segments and creating friction pair. The support surface of the bearing plate and the support surface of the centre plate contain hard facing with thickness 0.1mm - 1.0mm and over each. The bearing plate of the support section at side opposite to the support surface with hard facing has the elastic element installed on the shaft. The centre plate is made in form of casing with support surface in contact with the bearing plate creating the friction pair, and interfaced with it base, wherein the surface of the centre plate casing opposite to the support surface is made spherical or torus-like, and interfaced with it base surface of the centre plate is made cone or spherical.EFFECT: increased lifting capacity support assembly, increased operation reliability, increased overhaul period and operation durability by means of creation of the support assembly structure operable at increased axial loads, rotation speeds of the shaft and work ambient temperature.10 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в установках погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти.The invention relates to mechanical engineering and can be used, for example, in installations of submersible electric centrifugal pumps for oil production.

Известен упорный подшипник, содержащий пяту, установленную на валу с возможностью вращения совместно с валом и восприятия осевой силы со стороны вала и без возможности вращения относительно него, подпятник, содержащий самоустанавливающиеся сегменты и выполненный с возможностью восприятия осевой силы со стороны пяты (см. Патент РФ №2305212, МПК 51 F16C 17/04, опубл. 27.08.2007 г. ). В такой конструкции опорные поверхности самоустанавливающихся сегментов, контактирующие с опорной поверхностью пяты, образуя пару трения, содержат антифрикционное покрытие. В качестве антифрикционного покрытия используются пластмассовые покрытия, например, типа полиэфирэфиркэтон (PEEK), политетрафторэтилен (PTFE), композиционные материалы или другие пластмассовые материалы. Данное техническое решение широко используется в современном машиностроении, т.к. в процессе вращения пяты совместно с валом самоустанавливающиеся сегменты подпятника в зависимости от частоты вращения вала занимают оптимальные положения для передачи осевой нагрузки, создавая гидродинамическую (аэродинамическую) подъемную силу на пяту. Тем самым снижается износ трущихся поверхностей.Known thrust bearing containing a heel mounted on the shaft with the possibility of rotation together with the shaft and the perception of axial force from the shaft side and without the possibility of rotation relative to it, a thrust bearing containing self-aligning segments and made with the possibility of perception of axial force from the side of the heel (see RF Patent No. 2305212, IPC 51 F16C 17/04, published on August 27, 2007). In this design, the supporting surfaces of the self-aligning segments in contact with the supporting surface of the heel, forming a friction pair, contain an antifriction coating. As an antifriction coating, plastic coatings are used, for example, such as polyetherethercatone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), composite materials or other plastic materials. This technical solution is widely used in modern engineering, as during the rotation of the heel, together with the shaft, the self-aligning thrust bearing segments, depending on the shaft rotation frequency, occupy optimal positions for transmitting axial load, creating a hydrodynamic (aerodynamic) lifting force on the heel. This reduces the wear of rubbing surfaces.

Однако при повышении температуры в зоне трения, соответственно и пластмассовых покрытий самоустанавливающихся сегментов, падает несущая способность упорного подшипника, так как пластмассы теряют несущую способность с повышением температуры. С повышением частоты вращения вала, с повышением нагрузки на вал, соответственно на упорный подшипник, увеличивается выделение тепла и повышение температуры в зоне трения пяты с подпятником. При этом снижается надежность, долговечность, несущая способность упорного подшипника. В то же время ограничение во многих случаях площади трущихся поверхностей в связи с ограничением наружного диаметра упорного подшипника, например, в установках погружных электроцентробежных насосов для добычи пластовой жидкости, ограничивает грузоподъемность упорного подшипника, не позволяя достигнуть необходимых значений. Это ограничивает применение их при высоких температурах и осевых нагрузках.However, with increasing temperature in the friction zone, respectively, of the plastic coatings of the self-aligning segments, the bearing capacity of the thrust bearing decreases, since the plastics lose their bearing capacity with increasing temperature. With increasing shaft speed, with increasing load on the shaft, respectively, on the thrust bearing, heat generation and temperature increase in the friction zone of the heel with the thrust bearing increase. This reduces the reliability, durability, bearing capacity of the thrust bearing. At the same time, the limitation in many cases of the area of rubbing surfaces due to the limitation of the outer diameter of the thrust bearing, for example, in the installation of submersible electric centrifugal pumps for producing reservoir fluid, limits the load capacity of the thrust bearing, preventing it from reaching the required values. This limits their use at high temperatures and axial loads.

Сегодня возникает значительная потребность в упорных подшипниках (опорных узлах), работоспособных при высоких температурах окружающей среды, при высоких оборотах вала и высоких осевых нагрузках от вала на упорные подшипники в условиях ограничения наружных диаметров упорных подшипников. Особенно высока потребность в таких упорных подшипниках (опорных узлах) в нефтедобывающей, газодобывающей отраслях, в атомной энергетике.Today, there is a significant need for thrust bearings (bearing units), operable at high ambient temperatures, at high shaft speeds and high axial loads from the shaft on thrust bearings under conditions of limited outer diameters of thrust bearings. The demand for such thrust bearings (bearing units) in the oil, gas, and nuclear industries is especially high.

Известен опорный узел, содержащий корпус, вал, расположенные вдоль оси вала, по крайней мере, две опорные секции, каждая из которых содержит упругий элемент, закрепленный на валу упор и закрепленную в корпусе опору, в кольцевой проточке, выполненной на внутренней торцевой поверхности упора, закреплено антифрикционное кольцо, контактирующее с антифрикционным кольцом, установленным в держателе, который закреплен на основании опоры (см. Патент РФ №2235226, МПК 7 F16C 17/26, опубл. 10.04.2004 г.).Known support node comprising a housing, a shaft located along the axis of the shaft, at least two supporting sections, each of which contains an elastic element mounted on the shaft stop and fixed in the housing support, in an annular groove made on the inner end surface of the stop, the antifriction ring is fixed in contact with the antifriction ring installed in the holder, which is fixed on the base of the support (see RF Patent No. 2235226, IPC 7 F16C 17/26, published on 04/10/2004).

В такой конструкции допускаемая удельная нагрузка на антифрикционные вставки, изготовленные из керамики или из твердосплавных материалов, имеющих повышенную твердость и теплостойкость по сравнению с металлическими, пластмассовыми и композиционными материалами, позволяет использовать эти вставки в конструкциях опорного узла (упорного подшипника) повышенной грузоподъемности.In such a design, the permissible specific load on antifriction inserts made of ceramic or carbide materials having increased hardness and heat resistance compared to metal, plastic and composite materials allows these inserts to be used in the designs of the support unit (thrust bearing) of increased carrying capacity.

Недостатком данной конструкции является то, что антифрикционные кольца изготовлены из хрупких материалов - керамики или твердого сплава. В настоящее время наиболее часто для таких условий работы применяются вставки и кольца из керамики или из твердых сплавов карбида вольфрама со связкой из кобальта типа ВК8 или карбида вольфрама со связкой из никеля типа СН8. Эти материалы являются дорогостоящими, что приводит удорожанию упорного подшипника. В то же время детали из этих материалов хрупкие, это предъявляет повышенные требования бережного отношения к ним при сборке узла, транспортировке, эксплуатации, ремонтных работах. Особые требования предъявляются к конструкции изделий из этих материалов при повышенных нагрузках на них. Детали из этих материалов не должны иметь концентраторов напряжений, резких переходов с одной толщины на другую, должны иметь равномерную нагрузку по всей поверхности трения. Каналы для охлаждения внутри и на опорных поверхностях пяты и подпятника из этих материалов создают концентраторы напряжения. Отсутствие охлаждения приводит к перегреву и разрушению опор, перегреву масла, например, погружного электродвигателя и ухудшению электроизоляционных свойств масла, к отказу электродвигателя. Изделия из этих материалов разрушаются при вибрационных нагрузках. Недостаточная надежность крепления антифрикционных вставок и колец снижает грузоподъемность опорного узла. Все это приводит к снижению надежности опорного узла, в конечном счете всей установки, в которую он установлен, приводить к необходимости частого ремонта опорного узла для замены антифрикционных вставок и колец узла, к снижению межремонтного периода опорного узла, установки в целом, может привести к разрушению установки, в которую он установлен.The disadvantage of this design is that the antifriction rings are made of brittle materials - ceramics or hard alloy. Currently, inserts and rings made of ceramics or hard alloys of tungsten carbide with a binder of cobalt type VK8 or tungsten carbide with a binder of nickel type CH8 are most often used for such working conditions. These materials are expensive, which increases the cost of the thrust bearing. At the same time, the parts made of these materials are fragile, which makes it more demanding to take care of them during assembly, transportation, operation, and repair work. Particular requirements are imposed on the design of products made of these materials with increased loads on them. Parts from these materials should not have stress concentrators, abrupt transitions from one thickness to another, and should have a uniform load over the entire friction surface. Channels for cooling inside and on the supporting surfaces of the heel and the heel of these materials create stress concentrators. The lack of cooling leads to overheating and destruction of the supports, overheating of the oil, for example, a submersible electric motor and deterioration of the electrical insulation properties of the oil, to a failure of the electric motor. Products made of these materials are destroyed by vibration loads. Insufficient reliability of fastening anti-friction inserts and rings reduces the load capacity of the support node. All this leads to a decrease in the reliability of the support unit, ultimately the entire installation in which it is installed, leading to the need for frequent repair of the support unit to replace anti-friction inserts and rings of the unit, to a decrease in the overhaul period of the support unit, the installation as a whole, can lead to destruction installation in which it is installed.

Технической задачей изобретения является увеличение грузоподъемности опорного узла, повышение надежности его работы, увеличение межремонтного периода и долговечности его работы путем создания конструкции опорного узла работоспособной при повышенных осевых нагрузках, частотах вращения вала и температуре окружающей рабочей среды.An object of the invention is to increase the load-bearing capacity of the support unit, increase the reliability of its operation, increase the overhaul period and the durability of its work by creating the design of the support unit operable under increased axial loads, shaft rotation frequencies and ambient temperature.

Данная техническая задача решается тем, что опорный узел, содержащий основание со встроенным радиальным подшипником, корпус, головку со встроенным радиальным подшипником, последовательно соединенные между собой, вал, расположенные вдоль оси вала опорные секции, каждая из которых содержит пяту, установленную на валу насоса с возможностью вращения совместно с валом и восприятия осевой силы со стороны вала и без возможности вращения относительно него, подпятник, выполненный с возможностью восприятия осевой силы со стороны пяты и закрепленный в корпусе. Опорная поверхность пяты и опорная поверхность подпятника содержат твердосплавное покрытие, в частности, из карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля, при этом опорная поверхность пяты твердосплавным покрытием контактирует с твердосплавным покрытием опорной поверхности подпятника, образуя пару трения.This technical problem is solved in that the support assembly comprising a base with an integrated radial bearing, a housing, a head with an integrated radial bearing, connected in series with each other, a shaft, supporting sections located along the axis of the shaft, each of which contains a heel mounted on the pump shaft with the possibility of rotation together with the shaft and the perception of axial force from the shaft side and without the possibility of rotation relative to it, a thrust bearing made with the possibility of perception of axial force from the heel side and fixed ny in the case. The supporting surface of the heel and the supporting surface of the thrust bearing contain a carbide coating, in particular, of tungsten carbide with a binder of cobalt or tungsten carbide with a binder of nickel, while the supporting surface of the heel with a carbide coating contacts the carbide coating of the bearing surface of the thrust bearing, forming a friction pair.

Кроме того, опорная поверхность пяты и опорная поверхность подпятника содержат твердосплавное покрытие толщиной 0.1 мм - 1.0 мм и более каждая.In addition, the supporting surface of the heel and the supporting surface of the thrust bearing contain a carbide coating with a thickness of 0.1 mm - 1.0 mm or more each.

Кроме того, пята опорной секции со стороны, противоположной опорной поверхности с твердосплавным покрытием, содержит закрепленный на валу упругий элемент.In addition, the fifth of the support section from the side opposite to the carbide-coated support surface comprises an elastic element fixed to the shaft.

Кроме того, подпятник выполнен в виде корпуса с опорной поверхностью, контактирующей с пятой образованием пары трения, и сопрягаемого с ним основания, при этом поверхность корпуса подпятника, противоположная опорной поверхности, выполнена сферической или торовой, а сопрягаемая с ней поверхность основания подпятника выполнена конической или сферической.In addition, the thrust bearing is made in the form of a housing with a supporting surface in contact with the fifth formation of a friction pair and a base mating with it, while the surface of the thrust bearing body opposite to the supporting surface is spherical or torus, and the mating surface of the thrust bearing base is made conical or spherical.

Кроме того, подпятник на контактируемой с пятой поверхности имеет радиальные каналы.In addition, the thrust bearing on the fifth-contacting surface has radial channels.

Кроме того, опорная поверхность подпятника может содержать гидродинамические уклоны.In addition, the bearing surface of the thrust bearing may contain hydrodynamic slopes.

Кроме того, опорная поверхность подпятника может быть выполнена на упругих площадках-секторах.In addition, the supporting surface of the thrust bearing can be performed on elastic platforms-sectors.

Кроме того, опорная поверхность подпятника, выполненная на упругих площадках-секторах, может содержать гидродинамические уклоны.In addition, the supporting surface of the thrust bearing, made on elastic platforms, sectors, may contain hydrodynamic slopes.

Кроме того, опорный узел содержит упор-ограничитель, содержащий опорную секцию, расположенную на валу симметрично остальным опорным секциям, имеющую пяту и подпятник, при этом подпятник закреплен в корпусе, пята, закрепленная на валу без возможности вращения относительно него, установлена с возможностью передачи усилия от вала на подпятник, опорная поверхность пяты и опорная поверхность подпятника содержат твердосплавное покрытие, в частности, из карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля, при этом опорная поверхность пяты твердосплавным покрытием может контактировать с твердосплавным покрытием опорной поверхности подпятника, образуя пару трения.In addition, the support node contains a stop-stop containing a support section located symmetrically on the shaft of the remaining support sections, having a heel and a thrust bearing, the thrust bearing being fixed in the housing, a heel mounted on the shaft without rotation relative to it, is mounted with the possibility of transmitting force from the shaft to the thrust bearing, the supporting surface of the heel and the bearing surface of the thrust bearing contain a carbide coating, in particular, of tungsten carbide with a binder of cobalt or tungsten carbide with a binder of nickel, at Ohm, the supporting surface of the heel with a carbide coating can contact the carbide coating of the bearing surface of the thrust bearing, forming a friction pair.

Кроме того, между основанием и головкой опорного узла перед опорными секциями установлены один или более теплообменников, содержащих корпус, закрепленный в корпусе опорного узла, и циркуляционный насос в виде шнека, закрепленный на валу.In addition, between the base and the head of the support unit, in front of the support sections, one or more heat exchangers are installed comprising a housing fixed in the housing of the support assembly and a circulation pump in the form of a screw mounted on the shaft.

На фиг. 1 представлен продольный разрез заявляемого опорного узла.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the claimed support node.

На фиг. 2 представлен выносной элемент I фиг. 1, на котором в увеличенном масштабе показана опорная секция опорного узла.In FIG. 2 shows the extension element I of FIG. 1, in which an enlarged scale shows a support section of a support assembly.

На фиг. 3 представлен разрез А-А фиг. 2, на котором показаны гидродинамические уклоны опорной поверхности подпятника.In FIG. 3 shows a section aa of FIG. 2, which shows the hydrodynamic slopes of the bearing surface of the thrust bearing.

На фиг. 4 представлен выносной элемент I фиг. 1, на котором показана опорная секция где опорная поверхность подпятника выполнена на упругих площадках-секторах.In FIG. 4 shows the extension element I of FIG. 1, which shows the support section where the bearing surface of the thrust bearing is made on elastic platforms-sectors.

На фиг. 5 представлен разрез Б-Б I фиг. 1, на котором опорная поверхность упругих площадок-секторов подпятника содержат гидродинамические уклоны.In FIG. 5 shows a section bB I of FIG. 1, on which the supporting surface of the elastic platforms, sectors of the thrust bearing contain hydrodynamic slopes.

На фиг. 6 представлен продольный разрез заявляемого опорного узла, на котором между основанием и головкой перед опорными секциями установлены один или более теплообменников.In FIG. 6 is a longitudinal section through the inventive support assembly, on which one or more heat exchangers are mounted between the base and the head in front of the support sections.

Опорный узел содержит основание 1 со встроенным радиальным подшипником 2, корпус 3, головку 4 со встроенным радиальным подшипником 5, последовательно соединенные между собой, вал 6, расположенные вдоль оси вала опорные секции 7, каждая из которых содержит пяту 8, установленную на валу 6 насоса с возможностью вращения совместно с валом 6 и восприятия осевой силы со стороны вала 6 и без возможности вращения относительно него, подпятник 9, выполненный с возможностью восприятия осевой силы со стороны пяты 8 и закрепленный в корпусе 3. Опорная поверхность 10 пяты 8 и опорная поверхность 11 подпятника 9 содержат твердосплавные покрытия 12 и 13 соответственно, в частности, из карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля, при этом опорная поверхность 10 пяты 8 твердосплавным покрытием 12 контактирует с твердосплавным покрытием 13 опорной поверхности 11 подпятника 9, образуя пару трения. Поверхности пар трения могут формироваться и из покрытий других твердых сплавов.The support unit contains a base 1 with an integrated radial bearing 2, a housing 3, a head 4 with an integrated radial bearing 5, connected in series with each other, a shaft 6, support sections 7 located along the axis of the shaft, each of which contains a heel 8 mounted on the pump shaft 6 with the possibility of rotation together with the shaft 6 and the perception of axial force from the side of the shaft 6 and without the possibility of rotation relative to it, the thrust bearing 9, made with the possibility of perception of axial force from the side of the heel 8 and fixed in the housing 3. Support surface Heel 10 of heel 8 and bearing surface 11 of thrust bearing 9 comprise carbide coatings 12 and 13, respectively, in particular of tungsten carbide with a binder of cobalt or tungsten carbide with a binder of nickel, while the bearing surface 10 of heel 8 with carbide coating 12 is in contact with the carbide coating 13 of the bearing surface 11 of the thrust bearing 9, forming a friction pair. The surfaces of friction pairs can also be formed from coatings of other hard alloys.

Основание 1, корпус 3 и головка 4 последовательно соединены между собой, например, посредством резьбы 14.The base 1, the housing 3 and the head 4 are connected in series with each other, for example, by means of a thread 14.

Пята 8 установлена на валу 6 с возможностью вращения совместно с валом 6 и восприятия осевой силы со стороны вала 6 и без возможности вращения относительно него. Пята 8 может быть установлена на валу 6 с помощью шпонки 15 или шпонок. Для восприятия пятой 8 осевой силы (нагрузки) со стороны вала 6 на валу может быть установлено упорное кольцо 16 с упором 17. Для обеспечения одновременного контакта всех опорных поверхностей 10 пят 8 и с опорными поверхностями 11 подпятников 9 при работе и компенсации зазоров, возникающих при изготовлении вследствие технологических допусков, пята 8 опорной секции 7 со стороны противоположной опорной поверхности 10 с твердосплавным покрытием 12 содержит закрепленный на валу 6 упругий элемент 18. В качестве упругого элемента могут применяться, например, тарельчатые пружины.The heel 8 is mounted on the shaft 6 with the possibility of rotation together with the shaft 6 and the perception of axial force from the side of the shaft 6 and without the possibility of rotation relative to it. The heel 8 can be mounted on the shaft 6 using the keys 15 or keys. For the perception of the fifth axial force (load) from the shaft 6, a thrust ring 16 with a stop 17 can be installed on the shaft 17. To ensure simultaneous contact of all the bearing surfaces 10 of the heel 8 and with the bearing surfaces 11 of the thrust bearings 9 during operation and compensation of the gaps that occur during manufacturing due to technological tolerances, the heel 8 of the support section 7 from the side of the opposing supporting surface 10 with carbide coating 12 contains an elastic element 18 fixed to the shaft 6. measures, disc springs.

Подпятник 9 выполнен с возможностью восприятия осевой силы со стороны пяты 8 и закреплен в корпусе 3 с помощью втулок распорных 19. В распорных втулках 19 для удобства сборки опорного узла могут быть выполнены отверстия 20. Для компенсации зазоров могут быть применены шайбы 21. Шайбы 21 могут служить для обеспечения необходимого вылета или заглубления торцов вала 6 от посадочных поверхностей 22 и 23 основания 1 и головки 4.The thrust bearing 9 is made with the possibility of receiving axial force from the heel side 8 and is fixed in the housing 3 with the help of spacer sleeves 19. In the spacer sleeves 19, holes 20 can be made for ease of assembly of the support assembly 20. Washers 21 can be used to compensate for the gaps 21 serve to ensure the necessary departure or deepening of the ends of the shaft 6 from the seating surfaces 22 and 23 of the base 1 and head 4.

Кроме того, подпятник 9 выполнен в виде корпуса 24 с опорной поверхностью 11, контактирующей с пятой 8 образованием пары трения, и сопрягаемого с ним основания 25. Поверхность 26 корпуса 24 подпятника 9, противоположная опорной поверхности 11, выполнена сферической или торовой, а сопрягаемая с ней поверхность 27 основания 25 подпятника 9 выполнена конической или сферической. Выполнение поверхности 26 корпуса 24 сферической или торовой, а поверхности 27 основания 25 подпятника конической или сферической зависит от технологических возможностей изготовителя и материалов сопрягаемых пар. Два штифта 28 одним концом закреплены на основании 25 подпятника 9 со стороны конической (или сферической) поверхности 27, а другим своим концом размещены в отверстиях, выполненных на торце корпуса 24 подпятника 9, содержащего сферическую (или торовую) поверхность 26, фиксируя его от вращения относительно продольной оси основания 25. Основание 25 подпятника 9 закреплено в корпусе 3 опорного узла с помощью втулок распорных 19. На контактируемой с пятой 8 поверхности 11 подпятника 9 выполнены радиальные каналы 29.In addition, the thrust bearing 9 is made in the form of a housing 24 with a supporting surface 11 contacting with the fifth 8 to form a friction pair and a base 25 mating with it. The surface 26 of the housing 24 of the thrust bearing 9, opposite the supporting surface 11, is made spherical or torus, and mating with the surface 27 of the base 25 of the thrust bearing 9 is made conical or spherical. The implementation of the surface 26 of the housing 24 is spherical or torus, and the surface 27 of the base 25 of the thrust bearing conical or spherical depends on the technological capabilities of the manufacturer and the materials of the mating pairs. Two pins 28 are fixed at one end on the base 25 of the thrust bearing 9 from the side of the conical (or spherical) surface 27, and with their other end placed in the holes made on the end of the housing 24 of the thrust bearing 9, containing the spherical (or torus) surface 26, fixing it against rotation relative to the longitudinal axis of the base 25. The base 25 of the thrust bearing 9 is fixed in the housing 3 of the support node using spacer bushings 19. Radial channels 29 are made on the surface 11 of the thrust bearing 9 that is in contact with the fifth 8.

Кроме того, опорная поверхность 11 подпятника 9 может содержать гидродинамические уклоны 30.In addition, the bearing surface 11 of the thrust bearing 9 may contain hydrodynamic slopes 30.

Кроме того, опорная поверхность 11 подпятника 9 опорной секции 7 может быть выполнена на упругих площадках-секторах 31. Упругие площадки-сектора 31 могут быть расположены на ребрах 32, соединяющих эти площадки 31 с основанием 33 корпуса 24 подпятника 9, размещенным на основании 25 пяты 9. Опорная поверхность 11 площадок-секторов 31 подпятника 9 может содержать гидродинамические уклоны 30.In addition, the bearing surface 11 of the thrust bearing 9 of the supporting section 7 can be performed on the elastic platforms-sectors 31. The elastic platforms-sectors 31 can be located on the ribs 32 connecting these platforms 31 with the base 33 of the body 24 of the bearing 9 located on the base of the 25th heel 9. The supporting surface 11 of the platform sectors 31 of the thrust bearing 9 may contain hydrodynamic slopes 30.

Кроме того, опорный узел содержит упор-ограничитель 34, содержащий опорную секцию 35, имеющую пяту 36 и подпятник 37 и расположенную на валу 6 симметрично остальным опорным секциям 7, при этом подпятник 37 закреплен в корпусе 3 опорного узла с помощью втулок распорных 38. Пята 36 закреплена на валу 6 без возможности вращения относительно вала 6 и установлена с возможностью передачи усилия от вала 6 на подпятник 37. Пята 36 может быть установлена на валу 6 с помощью шпонки 15 или шпонок. Для восприятия пятой 36 осевой силы со стороны вала 6 на валу 6 может быть установлено упорное кольцо 39 с упором 40. Упорное кольцо 39 предназначено для восприятия осевой нагрузки (при возникновении таковой) от вала 6, противоположной осевым нагрузкам, воспринимаемым упорными кольцами 16 от вала 6. Опорная поверхность 10 пяты 36 твердосплавным покрытием 12 может контактировать с твердосплавным покрытием 13 опорной поверхности 11 подпятника 37, образуя пару трения. Упорное кольцо 39 ограничивает перемещение вала 6 в одном направлении вдоль оси опорного узла, а упорное кольцо 16 ограничивает перемещение вала 6 в другом направлении вдоль оси опорного узла. Таким образом, все опорные секции 7, 35 и вал 6 находятся зафиксированными в корпусе 3 опорного узла в продольном направлении, при этом основную продольную (осевую) нагрузку воспринимают опорные секции 7. При возникновении обратной осевой нагрузки эту нагрузку воспринимает опорная секция 35. Для циркуляции рабочей жидкости (масла) вокруг опорных секций с целью их охлаждения между упором 40 и пятой 36 может быть установлен переходник 41 с отверстиями 42 и выполнены отверстия 43 в пяте 36. Для обеспечения необходимого зазора или натяга между пятой и подпятником опорной секции 35 может быть установлено одно или несколько компенсационных колец 44.In addition, the support node includes a stop-stop 34, containing the support section 35, having a heel 36 and a thrust bearing 37 and located on the shaft 6 symmetrically to the rest of the supporting sections 7, while the thrust bearing 37 is fixed in the housing 3 of the support node using spacer sleeves 38. Heel 36 is mounted on the shaft 6 without the possibility of rotation relative to the shaft 6 and is installed with the possibility of transferring force from the shaft 6 to the thrust bearing 37. The heel 36 can be mounted on the shaft 6 using the keys 15 or keys. To perceive the fifth axial force 36 from the shaft 6 side, a thrust ring 39 with a stop 40 can be installed on the shaft 6. The thrust ring 39 is designed to absorb the axial load (if any) from the shaft 6, which is opposite to the axial loads perceived by the thrust rings 16 from the shaft 6. The supporting surface 10 of the heel 36 carbide coating 12 can be in contact with the carbide coating 13 of the supporting surface 11 of the thrust bearing 37, forming a friction pair. The thrust ring 39 limits the movement of the shaft 6 in one direction along the axis of the support node, and the thrust ring 16 restricts the movement of the shaft 6 in the other direction along the axis of the support node. Thus, all support sections 7, 35 and shaft 6 are fixed in the longitudinal direction in the housing 3 of the support unit, while the main longitudinal (axial) load is perceived by the support sections 7. When a reverse axial load occurs, the load is perceived by the support section 35. For circulation working fluid (oil) around the support sections in order to cool them between the stop 40 and the fifth 36, an adapter 41 with holes 42 can be installed and holes 43 are made in the heel 36. To provide the necessary clearance or interference between the fifth and Pyatnikov support section 35 can be set to one or more of the wear rings 44.

Кроме того, между основанием 1 и головкой 4 перед опорными секциями 7, 35 могут быть установлены один или более теплообменников 45, содержащие корпус 46, закрепленный в корпусе 3 опорного узла, и циркуляционный насос 47 в виде шнека, закрепленный на валу 6. Циркуляционный насос 47 в виде шнека скреплен посредством шпонки 48 с валом 6 с возможностью вращения относительно корпуса 46 теплообменника 45. Теплообменник может содержать фильтр 49 для очистки рабочей жидкости (масла). На наружной поверхности корпуса 46 теплообменника 45 для передачи тепла на корпус 3 опорного узла и далее в окружающую среду выполнены каналы 50. По этим каналам 50 рабочая жидкость проходит между корпусом 46 теплообменника 45 и корпусом 3 опорного узла.In addition, one or more heat exchangers 45 can be installed between the base 1 and the head 4 in front of the support sections 7, 35, comprising a housing 46 fixed in the housing 3 of the support assembly and a circulation pump 47 in the form of a screw mounted on the shaft 6. The circulation pump 47 in the form of a screw is fastened by means of a key 48 with a shaft 6 rotatably relative to the housing 46 of the heat exchanger 45. The heat exchanger may include a filter 49 for cleaning the working fluid (oil). On the outer surface of the housing 46 of the heat exchanger 45, channels 50 are provided for transferring heat to the housing 3 of the support assembly and further into the environment. Through these channels 50, the working fluid passes between the housing 46 of the heat exchanger 45 and the housing 3 of the support assembly.

В процессе работы опорного узла осевая нагрузка от вала 6 равномерно распределяется между всеми опорные секциями 7. Упорные кольца 16, установленные на валу 6, передают осевое усилие от вала 6 посредством упоров 17 пятам 8 опорных секций 7. Передача осевых усилий от упоров 17 пятам 8 может проводиться посредством упругих элементов 18. Упругие элементы 18 способствуют одновременному контакту в опорных секциях 7 всех опорных поверхностей 10 пят 8 и с опорными поверхностями 11 подпятников 9 при работе и компенсируют зазоры в опорных секциях 7, возникающих при изготовлении опорного узла вследствие технологических допусков на размеры деталей опорного узла. Пята 8, закрепленная на валу 6, например, с помощью шпонки 15 или шпонок, в процессе работы вращается совместно с валом и передает осевое усилие подпятнику 9. Подпятник 9 выполнен с возможностью восприятия осевой силы со стороны пяты 8 и закреплен в корпусе 3 с помощью втулок распорных 19. Для компенсации зазоров между подпятником 9 и втулок распорных 19 могут быть применены шайбы 21. Подпятник 9 посредством втулок распорных 19 и шайбы 21 передает осевое усилие корпусу 3. Радиальные нагрузки от вала 6 воспринимают радиальные подшипники 2 и 5, встроенные в основание 1 и головку 4 опорного узла. Опорная поверхность 10 пяты 8 и опорная поверхность 11 подпятника 9 содержат твердосплавные покрытия 12 и 13 соответственно, в частности, из карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля. Опорная поверхность 10 пяты 8 твердосплавным покрытием 12 контактирует с твердосплавным покрытием 13 опорной поверхности 11 подпятника 9, образуя пару трения.In the process of operation of the support unit, the axial load from the shaft 6 is evenly distributed between all the supporting sections 7. The thrust rings 16 mounted on the shaft 6 transmit the axial force from the shaft 6 by means of the stops 17 heights 8 of the support sections 7. Transmission of axial forces from the stops 17 heights 8 can be carried out by means of elastic elements 18. The elastic elements 18 facilitate simultaneous contact in the support sections 7 of all the supporting surfaces 10 of the heels 8 and with the supporting surfaces 11 of the thrust bearings 9 during operation and compensate for the gaps in the supporting sections 7 arising in the manufacture of the support unit due to manufacturing tolerances on the dimensions of parts of the support assembly. The heel 8, mounted on the shaft 6, for example, with the help of the dowel 15 or the dowels, rotates together with the shaft during operation and transfers the axial force to the heel 9. The heel 9 is adapted to absorb axial force from the heel 8 and is fixed in the housing 3 with spacers 19. To compensate for the gaps between the thrust bearing 9 and the spacer bush 19, washers 21. The thrust bearing 9 transfers axial force to the housing 3 by means of the spacer bearings 19 and washer 21. Radial loads from the shaft 6 are absorbed by radial bearings 2 and 5, which are integrated in base 1 and head 4 of the support node. The bearing surface 10 of the heel 8 and the bearing surface 11 of the thrust bearing 9 comprise carbide coatings 12 and 13, respectively, in particular of tungsten carbide with a binder of cobalt or tungsten carbide with a binder of nickel. The supporting surface 10 of the heel 8 of the carbide coating 12 is in contact with the carbide coating 13 of the supporting surface 11 of the thrust bearing 9, forming a friction pair.

Твердосплавное покрытие на опорные поверхности может наноситься, например, методом сверхзвукового газовоздушного напыления. При этом обеспечивается повышенная адгезия слоя твердого материала к опорным поверхностям за счет диффузии расплавленного сплава в материал опорной поверхности, механического сцепления с неровностями опорной поверхности, химического соединения сплава с материалом опорной поверхности. Это позволяет получить особо прочные твердосплавные покрытия. После нанесения покрытия поверхности трения обрабатываются с шероховатостью, необходимой для поверхностей трения подшипников скольжения. Высокая твердость опорных поверхностей из твердосплавных покрытий увеличивает срок службы пар трения опорного узла, как пяты, так и подпятника, приводит к увеличению грузоподъемности, повышению надежности, снижению себестоимости упорного подшипника и к увеличению межремонтного периода эксплуатации опорного узла, соответственно и установки, в которую установлен опорный узел. Высокая температурная стойкость твердосплавного покрытия по сравнению полимерными, композиционными, металлическими, например, баббитовыми, покрытиями позволяет повысить грузоподъемность и надежность опорного узла особенно при работе их при высоких оборотах вала и при высоких температурах окружающей среды. Высокая теплопроводность твердосплавного покрытия способствует повышенному отводу тепла из зоны трения пар трения, что повышает надежность и долговечность работы опорного узла. Малая толщина твердосплавного покрытия по сравнению с вставками и кольцами из антифрикционных материалов, как карбид кремния и твердые сплавы, позволяет уменьшить стоимость, габариты опорного узла.The carbide coating on the supporting surfaces can be applied, for example, by supersonic gas-air spraying. This provides increased adhesion of the layer of solid material to the supporting surfaces due to the diffusion of the molten alloy into the material of the supporting surface, mechanical adhesion to irregularities of the supporting surface, chemical bonding of the alloy with the material of the supporting surface. This makes it possible to obtain particularly durable carbide coatings. After coating, the friction surfaces are machined with the roughness required for the friction surfaces of the sliding bearings. The high hardness of the support surfaces of carbide coatings increases the service life of the friction pairs of the support unit, both the heel and the thrust bearing, leads to an increase in load capacity, increased reliability, lower cost of the thrust bearing and to an increase in the overhaul period of operation of the support unit, respectively, of the installation in which it is installed reference node. The high temperature resistance of the carbide coating compared to polymer, composite, metal, for example, babbitt coatings, allows to increase the load-bearing capacity and reliability of the support unit, especially when working at high shaft speeds and at high ambient temperatures. The high thermal conductivity of the carbide coating contributes to increased heat removal from the friction zone of friction pairs, which increases the reliability and durability of the support unit. The small thickness of the carbide coating compared to inserts and rings made of antifriction materials, such as silicon carbide and hard alloys, allows to reduce the cost and dimensions of the support unit.

Метод сверхзвукового газовоздушного напыления позволяет получить нано структурированные покрытия при использовании нанопорошка исходного материала, например, карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля. Это позволяет получить сверхпрочные твердосплавные покрытия для пар трения опорного узла.The supersonic gas-air spraying method makes it possible to obtain nanostructured coatings using nanopowder of the starting material, for example, tungsten carbide with a cobalt binder or tungsten carbide with a binder of nickel. This makes it possible to obtain heavy-duty carbide coatings for friction pairs of the support assembly.

Толщина твердосплавного покрытия выполняется исходя из применяемого метода нанесения покрытия, из условий работы опорного узла, в первую очередь она зависит от удельной осевой нагрузки на пяту, соответственно и на подпятник, частоты вращения вала, соответственно пяты, и необходимого срока службы опорного узла. В современном машиностроении востребованы упорные подшипники (опорные узлы) способные работать при повышенных температурах окружающей среды, высоких осевых нагрузках и повышенных частотах вращения вала. Например, сегодня возникает необходимость добычи пластовой жидкости с высокой температурой, более 170°С, из глубоких и сверхглубоких скважин, 4000 м и более. Это накладывают на упорные подшипники (опорные секции) устройств для гидравлической защиты погружного электродвигателя все более повышенные требования по надежности и грузоподъемности, требования по восприятию значительных осевых нагрузок при высоких температурах пластовой жидкости. Это особенно актуально для насосных установок с насосами без осевых опор компрессионной схемы исполнения насосов. При необходимости работы при высоких температурах окружающей среды относительно непродолжительное время (1-2 года) и с частотой вращения вала до 3000 об/мин, толщина твердосплавного покрытия на опорных поверхностях пар трения выполняется в пределах 0,1-0,3 мм. При частотах вращения вала до 6000 об/мин при средней продолжительности работы опорного узла толщина твердосплавного покрытия на опорных поверхностях выполняется в пределах 0,2-0,5 мм. Для высоконагруженных опорных секций опорных узлов с высокой частой вращения вала, более 6000 об/мин, например, для гидравлических защит погружных электродвигателей, работающих в высокотемпературной среде, для насосных установок без осевой опоры в секциях насосов с компрессионной схемой сборки в зависимости от напора насосной установки, частоты вращения вала насоса, глубины добычи нефти, продолжительного срока службы (5 лет и более) опорного узла толщина твердосплавного покрытия на опорных поверхностях пар трения выполняется в пределах 0,4-1,0 мм и более. Применение того или иного карбида вольфрама со связкой из кобальта или того или иного карбида вольфрама со связкой из никеля определяется наличием компонентов для твердосплавного покрытия и необходимостью получения требуемых характеристик твердосплавного покрытия. Поверхности пар трения могут формироваться и из других твердых сплавов.The thickness of the carbide coating is based on the applied coating method, from the operating conditions of the support unit, first of all, it depends on the specific axial load on the heel, respectively, on the thrust bearing, shaft rotation speed, respectively, of the heel, and the required service life of the support unit. In modern engineering, thrust bearings (support units) are capable of operating at elevated ambient temperatures, high axial loads and increased shaft speeds. For example, today there is a need to produce reservoir fluid with a high temperature, more than 170 ° C, from deep and ultra-deep wells, 4000 m or more. This imposes on the thrust bearings (support sections) of devices for hydraulic protection of a submersible electric motor more and more increased requirements for reliability and carrying capacity, requirements for the perception of significant axial loads at high temperatures of the reservoir fluid. This is especially true for pumping units with pumps without axial bearings of the compression design of the pumps. If it is necessary to work at high ambient temperatures for a relatively short time (1-2 years) and with a shaft rotation speed of up to 3000 rpm, the thickness of the carbide coating on the supporting surfaces of friction pairs is performed in the range 0.1-0.3 mm. At shaft rotation frequencies of up to 6000 rpm with an average duration of operation of the support unit, the thickness of the carbide coating on the supporting surfaces is within 0.2-0.5 mm. For highly loaded bearing sections of bearing blocks with a high frequent rotation of the shaft, more than 6000 rpm, for example, for hydraulic shields of submersible electric motors operating in a high-temperature environment, for pump units without axial support in pump sections with a compression assembly scheme depending on the pressure of the pump unit , the rotation frequency of the pump shaft, the depth of oil production, the long service life (5 years or more) of the support unit, the thickness of the carbide coating on the supporting surfaces of friction pairs is within 0, 4-1.0 mm or more. The use of a particular tungsten carbide with a binder of cobalt or a particular tungsten carbide with a binder of nickel is determined by the presence of components for carbide coating and the need to obtain the required characteristics of a carbide coating. The surfaces of friction pairs can also be formed from other hard alloys.

Упругие элементы 18 пяты 8, закрепленные на валу 6 со стороны, противоположной опорной поверхности 10 с твердосплавным покрытием 12, позволяют одновременно во всех опорных секциях обеспечить равномерный контакт опорных поверхностей 10 пят 8 и с опорными поверхностями 11 подпятников 9 и компенсировать зазоры, возникающие при изготовлении опорного узла. Упругие элементы 18 позволяют подпятнику самоустанавливаться в процессе работы, способствуя прилеганию трущихся поверхностей 10 и 11 пяты 8 и подпятника 9. Тем самым создается благоприятные условия для долговечной работы опорного узла за счет равномерного распределения осевой нагрузки по поверхности пяты 8 и подпятника 9, что значительно снижает износ трущихся поверхностей 10 и 11, повышает надежность, долговечность опорного узла, повышает межремонтный период опорного узла.The elastic elements 18 of the heel 8, mounted on the shaft 6 from the side opposite to the supporting surface 10 with carbide coating 12, can simultaneously ensure uniform contact of the supporting surfaces 10 of the heel 8 and the supporting surfaces 11 of the thrust bearings 9 and compensate for the gaps that occur during manufacture reference node. The elastic elements 18 allow the thrust bearing to self-install during operation, facilitating the fit of the rubbing surfaces 10 and 11 of the heel 8 and the thrust bearing 9. This creates favorable conditions for the long-term operation of the support unit due to the uniform distribution of the axial load on the surface of the heel 8 and the thrust bearing 9, which significantly reduces wear of the rubbing surfaces 10 and 11, increases the reliability, durability of the support node, increases the overhaul period of the support node.

Выполнение подпятника 9 в виде корпуса 24 с опорной поверхностью 11, контактирующей с пятой 8 образованием пары трения, и сопрягаемого с ним основания 25, где поверхность 26 корпуса 24 подпятника 9, противоположная опорной поверхности 11, выполнена сферической или торовой, а сопрягаемая с ней поверхность 27 основания 25 подпятника 9 выполнена конической или сферической, при работе опорного узла позволяет за счет возможности смещения сферической (или торовой) поверхности 26 корпуса 24 подпятника 9 относительно конической (или сферической) поверхности 27 основания 25 подпятника 9 обеспечить параллельность трущихся поверхностей 10 и 11 пяты 8 и подпятника 9. Это приводит к полному контакту этих сопрягающихся поверхностей 10 и 11 трения, приводит к увеличению поверхности трения, приводит к снижению удельного давления на единицу площади и уменьшению вибраций. Это позволит повысить грузоподъемность, надежность, увеличит межремонтный период и долговечность опорного узла.The execution of the thrust bearing 9 in the form of a housing 24 with a supporting surface 11 in contact with the fifth 8 with the formation of a friction pair and a base 25 mating with it, where the surface 26 of the housing 24 of the thrust bearing 9, opposite the supporting surface 11, is made spherical or torus, and the surface mating with it 27 of the base 25 of the thrust bearing 9 is made conical or spherical, when the support unit is operating, it allows due to the possibility of displacement of the spherical (or torus) surface 26 of the housing 24 of the thrust bearing 9 relative to the conical (or spherical) surface 27 of the base 25 of the thrust bearing 9 to ensure parallelness of the rubbing surfaces 10 and 11 of the heel 8 and the thrust bearing 9. This leads to the full contact of these mating surfaces 10 and 11 of the friction, leads to an increase in the friction surface, leads to a decrease in the specific pressure per unit area and vibration. This will increase the carrying capacity, reliability, increase the overhaul period and the durability of the support node.

Радиальные канавки 29 на контактируемой с пятой поверхности подпятника 9, постоянно пропуская через себя циркулирующее масло, способствуют эффективному охлаждению трущихся поверхностей пяты 8 и подпятника 9, тем самым повышают надежность и долговечность работы опорного узла.The radial grooves 29 on the fifth contact surface of the thrust bearing 9, constantly passing through the circulating oil, contribute to the effective cooling of the rubbing surfaces of the heel 8 and thrust bearing 9, thereby increasing the reliability and durability of the support unit.

Гидродинамические уклоны 30 на опорной поверхности 11 подпятника 9 при работе опорного узла способствуют вращающейся пяте 8 увлекать рабочую жидкость в клиновой зазор 51 между трущимися поверхностями 10 и 11 пяты 8 и подпятника 9. Гидродинамические уклоны 30 при меньших частотах вращения вала 6, соответственно и пяты 8, позволяют созданию условий, при котором между поверхностями трения 10 и 11 появляется устойчивый слой рабочей жидкости, например, масла, воды или газа, полностью разделяющий их. Тем самым способствуют созданию и повышению гидродинамической подъемной силы на пяту 8, снижению износа поверхностей трения 10 и 11 опорного узла, повышению грузоподъемности, надежности, долговечности опорного узла, увеличению межремонтного периода опорного узла, соответственно и установки в которую установлен опорный узел.The hydrodynamic slopes 30 on the supporting surface 11 of the thrust bearing 9 during the operation of the supporting node contribute to the heel 8 to draw the working fluid into the wedge gap 51 between the rubbing surfaces 10 and 11 of the heel 8 and the thrust bearing 9. Hydrodynamic slopes 30 at lower rotational speeds of the shaft 6, respectively, and the heel 8 , allow the creation of conditions under which a stable layer of a working fluid, for example, oil, water or gas, completely separating them appears between the friction surfaces 10 and 11. Thus, they contribute to the creation and increase of hydrodynamic lifting force by a heel of 8, reduction of wear of the friction surfaces 10 and 11 of the support unit, increase of load-bearing capacity, reliability, durability of the support unit, increase in the overhaul period of the support unit, and accordingly, the installation in which the support unit is installed.

Выполнение опорной поверхности 12 подпятника 9 на упругих площадках-секторах 31 позволяет каждой отдельно взятой площадке 31 за счет своей упругости, также за счет упругости ребра 32, на котором он установлен, в зависимости от нагрузки на опорную секцию 7 и в зависимости от частоты вращения вала 6, соответственно и пяты 8, занимать соответствующее положение вследствие гидродинамических сил, возникающих при вращении пяты 8, и создать подъемную силу на пяту 8. Тем самым исключается прямой контакт трущихся поверхностей 10 и 11, резко снижается трение и выделение тепла в паре трения опорной секции 7, повышается надежность и долговечность работы узла опоры. Также развитая поверхность подпятника 9 за счет площадок-секторов 31, ребер 32 и основания 33 корпуса 24 подпятника 9 способствует усиленному теплоотводу от поверхностей трения 10 и 12, тем самым увеличивая надежность и долговечность опорного узла.The implementation of the supporting surface 12 of the thrust bearing 9 on the elastic platforms-sectors 31 allows each separately taken platform 31 due to its elasticity, also due to the elasticity of the ribs 32 on which it is installed, depending on the load on the supporting section 7 and depending on the shaft speed 6, respectively, and the heel 8, to occupy an appropriate position due to hydrodynamic forces arising from the rotation of the heel 8, and create a lifting force on the heel 8. This eliminates direct contact of the rubbing surfaces 10 and 11, the friction is sharply reduced exotherm paired friction support section 7 increases the reliability and durability of the support assembly work. Also, the developed surface of the thrust bearing 9 due to the sectors-sectors 31, ribs 32 and the base 33 of the housing 24 of the thrust bearing 9 contributes to enhanced heat removal from the friction surfaces 10 and 12, thereby increasing the reliability and durability of the support node.

Гидродинамические уклоны 30 опорной поверхности подпятника при работе опорного узла способствуют вращающейся пяте 8 увлекать масло в клиновой зазор 51 между трущимися поверхностями 10 и 11 пяты 8 и подпятника 9. Гидродинамические уклоны 30 при меньших частотах вращения вала 6, соответственно и пяты 8, позволяют созданию условий, при котором между поверхностями трения 10 и 11 появляется устойчивый слой рабочей жидкости (масла), полностью разделяющей их. Тем самым гидродинамические уклоны способствуют созданию и повышению гидродинамической подъемной силы на пяту 8, способствуют увеличению грузоподъемности, снижению износа пар трения опорной секции, повышению надежности, долговечности опорного узла, увеличению межремонтного периода опорного узла.The hydrodynamic slopes 30 of the bearing surface of the thrust bearing during the operation of the bearing assembly contribute to the rotating heel 8 to entrain the oil into the wedge gap 51 between the rubbing surfaces 10 and 11 of the heel 8 and the thrust bearing 9. The hydrodynamic slopes 30 with lower rotational speeds of the shaft 6, respectively, of the heel 8, allow creating in which a stable layer of working fluid (oil) appears between the friction surfaces 10 and 11, completely separating them. Thus, the hydrodynamic slopes contribute to the creation and increase of the hydrodynamic lifting force on the heel 8, contribute to an increase in load capacity, reduced wear of the friction pairs of the support section, increased reliability, durability of the support assembly, and an increase in the overhaul period of the support assembly.

Размещение между основанием 1 и головкой 2 перед опорными секциями 7 и 35 одного или более теплообменников 45, содержащих корпус 46, закрепленный в корпусе 3 опорного узла, циркуляционный насос 47 в виде шнека, закрепленный на валу 3, обеспечивает при работе опорного узла интенсивный отвод тепла из зоны трения опорных поверхностей 10 и 11 за счет циркуляции масла вокруг корпуса 46 теплообменника 45. При этом циркуляционный насос 47 подает охлажденную рабочую жидкость (масло) в зону трения, тем самым охлаждает трущиеся поверхности 10 и 11. Корпус 46 теплообменника 45 отводит тепло к корпусу 3 опорного узла за счет циркуляции масла, корпус 3 опорного узла передает тепло окружающей ей среде. Это создает благоприятные условия для работы опорного узла, предотвращает перегрев рабочей жидкости (масла), что повышает грузоподъемность, надежность, увеличивает межремонтный период опорного узла.The placement between the base 1 and the head 2 in front of the supporting sections 7 and 35 of one or more heat exchangers 45, comprising a housing 46 mounted in the housing 3 of the support assembly, a circulation pump 47 in the form of a screw mounted on the shaft 3, provides for intense heat dissipation during operation of the support assembly from the friction zone of the supporting surfaces 10 and 11 due to the circulation of oil around the housing 46 of the heat exchanger 45. In this case, the circulation pump 47 supplies the cooled working fluid (oil) to the friction zone, thereby cooling the friction surfaces 10 and 11. The housing 46 is heat Mennik 45 removes heat to the housing 3 of the support unit due to oil circulation, the housing 3 of the support unit transfers heat to the environment. This creates favorable conditions for the operation of the support unit, prevents overheating of the working fluid (oil), which increases the carrying capacity, reliability, increases the overhaul period of the support unit.

Выполнение таким образом опорного узла позволяет увеличить грузоподъемность опорного узла, повысить надежность его работы, увеличить межремонтный период и долговечность его работы путем создания конструкции опорного узла работоспособной при повышенных осевых нагрузках, частотах вращения вала и температуре окружающей рабочей среды.The implementation of the support unit in this way allows to increase the load capacity of the support unit, to increase the reliability of its operation, to increase the turnaround time and the durability of its operation by creating a design of the support unit operable under increased axial loads, shaft rotation frequencies and ambient temperature.

Claims (10)

1. Опорный узел, содержащий основание со встроенным радиальным подшипником, корпус, головку со встроенным радиальным подшипником, последовательно соединенные между собой, вал, расположенные вдоль оси вала опорные секции, каждая из которых содержит пяту, установленную на валу с возможностью вращения совместно с валом и восприятия осевой силы со стороны вала и без возможности вращения относительно него, подпятник, выполненный с возможностью восприятия осевой силы со стороны пяты и закрепленный в корпусе, отличающийся тем, что опорная поверхность пяты и опорная поверхность подпятника содержат твердосплавное покрытие, в частности, из карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля, при этом опорная поверхность пяты твердосплавным покрытием контактирует с твердосплавным покрытием опорной поверхности подпятника, образуя пару трения.1. A support assembly comprising a base with an integrated radial bearing, a housing, a head with an integrated radial bearing, connected in series with each other, a shaft, support sections located along the axis of the shaft, each of which contains a heel mounted on the shaft for rotation with the shaft and perception of axial force from the shaft side and without the possibility of rotation relative to it, a thrust bearing made with the possibility of perception of axial force from the heel side and fixed in the housing, characterized in that the supporting ited heel and thrust bearing surface comprise carbide coating, in particular of tungsten carbide bonded with cobalt or tungsten carbide with a nickel binder, wherein the support surface contacts the heel carbide coated carbide coated thrust bearing surface, forming a friction pair. 2. Опорный узел по п. 1, отличающийся тем, что опорная поверхность пяты и опорная поверхность подпятника содержат твердосплавное покрытие толщиной 0,1 мм - 1,0 мм и более каждая.2. The support node according to claim 1, characterized in that the supporting surface of the heel and the supporting surface of the thrust bearing contain a carbide coating with a thickness of 0.1 mm - 1.0 mm or more each. 3. Опорный узел по п. 1, отличающийся тем, что пята опорной секции со стороны, противоположной опорной поверхности с твердосплавным покрытием, содержит закрепленный на валу упругий элемент.3. The support node according to claim 1, characterized in that the heel of the support section from the side opposite to the support surface with carbide coating contains an elastic element fixed to the shaft. 4. Опорный узел по п. 3, отличающийся тем, что подпятник выполнен в виде корпуса с опорной поверхностью, контактирующей с пятой образованием пары трения, и сопрягаемого с ним основания, при этом поверхность корпуса подпятника, противоположная опорной поверхности, выполнена сферической или торовой, а сопрягаемая с ней поверхность основания подпятника выполнена конической или сферической.4. The support node according to claim 3, characterized in that the thrust bearing is made in the form of a housing with a supporting surface in contact with the fifth formation of a friction pair and a base mating with it, while the surface of the thrust bearing body opposite to the supporting surface is made spherical or torus, and the mating surface of the thrust bearing base mating with it is made conical or spherical. 5. Опорный узел по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что подпятник на контактируемой с пятой поверхности имеет радиальные каналы.5. The reference node according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the thrust bearing on contact with the fifth surface has radial channels. 6. Опорный узел по п. 5, отличающийся тем, что опорная поверхность подпятника содержит гидродинамические уклоны.6. The support node according to claim 5, characterized in that the bearing surface of the thrust bearing contains hydrodynamic slopes. 7. Опорный узел по п. 4, отличающийся тем, что опорная поверхность подпятника выполнена на упругих площадках-секторах.7. The support node according to claim 4, characterized in that the bearing surface of the thrust bearing is made on elastic platforms-sectors. 8. Опорный узел по п. 7, отличающийся тем, что опорная поверхность площадок-секторов подпятника содержит гидродинамические уклоны.8. The reference node according to claim 7, characterized in that the supporting surface of the pad sectors of the thrust bearing contains hydrodynamic slopes. 9. Опорный узел по п. 4, отличающийся тем, что содержит упор-ограничитель, содержащий опорную секцию, имеющую пяту и подпятник и расположенную на валу симметрично остальным опорным секциям, при этом подпятник закреплен в корпусе, пята, закрепленная на валу без возможности вращения относительно него, установлена с возможностью передачи усилия от вала на подпятник, опорная поверхность пяты и опорная поверхность подпятника содержат твердосплавное покрытие, в частности, из карбида вольфрама со связкой из кобальта или карбида вольфрама со связкой из никеля, при этом опорная поверхность пяты твердосплавным покрытием может контактировать с твердосплавным покрытием опорной поверхности подпятника, образуя пару трения.9. The support node according to claim 4, characterized in that it contains a stop-limiter comprising a support section having a heel and a thrust bearing and located on the shaft symmetrically to the remaining support sections, the thrust bearing being fixed in the housing, a heel fixed to the shaft without rotation relative to it, it is installed with the possibility of transferring force from the shaft to the thrust bearing, the bearing surface of the heel and the bearing surface of the bearing contain a carbide coating, in particular, of tungsten carbide with a binder of cobalt or tungsten carbide with a bond oh of nickel, with the abutment surface the heel carbide coating may be contacted coated with carbide thrust bearing surface, forming a friction pair. 10. Опорный узел по любому из пп. 1-4, 6-9, отличающийся тем, что между основанием и головкой перед опорными секциями установлены один или более теплообменников, содержащих корпус, закрепленный в корпусе опорного узла, и циркуляционный насос в виде шнека, закрепленный на валу. 10. The reference node according to any one of paragraphs. 1-4, 6-9, characterized in that between the base and the head in front of the support sections one or more heat exchangers are installed, comprising a housing fixed in the housing of the support assembly, and a circulation pump in the form of a screw mounted on the shaft.
RU2014138959/11A 2014-09-29 2014-09-29 Support assembly RU2573150C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138959/11A RU2573150C1 (en) 2014-09-29 2014-09-29 Support assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138959/11A RU2573150C1 (en) 2014-09-29 2014-09-29 Support assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2573150C1 true RU2573150C1 (en) 2016-01-20

Family

ID=55087117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014138959/11A RU2573150C1 (en) 2014-09-29 2014-09-29 Support assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2573150C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU200208U1 (en) * 2020-06-30 2020-10-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Виллина" (Ооо "Виллина") Bearing assembly of the drive shaft of the pump unit
RU200750U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200749U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200751U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200748U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU202711U1 (en) * 2020-06-15 2021-03-03 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6565257B1 (en) * 1998-09-23 2003-05-20 Steven C. Kennedy Submergible pumping system with thermal sprayed polymeric wear surfaces
RU2235226C2 (en) * 2002-07-02 2004-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Борец" Support unit
RU2305212C1 (en) * 2005-10-26 2007-08-27 Васыль Сигизмундовыч Марцынковський Lever balancing device for thrust bearing
RU2368808C2 (en) * 2007-11-06 2009-09-27 Открытое акционерное общество Ливенское производственное объединение гидравлических машин (ОАО "Ливгидромаш") Axial support for submersible screw-type pumps
RU145388U1 (en) * 2014-04-04 2014-09-20 Общество с ограниченной ответственностью ПК "Ремэлектропромнефть" AXIAL SUPPORT OF THE LEADING SHAFT

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6565257B1 (en) * 1998-09-23 2003-05-20 Steven C. Kennedy Submergible pumping system with thermal sprayed polymeric wear surfaces
RU2235226C2 (en) * 2002-07-02 2004-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Борец" Support unit
RU2305212C1 (en) * 2005-10-26 2007-08-27 Васыль Сигизмундовыч Марцынковський Lever balancing device for thrust bearing
RU2368808C2 (en) * 2007-11-06 2009-09-27 Открытое акционерное общество Ливенское производственное объединение гидравлических машин (ОАО "Ливгидромаш") Axial support for submersible screw-type pumps
RU145388U1 (en) * 2014-04-04 2014-09-20 Общество с ограниченной ответственностью ПК "Ремэлектропромнефть" AXIAL SUPPORT OF THE LEADING SHAFT

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU200750U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200749U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200751U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200748U1 (en) * 2020-06-15 2020-11-11 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU202711U1 (en) * 2020-06-15 2021-03-03 Сергей Викторович Яблочко Combined pump bearing unit
RU200208U1 (en) * 2020-06-30 2020-10-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Виллина" (Ооо "Виллина") Bearing assembly of the drive shaft of the pump unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2573150C1 (en) Support assembly
CN105074299B (en) Mechanical seal arrangement having sliding surfaces of differing hardness
US7665954B2 (en) Hydrodynamic bearing runner for use in tilting pad thrust bearing assemblies for electric submersible pumps
JP6767475B2 (en) Hybrid dynamic pressure radial gas bearing
JP2002276646A (en) Radial bearing and transmittion using the radial bearing
JP2017207211A (en) Decorative sheet
US20120257998A1 (en) Runner with integral impellor pump
RU107299U1 (en) RESISTANT BEARING SLIDING ASSEMBLY
JP2012031979A (en) Thrust bearing
WO2015020774A1 (en) Thermal management in bearing assemblies
RU160032U1 (en) SUPPORT ASSEMBLY
JP5761560B2 (en) Thrust support device
EP3607215B1 (en) Improved efficiency journal bearing
JP2009257590A (en) Water-lubrication segment type bearing device and water turbine
RU2558406C1 (en) Thrust bearing
RU2748009C1 (en) Module-section of submersible multistage centrifugal pump with integrated wear-resistant plain bearings
JP6435410B2 (en) Axial plain bearing
RU145686U1 (en) DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR (OPTIONS)
RU2339854C2 (en) Pad thrust of axial hydrodynamic bearing of submersible drive pump unit for oil extraction
KR100782374B1 (en) High Precision Radial Foil Bearing
RU145388U1 (en) AXIAL SUPPORT OF THE LEADING SHAFT
RU2351813C1 (en) Plain bearing
RU2534659C2 (en) Axial journal bearing
CN221032914U (en) Thrust bearing and thrust load system of mixed flow type turbine unit
JP2005249030A (en) Water-lubrication segment type bearing device and water turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200930