SU924794A1 - Подп тник электрической машины - Google Patents

Description

(5) ПОДПЯТНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

I

Изобретение относитс  к т желому электромашиностроению, энергомашиностроению и предназначено дл  применени , например в гидрогенераторах.

Подп тники (упорные подшипники скольжени ) гидрогенераторов предназначены дл  воспри ти  осевых усилий с вращающихс  валов гидроагрегатов и передачи этих усилий на фундамент .

Известна конструкци  подп тника гидрогенератора, содержаща  заключенные в ванну упорный диск, закрепленный на валу гидрогенератора, и сегменты, закрепленные в ванне, внутри которой по периметру установлены секции маслоохладителей l.

Существенный недостаток такого подп тника - высока  температура несущего масл ного сло  сегментов,  вл юща с , в частности, следствием повышенной температуры смазки, попадающей на вход в несущие слои сегментов вследствие переноса с

упорным диском пленки гор чего масла с выходных кромок предшествующих сегментов. Кроме того, конвективные потоки масла, вызываемые вращением диска и циркулирующие в ванне подп тника, недостаточно интенсивны дл  прокачки масла через активную зону маслоохладителей, что резко снижает эффективность .теплообмена в ванне подп тника, Это

10 особенно актуально дл  тихоходных (низкооборотных) и т желонагруженных подп тников гидрогенераторов, где температура смазки, попадающей в несущий масл ный слой cei-

15 ментов на lO-ZO C выше средней температуры масла в ванне подп тника .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс 

20 подп тник гидрогенератора, содержащий закрепленный на валу генератора упорный диск, лежащий на сегментах, которые опираютс  на сферические 3 головки опорных болтов, закрепленных на дне ванны, помимо перечисленных элементов заключающей в себе секции маслоохладителей и стол подп тника. Дл  снижени  температуры смазки, попадающей на вход несущего масл ного сло  каждог сегмента, в межсегментных каналах, образованных боковыми гран ми соседних сегментов и столом подп тника , размещены узлы подачи охлажден - ного масла, представл ющие собой радиально расположенные трубки, закрытые с одного конца, а другим сое диненные с общим коллектором. Стенки трубок на стороне, обращенной к диску, имеют отверсти  маслоподачи. Коллектор расположен в ванне и соединен с маслонасосом. Снижение температуры масла на входе в несущие слои сегментов достигаетс  подачей охлажденного масла под давлением через отверсти  в трубках zj. Однако в межсегментных каналах конструкции в результате движени  упорного диска возникает поперечное вихревое вращательное движение масла, причем в наружные слои этого вихр  посто нно поступает гор ,.чее масло из выходного сечени  несуще го сло  предыдушего сегмента. Но именно эти слои вихревого течени  омывают : боковые грани сегментов, об разующие межсегментный канал, и мас ло именно этих слоев попадает в вхо ное сечение несущего сло  последующего (по направлению движени  диска сегмента. Повышенна .температура внешних слоев этого вихр  с одной стороны не позвол ет эффективно понизить TeMnepatypi масла на входе в несущий слой сегментов, а с другой стороны преп тствует охлаждению сег ментов за счет теплоотдачи от их бо ковых граней. Кроме того, недостатками данной конструкции  вл етс  ма ла  эффективность работы маслоохладителей , увеличение габаритовванны из-за размещени  в ней коллектора и трубопроводов, загромождение ванны этими элементами, потребление элект энергии двигател  маслонасоса. Цель изобретени  - уменьшение га баритов, увеличение нагрузочной спо собности подп тника и повышение его надежности за счет снижени  темпера туры несущего масл ного сло  сегмен тов и интенсификации процессов теплообмена в ванне подп тника. Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном подп тнике узлы подачи охлажденного масла размещены в межсегментных каналах, и представл ют собой камеры, открытые со стороны , обращенной к упорному диску и посредством трубопроводов сообщающиес  с активной зоной маслоохладителей , причем одна из стенок каждой камеры снабжена козырьком, образующим с рабочей поверхностью упорного диска зазор, заданной геометрии, а остальные стенки каждой камеры уплотнены относительно рабочей поверхности диска, В предлагаемом подп тнике электрической машины с целью упрощени  конструкции передние стенки камер могут примыкать к выходным гран м соответствующих сегментов. Кажда  камера открыта с торцовой стороны, обращенной к оси вращени  диска. На фиг. 1 схематично и,зображен подп тник электрической машины, вариантна фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. Ц - камера с поверхностью сопр женной с поверхностью сегмента, аксонометри , вариант; на фиг. 5 схема работы устройства по первому варианту; на фиг. 6 - то же, второй вариант. На валу 1 посредством втулки 2 закреплен упорный диск 3. лежащий на сегментах 4, которые через о.порные болты 5 опираютс  на дно ванны 6 подп тника, в которой закреплены стол 7 и секции 8 маслоохладителей . Каждый маслоподающий узел состоит из камеры $ и трубопровода 10. Передн   стенка 11 каждой камеры уплотнена относительно поверхности упорного диска, а задн   12 снабжена козырьком 13. На фиг. 2 изображена камера, примыкающа  передней стенкой k к выходной грани 15 сегмента 16. Камера снабжена козырьком 17Торцева  стенка 18 камеры может отсутствовать. Устройство работает следующим образом . При вращении упорного диска в зазоре между рабочей поверхностью диска 19 и козырьком 20 возникает движение масла, обусловленное в зкими касательными напр жени ми на поверхности диска (течение Куэтта между параллельными плоскост ми ). Так как все остальные стенки камеры уплотненыпо поверхности упорного диска, Ъб-ьем масла, уносимого из камеры этим течением может восполн тьс  лишь за счет притока по трубопроводу 21, соедин ющему объем камеры с зоной маслоохладителей . Таким образом упорный диск работает как в зкостный насос, эжектиру  холодное масло по трубопроводу в камеру, а из нее к рабочей поверхности упорного диска. При работе подп тника часть пленки гор чего масла 22, увлекаемого поверхностью упорного диска с выхода предшествующего сегмента, удал етс  с упорного диска -передней стенкой камеры, выполн ющей роль масл ного скребка, а оставшийс  на диске тонкий слой гор чего масла на участке движени  от передней стенки камеры до входа в несущий слой следующего сегмента находитс  в непосредственном контакте с холодным маслом, поступающим в камеру из маслоохладителей . На этом участке он интенсивно охлаждаетс  теплопроводностью снижает свою температуру и температуру рабочей поверхности упорного диска. Так как толщина зазора на входе в сегмент в раза больше, чем на выходе из него, все дополнительное количество масла, попа - дающее, во входной зазор следующего сегмента - холодное, увлекаемое упорным диском из камеры. Основна  часть потока холодного масла, встреча  на своем пути переднюю грань последующего сегмента 23, направл етс  вдоль нее вниз, улучша  конвективную теплоотдачу от этой поверхности сегмента. Так как входное сечение трубопровода,заканчивающегос  в камере, выведено в нижнюю чаеть маслоохладител , котора  обычно работает менее эффективно, чем верхн   его половина, забор масла из этой области создает в ней движение смазки, а следовательно интенсифицирует теплообмен в маслоохладителе , который сильно зависит от скорости движени  смазки между трубкам маслоохладителей.

Так при зазоре между диском и козырьком мм, радиальной ширине сегментов см, средней скорости скольжени  диска м/сек и числе сегментов (типичный подп тник гидрогенератора) получаем:

скорость (среднюю) движени  смазки в зазоре между козырьком и диском (линейный профиль скоростей, течение Куэтта)v

ср Т Объемный расход из камеры равен

,O- , а полный расход смазки из всех камер равен

Q,. uJimjo:i 9. tf m)

Это значит, что за минуту через эту зону маслоохладителей прокачиваетс  практически весь объем масла в ванне, что сделает работу маслоохладителей более эффективной и интенсифицирует теплообмен в ванне подп тника.

При закреплении передней стенки камеры на выходной грани сегмента вихри межсегментных каналов по-прежнему оказываютс  отделенными от поверхности диска потоком холодного

масла из камеры, при этом планка

гор чего масла совершенно не попадает в межсегментное пространство, а контактиру  с холодным маслом из камеры на всем пути движени  между

сегментами максимально охлаждаетс  причем холодное масло омывает не только входную грань последующего сегмента 24, но и выходную предшествующего сегмента 25, интенсифициру  их охлаждение.

В конструкции с удаленной торцовой стенкой камеры ее объем может дополнительно заполн тьс  за счете центробежного напора смазки у внутреннего диаметра диска, В эту область подп тника обычно попадает прошедшее через маслоотделители достаточ- . но холодное масло.

По сравнению с прототипом положительный эффект, создаваемый данной конструкцией, заключаетс  в следующем .

Снижаетс  температура несущего масл ного сло  и самих сегментов за счет исключени  возможности попадани  на вход в несущий слой сегментов масла из внешних нагретых слоев Вихревого потока, вращающегос  в межсегментных каналах к удалени  С диска части пленки гор чего масла

Claims (2)

1. передней стенкой камеры. Повышаетс  эффективность работы маслоохладителей за счет интенсификации движени  смазки в их активной зоне. Снижаетс  температура сегментов за счет интенсификации теплоотдачи с их входных и выходных граней путем снижени  темп ратуры масла, омывающегЪ эти грани сегментов. Повышаетс  надежность и упрощаетс  конструкци  системы маслоподачи к сегментам, так как отпадает необходимость использовани  электронасоса подачи масла, потребл ющего дополнительную электроэнергию . Технико-экономическа  эффективность предлагаемого изобретени  заключаетс  в повышении надежности по п тника вследствие снижени  температуры несущего масл ного сло  и поверхностей трени  и уменьшении ра меров подп тника путем увеличени  удельной нагрузки на его сегмент.ах и уменьшении габаритов маслоохладителей . Повышаетс  КНД гидроагрегата путем снижени  потерь трени  в подп т нике за счет увеличени  удельной нагрузки на сегменты и срответствующего этому уменьшени  площади трени . Отпадает необходимость испо льзовани  маслонасоса подачи смазки , двигатель которого потребл ет электроэнергию. Формула изобретени  1. Подп тник электрической машины , содержащий расположенные в .масл ной ванне упорйый диск, сегменты, маслоохладители и установленные в каналах между сегментами узлы подачи холодного масла в зазор между упорным диском и сегментами отличающийс  тем, что, с целью увеличени  нагрузочной способности подп тника и повышени  надежности путем интенсификации процесса теплообмена, узлы подачи холодного масла выполнены в виде камер, открытых со стороны, обращенной к упорному диску, и соединенных через трубопроводы с маслоохладител ми, причем одна из стенок каждой камеры снабжена козырьком, образующим зазор с рабочей поверхностью диска, а остальные стенки уплотнены относительно указанной поверхности диска. 2.Подп тник по п. 1, отличающийс  тем, что наружна  поверхность стенки каждой камеры, противоположной стенке с козырьком, закреплена на обращенной к ней боковой поверхности .сегмента. 3.Подп тник по пп. 1 и 2, о т личающийс  тем, что кажда  камера открыта с торцовой стороны , обращенной к оси вращени  диска . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Александров А-. Е. Подп тники гидрогенераторов, М.., Энерги , 1975, с. 32-50.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 585576, кл. Н 02 К 5/16, 1975ЛлА .