專利名稱：液壓彈性支承雙排瓦推力軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
液壓彈性支承雙排瓦推力軸承屬于大型水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域里的技術(shù)。它用于支承大型立式水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，并承受該水輪機(jī)的軸向水推力。
推力軸承所承受的軸向推力由大軸經(jīng)推力頭、鏡板施加在推力軸承的瓦面上，推力軸承的支承結(jié)構(gòu)對(duì)推力瓦的變形以及推力軸承的運(yùn)行性能有重大影響。目前我國(guó)設(shè)計(jì)制造的大型立式水輪發(fā)電機(jī)組，當(dāng)推力軸承的負(fù)載超過(guò)1000噸時(shí)，通常采用液壓彈性支承推力軸承，其最大負(fù)載為3300噸，扇形推力瓦的外徑為3900mm，內(nèi)徑為2450mm，共由18塊瓦組成，每塊瓦直接裝在一個(gè)液壓彈性油箱的環(huán)形面上，因而在環(huán)形底板上共裝有18個(gè)彈性油箱，相鄰的油箱聯(lián)通，使所有油箱的油路聯(lián)通，當(dāng)推力軸承承載后，各油箱的油路形成油壓負(fù)反饋?zhàn)饔?，自?dòng)地調(diào)節(jié)了各瓦的受力平衡，使之受力充分均勻，顯著減少了安裝時(shí)各瓦高度的誤差或鏡板波浪度的影響。實(shí)踐證明液壓彈性支承的推力瓦實(shí)際安裝受力誤差不超過(guò)3％。但由于推力瓦為單排瓦，當(dāng)瓦的徑向尺寸較長(zhǎng)、瓦面積較大時(shí)，瓦的變形較大，運(yùn)行中瓦面與鏡板之間形成的油膜易受破壞，導(dǎo)致瓦與鏡板劇烈磨擦，全國(guó)已發(fā)生過(guò)多次推力軸承燒瓦故障。隨著我國(guó)大型水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的增加，推力軸承的負(fù)載增大，尤其是國(guó)家重點(diǎn)水電項(xiàng)目三峽電站單機(jī)推力軸承的總負(fù)載高達(dá)5000-6000噸，居世界首位，使得推力瓦的徑向尺寸增長(zhǎng)，扇形狹長(zhǎng)，面積增大。如果參照以往推力軸承的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，則推力瓦的變形難免增大，運(yùn)行的安全問(wèn)題更加嚴(yán)重，因而推力軸承的設(shè)計(jì)成為三峽機(jī)組的重大關(guān)鍵。根據(jù)有關(guān)資料介紹前蘇聯(lián)在大型水電機(jī)組上采用平衡梁支承雙排瓦推力軸承，它將大面積狹長(zhǎng)形的單排推力瓦，在徑向一分為二，形成內(nèi)、外兩排推力瓦，在鏡板的下面由雙排推力瓦面承受推力。在該推力軸承中內(nèi)排瓦和外排瓦各由一個(gè)托盤(pán)承托著，托盤(pán)的下面又分別由支柱螺絲支承，內(nèi)排瓦和外排瓦下面的支柱螺絲成對(duì)地裝配在同一個(gè)略具彈性的平衡梁上，它藉以按比例地分配內(nèi)、外排瓦上的負(fù)載。這種支承結(jié)構(gòu)的推力軸承雖在相當(dāng)程度上解決了大型水輪發(fā)電機(jī)大負(fù)載、大尺寸推力軸承的推力瓦變形問(wèn)題，但實(shí)驗(yàn)證明其推力瓦受力不均仍相當(dāng)嚴(yán)重。例如，在5.7kw 62.5轉(zhuǎn)/分的新西伯利亞電站水電機(jī)組的平衡梁支承雙排瓦推力軸承中，推力瓦最大受力與最小受力之差竟達(dá)各瓦平均受力的70％，雖經(jīng)在托盤(pán)上貼應(yīng)變片用應(yīng)變儀重新調(diào)整各瓦受力，其值減小為17％，但由于鏡板波浪度的影響其值在運(yùn)行中實(shí)測(cè)為27％，受力不均的程度仍然較大，而且該推力軸承各瓦受力平衡的調(diào)節(jié)相當(dāng)困難，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)燒瓦故障。
本發(fā)明的目的是提供一種液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，它既能減小推力瓦的變形，又能使各內(nèi)、外排瓦自動(dòng)按比例勻稱地受力，解決了大型推力軸承中存在的關(guān)鍵問(wèn)題，提高大型推力軸承的承載能力和運(yùn)行的可靠性。
本實(shí)用新型液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，采用雙排液壓彈性油箱支承雙排瓦結(jié)構(gòu)，它將每塊扇形的內(nèi)排瓦和外排瓦分別直接裝在相應(yīng)的內(nèi)排彈性油箱和外排彈性油箱上，然后將一定組數(shù)的內(nèi)、外排彈性油箱固定在環(huán)形底板上(油箱的組數(shù)根據(jù)所設(shè)計(jì)推力軸承的技術(shù)參數(shù)而定)，在每排彈性油箱中相鄰的油箱油路聯(lián)通，并且在內(nèi)排與外排彈性油箱之間油路徑向聯(lián)通，徑向聯(lián)通的支路數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。內(nèi)排和外排彈性油箱的直徑按設(shè)計(jì)時(shí)選取的內(nèi)排瓦和外排瓦面積以及平均單位壓力(亦即受力比例)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般內(nèi)排瓦的面積小于外排瓦的面積，因而內(nèi)排彈性油箱的承壓直徑小于外排彈性油箱的承壓直徑。
采用液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，液壓彈性油箱承受著每塊推力瓦的負(fù)載，由于每排、內(nèi)排與外排間油路相通，各油箱的油路形成油壓負(fù)反饋?zhàn)饔茫詣?dòng)地調(diào)節(jié)了各瓦受力。又由于縮小了瓦的徑向尺寸，并且改善了瓦的支承條件，從而顯著地減小了瓦的變形，保證推力瓦面與鏡板間的最小油膜厚度，避免油膜受到破壞和產(chǎn)生燒瓦故障，提高了大型推力軸承的承載能力和運(yùn)行的可靠性，滿足三峽機(jī)組及大型水電機(jī)組推力軸承的設(shè)計(jì)要求。另外，采用雙排瓦結(jié)構(gòu)，瓦的夾角減小，瓦間距離增大，還將有利于潤(rùn)滑油的流動(dòng)和降低推力瓦的運(yùn)行溫度。彈性油箱及各通油管采用焊接工藝密封，使油箱密封不漏油，提高了運(yùn)行的可靠性。


圖1液壓彈性支承雙排瓦推力軸承的剖面圖圖2單波紋彈性油箱的剖面圖圖3雙排瓦彈性油箱底板分布圖圖中1、鏡板 2、外排瓦3、內(nèi)排瓦4、外排彈性油箱 5、內(nèi)排彈性油箱6、周向通油管7、徑向通油管8、環(huán)形底板本實(shí)用新型液壓彈性支承雙排瓦推力軸承如圖1所示，它直接把扇形的外排瓦2和內(nèi)排瓦3，分別裝在外排彈性油箱4和內(nèi)排彈性油箱5上端的環(huán)型面上，并按照設(shè)計(jì)要求將一定組數(shù)的內(nèi)、外排彈性油箱按圖3所示的分布位置固定地安裝在環(huán)形底板8上，因而在鏡板1的下面由內(nèi)、外雙排瓦面承受軸向推力，組成內(nèi)、外雙排彈性油箱支承的雙排瓦結(jié)構(gòu)，在每排彈性油箱中相鄰的油箱由一個(gè)周向通油管6聯(lián)通，并且在內(nèi)排與外排油箱間由一個(gè)徑向通油管7聯(lián)通，該彈性油箱是在園柱筒的內(nèi)、外園車(chē)制交錯(cuò)的環(huán)形溝槽形成彈簧，根據(jù)設(shè)計(jì)需要其波紋數(shù)可制成4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)或1個(gè)(即單波紋彈性油箱如圖2所示)，由單波紋彈性油箱構(gòu)成的推力軸承，其特點(diǎn)是比多波紋彈性油箱制造加工工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)保留一般多波紋彈性油箱焊接密封的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)排瓦和外排瓦可以采用雙層瓦結(jié)構(gòu)，其中上層為薄瓦、下層為托瓦，兩瓦間由鍵聯(lián)接，也可以采用單層瓦結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特征是每塊扇形的內(nèi)排瓦和外排瓦分別直接裝在相應(yīng)的內(nèi)排液壓彈性油箱和外排液壓彈性油箱的環(huán)形面上，由一個(gè)內(nèi)排和一個(gè)外排液壓彈性油箱組成一組，內(nèi)排彈性油箱安裝在環(huán)形底板的內(nèi)側(cè)，外排彈性油箱安裝在環(huán)形底板的外側(cè)，在鏡板的下面由內(nèi)、外雙排瓦面承載著軸向推力，在每排彈性油箱中相鄰油箱的油路，由周向通油管聯(lián)通，并且在內(nèi)排與外排彈性油箱之間的油路由徑向通油管聯(lián)通，徑向聯(lián)通的支路數(shù)最多為內(nèi)、外排彈性油箱的組數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特征是內(nèi)、外排彈性油箱是內(nèi)、外園車(chē)制成彈簧，其波紋數(shù)可制成4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)或1個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特征是彈性油箱波紋數(shù)為1的單波紋彈性油箱焊接密封。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特征是內(nèi)排瓦和外排瓦可以分上、下兩層，上層為薄瓦，下層為托瓦，也可以是單層瓦結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓彈性支承雙排瓦推力軸承，其特征是內(nèi)排瓦的面積小于外排瓦的面積，內(nèi)排彈性油箱的承壓直徑小于外排彈性油箱的承壓直徑。
專利摘要液壓彈性支承雙排瓦推力軸承屬于大型水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域里的技術(shù)，它用于支承大型水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，并承受該水輪機(jī)的軸向水推力。該推力軸承采用雙排液壓彈性油箱支承雙排瓦結(jié)構(gòu)，直接在內(nèi)、外排瓦的下面裝配相應(yīng)的液壓彈性油箱，然后把各彈性油箱按照確定的位置固定在環(huán)形底板上，各彈性油箱之間周向和徑向的油路相通，使內(nèi)、外排瓦按設(shè)計(jì)要求的比例受力，并使每排瓦受力充分均勻。從而減小大型推力軸承推力瓦的變形，改善大型推力軸承的性能，提高大型推力軸承的承載能力和運(yùn)行的可靠。
文檔編號(hào)F03B11/06GK2258918SQ9522292
公開(kāi)日1997年8月6日 申請(qǐng)日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月22日
發(fā)明者王初銘 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司