一種高速滑動(dòng)固定瓦推力軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及固定瓦推力軸承的應(yīng)用技術(shù)，尤其涉及一種高速滑動(dòng)固定瓦推力軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]給水泵汽輪推力軸承的主要作用是承受汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中的軸向推力，維持小汽輪機(jī)通流部分和靜止部件軸向的位置，因此推力軸承的正常工作是小汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的先決條件之一。推力軸承的瓦塊溫度是推力軸承運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)，在機(jī)組運(yùn)行過程中，瓦塊溫度過高，留有的運(yùn)行余量相對(duì)過小，則會(huì)加速推力瓦塊的磨損和潤(rùn)滑油質(zhì)的老化，嚴(yán)重的將導(dǎo)致推力瓦塊被燒毀，近而造成小汽輪機(jī)產(chǎn)生重大損壞等事故。
[0003]目前，常用的是平面扇形可傾瓦推力軸承，雖然它能夠維持良好的工作狀態(tài)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低、制造成本相對(duì)較高。
[0004]授權(quán)公告號(hào)為CN2900796Y的實(shí)用新型專利公開了一種渦輪增壓器止推軸承，屬于動(dòng)力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。止推軸承由沿圓周均布的8塊軸承瓦塊組成，軸承瓦塊由油楔斜面、軸承瓦塊平面和油槽組成,油楔斜面在油槽和軸承瓦塊平面中間，油楔斜面的油楔深度為0.05-0.1_，包角分別為軸承瓦塊包角的4/5和3/5，油楔斜面的斜面是一個(gè)空間曲面。雖然該實(shí)用新型的止推軸承的承載能力有所提高，可達(dá)到4.68KN，是平面軸承的9.2倍，但是隨著工程技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對(duì)軸承承載能力的要求也越來越高，因此該實(shí)用新型的技術(shù)方案還有待進(jìn)一步提高或者改進(jìn)。另外，該實(shí)用新型的油楔斜面只有一個(gè)方向傾斜，因此在推力瓦軸承運(yùn)行過程中，會(huì)有油從外側(cè)邊緣甩出來，從而降低了油膜的剛度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種高速滑動(dòng)固定瓦推力軸承，包括推力軸承、前徑向軸承，二者置于同一個(gè)軸承體內(nèi)，組成聯(lián)合軸承，所述推力軸承由工作面推力瓦和非工作面推力瓦組成，瓦塊為斜面與支撐平面組合而成的扇形，所述斜面向兩個(gè)方向傾斜。
[0006]斜面向兩個(gè)方向傾斜，底部斜面間隙大于上部斜面間隙，這樣在運(yùn)行過程中能夠減少外側(cè)邊緣甩出的油量，同時(shí)增加油膜的厚度和剛度，這樣的設(shè)計(jì)在隨后的更改過程中取得了良好的效果。
[0007]本實(shí)用新型的高速滑動(dòng)固定瓦推力軸承適用于給水泵汽輪機(jī)，其具有線性支撐的特點(diǎn)，通過優(yōu)化推力瓦的斜面與支撐平面組合扇形、調(diào)整工作面推力瓦與非工作面推力瓦進(jìn)油量的比例、改變推力瓦出油口大小等，來滿足給水泵汽輪機(jī)在正常運(yùn)行過程中，軸承內(nèi)推力瓦的溫度達(dá)到要求。給水泵汽輪機(jī)在正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)速(4000-6000r/min)下，推力瓦的溫升很小，保持在70°C以下，完全能夠滿足推力在50KN以下的運(yùn)行。
[0008]優(yōu)選的是，所述推力瓦由沿圓周均勻分布的十塊瓦塊、回油槽、環(huán)形腔室、斜面、支撐平面組成。
[0009]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜面置于回油槽與支撐平面之間，所述環(huán)形腔室置于回油槽的下方。
[0010]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述斜面包括內(nèi)斜面、外斜面，所述支撐平面包括內(nèi)支撐平面、外支撐平面。
[0011]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述內(nèi)斜面的一邊與所述環(huán)形腔室相連，相對(duì)的另一邊與內(nèi)支撐平面相連。
[0012]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述外斜面的一邊與所述回油槽相連，相對(duì)的另一邊與外支撐平面相連。
[0013]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述內(nèi)斜面高度與油膜厚度之比為2-4:1。內(nèi)斜面高度與油膜厚度之比是否合適，對(duì)固定瓦推力軸承的性能影響頗大。本實(shí)用新型經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)內(nèi)斜面高度與油膜厚度之比小于2時(shí)，會(huì)導(dǎo)致較高的工作溫升和功耗；當(dāng)內(nèi)斜面高度與油膜厚度之比大于等于2，且小于3時(shí)，雖然工作溫度和功耗有所降低，但是內(nèi)斜面加工困難；當(dāng)內(nèi)斜面高度與油膜厚度之比大于等于3，且小于等于4時(shí)，可避免上述缺陷的產(chǎn)生。
[0014]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述內(nèi)斜面高度與油膜厚度之比為3-3.8:1。本實(shí)用新型經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，3-3.8:1為更為優(yōu)選的范圍值。
[0015]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述內(nèi)斜面高度與所述外斜面高度之比為1.5-2.3:I。本實(shí)用新型經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)內(nèi)斜面高度大于外斜面高度時(shí)，推力瓦在運(yùn)行過程中，能夠大大減少外側(cè)邊緣甩出的油量，同時(shí)進(jìn)一步增加油膜的剛度。
[0016]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述內(nèi)支撐平面寬度為所述支撐平面長(zhǎng)度的
0.1-0.3倍。軸承啟動(dòng)時(shí)，推力瓦與推力盤之間的潤(rùn)滑膜尚未建立，為保證啟動(dòng)性能，內(nèi)支撐平面寬度為支撐平面長(zhǎng)度的0.1-0.3倍。若內(nèi)支撐平面寬度過小，則會(huì)造成平均壓比不夠，若內(nèi)支撐平面寬度過大，則在高速運(yùn)行過程中油膜厚度不夠。推力瓦按十塊計(jì)算，啟動(dòng)時(shí)平均壓比為0.6-2.HMPa0推力瓦理論最高承受的平均壓比可達(dá)到7.0MPa，但是為使推力瓦與推力盤之間能夠保持適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油膜厚度，以及避免軸承溫度過高，則最大瞬時(shí)壓比應(yīng)不大于4.0MPa0
[0017]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述外支撐平面寬度為所述內(nèi)支撐平面寬度的
1.75-2.2 倍。
[0018]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述回油槽高度為油膜厚度的30-45倍。
[0019]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述回油槽寬度為所述環(huán)形腔室寬度的0.65-0.8倍。
[0020]本實(shí)用新型經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，為了減少推力瓦出口邊流出的潤(rùn)滑油與環(huán)形腔室的潤(rùn)滑油的混合量，可適當(dāng)增加推力瓦回油槽的寬度，其寬度為環(huán)形腔室寬度的0.65-0.8倍，回油槽高度為油膜厚度的30-45倍，這樣能夠減少回油槽內(nèi)冷油的流失，同時(shí)又不妨礙熱油的流出，進(jìn)而促進(jìn)潤(rùn)滑油的循環(huán)。
[0021]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述聯(lián)合軸承包括聯(lián)合軸承上蓋、聯(lián)合軸承下座、聯(lián)合軸承瓦枕、聯(lián)合軸承襯瓦，所述聯(lián)合軸承瓦枕和聯(lián)合軸承襯瓦置于由聯(lián)合軸承上蓋與聯(lián)合軸承下座形成的腔體內(nèi)。
[0022]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述聯(lián)合軸承襯瓦置于聯(lián)合軸承瓦枕的內(nèi)側(cè)。
[0023]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述聯(lián)合軸承瓦枕包括聯(lián)合軸承上球面瓦枕、聯(lián)合軸承下球面瓦枕，所述聯(lián)合軸承下球面瓦枕上設(shè)置推力瓦進(jìn)油口。
[0024]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述聯(lián)合軸承瓦枕的一側(cè)設(shè)置工作面推力瓦，相對(duì)的另一側(cè)設(shè)置非工作面推力瓦。
[0025]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述推力瓦進(jìn)油口的兩側(cè)分別設(shè)置工作面推力瓦進(jìn)油口和非工作面推力瓦進(jìn)油口，所述工作面推力瓦進(jìn)油口和非工作面推力瓦進(jìn)油口與所述推力瓦進(jìn)油口相連通。
[0026]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述工作面推力瓦進(jìn)油口直徑與非工作面推力瓦進(jìn)油口直徑之比為1.5-3:1。本實(shí)用新型通過計(jì)算得到，推力在50KN以下時(shí)，所需油量為160-260L/min，而非工作面推力瓦的推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作面推力瓦的推力，因此非工作面推力瓦所需油量相對(duì)較小。本實(shí)用新型經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，工作面推力瓦進(jìn)油口直徑與非工作面推力瓦進(jìn)油口直徑之比為1.5-3:1時(shí)，則工作面推力瓦的進(jìn)油量相應(yīng)增加，同時(shí)非工作面推力瓦的進(jìn)油量也能夠完全得到滿足，既經(jīng)濟(jì)又合理。
[0027]本實(shí)用新型的高速滑動(dòng)固定瓦推力軸承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與制造容易，在運(yùn)行過程中能保證各軸向間隙良好，并且承載能力比同尺寸的球鉸支承的可傾瓦軸承高10-17%，其作為液體動(dòng)壓軸承，可廣泛用于中、小型設(shè)備中。因此，將其用于工況基本穩(wěn)定且不頻繁在載荷下起動(dòng)、停車或有靜壓頂起裝置的中、小型設(shè)備上，可比采用可傾瓦推力軸承的制造成本低，并且軸承尺寸小，精度高，運(yùn)行壽命