Устройство и принцип действия упорных

Подшипников скольжения

 

Упорные подшипники предназначены для восприятия осевого усилия, действующего на ротор вследствие наличия осевых сил на рабочих лопатках, перепада давлений на дисках и торцевых поверхностях вала ротора. Кроме того, упорные подшипники служат для осевой центровки ротора относительно корпуса турбины.

В настоящее время применяют только одногребенчатые упорные подшипники скольжения. Они могут быть с поворотными или неподвижными упорными подушками. В свою очередь, первые разделяются на упорные подшипники с неподвижными опорами упорных подушек и на упорные подшипники с подвижными опорами упорных подушек (подшипники с уравнительным устройством). В подшипниках с поворотными упорными подушками допускается удельное давление на подушках 2 – 3 МПа.

На рисунке 50 схематически поясняется принцип работы упорного подшипника. По окружности упорного гребня 4 размещены 6 – 12 упорных подушек 1, которые с тыльной стороны имеют опоры, расположенные за геометрическим центром поверхности подушки (в направлении вращения гребня). В начале вращения ротора рабочая поверхность подушки параллельна поверхности гребня, масло силой трения затягивается в зазор между гребнем и подушкой. Вследствие разности площадей рабочей поверхности упорной подушки относительно ее опоры возникает момент сил, обеспечивающий поворот упорной подушки, в результате чего образуется масляный клин. По мере роста осевой силы, действующей на ротор, минимальный зазор между гребнем и упорной подушкой уменьшается, а угол поворота подушки увеличивается.

 

Рисунок 50 – Принцип работы упорного подшипника

 

На рисунке 51 приведена конструкция упорного подшипника с уравнительным устройством, используемого в главных турбинах транспортных судов. Подшипник состоит из разъемного цилиндрического корпуса 12 с торцевой крышкой 14, внутри которого (с обеих сторон упорного гребня, на рисунке не показанного) размещаются верхняя и нижняя половины обойм 13, упорные подушки 10, уравнительные подушки первого ряда 8 и уравнительные подушки второго ряда 17 (поворотные уравнительные подушки).

Упорные подушки – латунные, облицованы баббитом Б83. С задней стороны они имеют каленые шаровые опоры 11, которыми они опираются на уравнительные подушки первого ряда 8. Упорные подушки заводят в радиальные пазы в обоймах и удерживаются в них от проворачивания. Сами обоймы удерживаются от проворачивания шпонками 16. Уравнительные подушки 8 опираются своими рычагами на подушки 17 с опорами 2, закрепленными в крышках 3 обойм. Опоры 2 удерживаются от проворачивания шпонками 1.

Рисунок 51 – Упорный подшипник с уравнительным устройством

 

Зазор между торцом лопатки и корпусом при наличии коротких лопаток относительно больше, чем при длинных. В результате этого у компрессора с короткими лопатками увеличивается обратное перетекание воздуха в зазоре и, следовательно, уменьшается степень повышения давления компрессора. При постоянном внутреннем или среднем диаметре лопатки последних ступеней более длинные, поэтому и перетекания меньше. Степень повышения давления ступеней остается постоянной (при постоянном

усилия на упорных подушках. Эти усилия зависят от зазора между гребнем и упорной подушкой. При увеличении зазора вследствие неточной сборки или изнашивания подушки усилие на ней уменьшится, эта подушка с меньшей силой будет давить на свою уравнительную подушку 8 (рис. 52). В соседних поворотных уравнительных подушках появится вращающий момент, увеличивающий давление плеча на уравнительную подушку 8, которая переместится к гребню и переместит к гребню упорную подушку 10. В результате усилие на упорной подушке возрастет и станет одинаковым с усилием на других подушках.

Наличие уравнительного устройства усложняет конструкцию упорного подшипника, но упрощает его сборку, так как при этом не требуется высокой точности установки упорных подушек с одинаковым зазором (это условие

Рисунок 52 – Схема цепного уравнительного устройства

 

обязательно в упорных подшипниках с фиксированными упорами).

Смазка упорных, как и опорных подшипников скольжения, производится под давлением. Масло подводится снизу по каналам 5. Отвод масла производится сверху, в результате чего корпус подшипника постоянно заполнен маслом, что практически исключает сухое трение при начале вращения ротора. В сливных отверстиях установлены шайбы для регулирования расхода циркулирующего масла.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Каково назначение упорного подшипника?

2. Назовите основные элементы самоустанавливающегося упорного подшипника.

3. Каким образом фиксируются упорные подушки от проворачивания?

4. Где осуществляется подвод и отвод масла в упорном подшипнике?

5. Расскажите схему компенсации перекоса вала с помощью уравнительных подушек.

 

Список использованной литературы

1. Рис ВФ. Центробежные компрессорные машины. – 3-е изд., перераб. и доп. / В.Ф. Рис. – Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1981. - 351 с.

2. Зайцев В.И. Судовые паровые и газовые турбины. / В.И. Зайцев, Л.Л. Грицай, А.А. Моисеев. – М.: Транспорт, 1981. – 312 с.

3. Байков Б.П. Турбокомпрессоры для поддува дизелей: Справочное пособие. / Б.П. Байков, В.Г. Бордуков, П.В. Иванов, Р.С. Дейч. - Л.: Машиностроение, 1975. – 200 с.

4. Кириллов И.И. Теория турбомашин. / И.И. Кириллов. - Л., Машиностроение, 1972. – 536 с.

5. Курзон А.Г. Теория судовых, паровых и газовых турбин / А.Г. Курзон. - Л.: Судостроение, 1970. - 592 с.

6. Жирицкий, Г.С. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов / Г.С. Жирицкий, В.И. Локай, М.К. Максутова, В.А. Стрункин. - М.: Машиностроение, 1971. - 620 с.

7. Щегляев, А.В. Паровые турбины / А.В. Щегляев. - М.: Энергия, 1978. - 355 с.

8. Библиотеки вузов России http://library.mstu.edu.ru/resources/edu_lib.shtml

 

 

Вячеслав Леонтьевич Конюков

 

 

СУДОВЫЕ ТУРБОМАШИНЫ

 

Практикум по изучению устройства и принципа действия

 судовых турбомашин и их элементов для курсантов

специальности 26.05.06 Эксплуатация судовых энергетических установок очной и заочной форм обучения

 

 

Тираж ________экз. Подписано к печати ________.

Заказ №_____. Объём 2,5 п.л.

ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет»

298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 82.