Реверсивный сегментный подпятник

 

РЕВЕРСИВНЫЙ СЕШЕНТНЫЙ ПОДПЯТНИК , содержащий пяту, опирающуюся на самоустанавливающиеся сегменты, смонтированные на промежуточных опорах с центральными выемками на опорной поверхности, установленных на опорных болтах, систему смазки, имеющую источник высокого давления, напорный трубопровод которого соединен гидравлически через обратный клапан с кольцевым коллектором распределения смазки под давлением в зону трения каждого сегмента и через перепускной клапан - с трубопроводом низкого давления, сдвигающее устройство изменения тангенциального положения сегментов относительно продольной оси опорных болтов с устройством его разгрузки при сдвиге, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности за счет обеспечения возможности изменения эксцентриситета сегментов без снятия с них нагрузки и улучшения гидродинамических характеристик в пусковом периоде, СП устройство для разгрузки вьтолнено С в виде дополнительного напорного трубопровода, соединяющего гидравлически через дроссель центральные выемки промежуточных опор с источником высокого давления в точке соединения его с перепускным и обратным клапанами.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

«|

РЕа1УБЛИН

acS (11) 31бР F 16 С 17/ОЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЦТМЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463897/25-27 (22) 05.07.82 (46) 07.07.84. Бюл. ¹ 25 (72) B.M.Сухар, В.В.Адаменка, А.С.Постников, Г.К.Грюнвальд и В.Г.Шамин (53) 621,822.5(088.8) (56) 1. Александров А.Е. Подпятник гидроагрегатов. M., "Энергия", 1975, с, 44-46, 112-115.

2. Кадэуо Тадзукэ, Подпятник с эксцентричной опорой для генераторов. двигателей ГАЭС, — "Мицубиси ДЭНКИ

ГИХО". 1965, т. 39, № 2, с. 10-13..

Перевод ВНИИэлектромашиностроения, Л., 1978 (прототип). (54)(57) РЕВЕРСИВНЫИ СЕГМЕНТНЬЙ ПОДПЯТНИК, содержащий пяту, опирающуюся на самоустанавливающиеся сегменты, смонтированные на промежуточных опорах с центральными выемками íà опорной поверхности, установленных на опорных болтах, систему смазки, имеющую источник высокого давления, напор ный трубопровод ко то рого соедин ен гидравлически через обратный клапан с кольцевым коллектором распределения смазки под давлением в зону тре. ния каждого сегмента и через перепускной клапан — с трубопроводом низкого давления, сдвигающее устройство изменения тангенциального положения сегментов относительно продольной оси опорных болтов с устройством его разгрузки при сдвиге, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности за счет обеспечения возможности изменения эксцентриситета сегментов беэ снятия с них нагрузки и улучшения гидродинамичес- Я ких характеристик в пусковом периоде, устройство для разгрузки выполнено в виде дополнительного напорного трубопровода, соединяющего гидравлически через дроссель центральные Ф выемки промежуточных опор с источником высокого давления в точке соединения его с перепускным и обратным клапанами.

1101604

Из обре тение относится к машино строению и может быть использовано, например, в вертикальных гидроагрегатах насосно-аккумулирующих гидроэлектростанций.

Известен подпятник, вращающаяся пята которого опирается на самоустанавливающиеся сегменты, смонтированные на промежуточных опорах (опорных тарелках), имеющих на опорной по- 1О верхности со стороны прилегания сегментов центральные выемки и установленных, в свою очередь, ча опорных болтах. Для облегчения пускового режима подпятник оснащен источником (насосом) высокого давления, напорный трубопровод которого соединен гидравлически через обратный клапан с кольцевым коллектором распределения сма ки под давлением в зону тре- gp ния каждого сегмента. Напорный трубопровод соединяется также гидравлически через перепускной клапан с трубопроводом низкого давления (всасывающей магистралью) (1) .

Известен реверсивный сегментный подпятник, содержащий сдвигающее устройство изменения тангенциального положения сегментов относительно вер30 тикальной оси опорных болтов и гидравлические домкраты для снятия нагрузки с сегментоз невращающегося подпятника, разгружая, тем самым, сдвигающее устройство при изменении тангенциального положения се"ментов. З5

Устройство изменения тангенциального положения сегментов может состоять например, из подвижного ползуна-обоймы, к которому жестко прикреплены упоры, фиксирующие сегменты в тангенциальном направлении. Перемещение ползуна-обоймы осуществляется силовым гидроцилиндром, при этом упоры, перемещаясь совместно с ползуномобоймой, смещают сегменты в тангенциальном направлении.

Дпя нормальной работы подпятника точка онирания каждого сегмента должна быть смещена в тангенциальном направлении по ходу вращения относи- 50 тельно центра тяжести рабочей поверхности сегмента (2j .

В реверсивных подпятниках со смещением (эксцентриситетом) равным нулю, резко увеличиваются потери на 55 трение, возрастает температура сегментов, уменьшается толщина масляной пленки, то ес гь,резко ухудшается ра бота по сравнению с подпятником с ненулевым тангенциальным эксцентриситетом сегментов при тех же нагрузках.

Работа реверсивного подпятника существенно улучшается, если для каждого направления вращения устанавливается свой заданный эксцентриситет с помощью устройства изменения тангенциального положения сегментов.

В известной конструкции реверсивного подпятника изменение тангенциального положения сегментов и подготовка к пуску осуществляется в следующей последовательности: подается под давлением жидкость в гидравлические домкраты и снимается нагрузка с сегментов подпятника, подается давление в гидроцилиндры перемещения ползунаобоймы и происходит смещение сегментов, затем снимается давление с гидравлических домкратов и сегменты начинают воспринимать нагрузку, после этого включается подача смазки под давлением в зону трения и начинается разгон вала агрегата.

Недостатком существенной конструкции реверсивного подпятника является его малая долговечность, так как необходимость снятия нагрузки с сегментов требует наличия гидравлических домкратов, что ухудшает параметры долговечности из-за существенного усложнения конструкции подпятника и

его эксплуатации за счет увеличения числа конструктивных элементов и автономных гидравлических систем подпят ника, усложнения процедуры реверса лодпятника из-за большого числа необходимых операций перед пуском. Кроме того, увеличивается время подготовки к пуску, что для некоторых машин, например для гидрогенераторов гидроаккумулирующих ГЭС, работающих в режиме покрытия пиков нагрузки в энергосистеме, является также недостатком, так как снижает оперативность включения агрегатов в сеть.

Целью изобретения является повышение долговечности за счет обеспечения возможности изменения эксцентриситета сегментов без снятия с нихнагрузки и улучшение гидродинамических характеристик в пусковом периоде.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивном сегментном подпятнике, содержащем пяту, опирающуюся на самоустанавливающиеся сегменты, смонтированные на промежуточных опо1101604 4 соса) 10 клапан открывает канал гидравлической связи напорной ма гистрали со всасывающей, при этом давление в кольцевом коллекторе 12 падает практически до нуля. При подаче смазки под высоким давлением от источника (насоса) 10 клапан 13 плавно с выдержкой времени перекрывает канал связи напорной.и всасывающей магистралей, предотвращая тем самым резкие скачки давления в системе.

Перед пуском подпятника с изменением направления вращения по сравнению с предшествующим режимом работы подается смазка под высоким давлением от источника (насоса) 10, при этом перепускной клапан 13 с выдержкой времени закрывается и масло через обратный клапан 14, коллектор 11 и подводящие трубки 18 подается в зону трения сегментов 1, образуя между вращающейся рабочей поверхностью втулки 2 и трущейся поверхностью сегмента 1 слой смазки. Из коллектора ,12 масло через подводящие трубки 16 и дроссели поступает в выемки 15 в центре каждой опоры (промежуточной . опорной тарелки) 3, при этом выемка

15 представляет собой камеру высоко го давления гидростатической опоры, обеспечивая создание устойчивой масляной пленки в плоскости прилегания сегмента 1 к промежуточной опоре (опорной тарелке) 3. Необходимое ограничение расхода смазки и независимость питания каждой выемки 15 обеспечивается дросселями 17. рах с центральными выемками на,опорной поверхности, установленных на опорных болтах, систему, смазки, включающую источник высокого давления, напорный трубопровод которого соединен гидравлически через обратный клапан с кольцевым коллектором распределения смазки под давлением и в зону трения каждого сегмента и через перепускной клапан с трубопроводом,10 низкого давления, содержащем также сдвигающее устройство изменения тангенциального положения сегментов относительно продольной оси опорных болтов с устройством его разгрузки 15 при сдвиге, последнее выполнено в виде дополнительного напорного трубопровода, соединяющего гидравлически через дроссель центральные выемки промежуточных опор с источником высо 20 кого давления в точке соединения его с перепускным и обратным клапанами.

На фиг. 1 показан реверсивный сегментный подпятник, радиальное сечение; 25 на фиг. 2 — упрощенная гидравлическая схема соединения центральных выемок промежуточных опор (опорных тарелок) с источником высокого давления.

Самоустанавливающиеся сегменты 1, воспринимая нагрузку от вращающеися

30 втулки 2, опираются на промежуточные опоры (опорные тарелки) 3, которые расположены на опорных винтах 4.

Тангенциальные упоры 5 жестко соединены с кольцевым ползуном-обоймой 35

6. К неподвижному основанию. 7 прикреплен силовой гидроцилиндр 8, который своим штоком воздействует на тягу 9, также жестко соединенную с кольцевым ползуном-обоймой 6. Напорная 40 магистраль источника (насоса) 10 высокого давления гидравлически соединена с кольцевыми коллекторами 11 и

12 и со всасывающей магистралью через перепускной клапан 13 коллектор

11 соединен с напорным трубопроводом через обратный клапан 14. Выемка 15 в центре каждой промежуточной опоры опорной тарелки 3 соединяется гидравлически трубкой 16 с коллектором 12 50 через дроссель 1?. Подача смазки под давлением в зону трения каждого сегмента осуществляется из коллектора

11 через трубки подвода смазки 18.

Функциональное назначение клапана:55 перепускного 13 заключается в том, что при отсутствии подачи смазки под высоким давлением от источника (иа

Таким образом, сегмент 1 по обеим плоскостям прилегания и передачи нагрузки оказывается разделен смазочным

1 слоем. После этого. подается давление в гидроцилиндр 8, который воздействует с свои штоком на тягу 9 и поворачивает кольцевой ползун-обойму 6.

Тангенциальные упоры 5, жестко связанные с ползуном-обоймой, перемеыают сегменты 1 в заданное для данного нап ° равления вращения положение,,обеспе-, чивая требуемый эксцентриситет. Затем осуществляется разгон до номинальной частоты вращения, после чего подача смазки под высоким давлением от источника (насоса) 10 прекращается, йерепускной клапан 13 открывается, связывая выемки 15 со всасывающей магистралью низкого давления, тем самым устраняя воэможность сохранения дав1101604 ления в выемке и влияния его на дефо .ормационное состояние сегмента 1.

Зона трения сегментов, являющаяся зонои высокого давления и связанная с коллектором 11, отсекается от зоны 5 низкого давления обратным клапаном 14.

При пусках без изменения направления вращения и при остановах давление в гидроцилиндр 8 не подается.

Повышение долговечности происходит 0 иэ- эа упрощения конструкции подпятника и его эксплуатации за счет исключения необходимости гидравлических домкратов и гидросистемы управления ими. Упрощается также процесс реверса подпятника, сокращается время, необходимое для реверса.

Возможность перемещения сегментов без разгрузки их гидравлическими домкратами обеспечивается созданием ус- 20 тойчивой масляной пленки в плоскостях прилегания сегмента к рабочей поверхности втулки 2 и к поверхности прилегания к промежуточной опоре (опорной тарелке) 3, в связи с чем значительно уменьшаются силы трения, препятствующие смещению сегментов и разгружается смещающее устройство.

Так, например, для реверсивного подпятника, воспринимающего перед пуско .30 нагрузку порядка 10 мм, необходимое усилие для смещения всех сегментов со скоростью 0,02 м/с при температуре о ,смазки 20 С и минимальной толшике смазочного слоя 2-10 м и составит не

-Б менее 1 КН, что обуславливает применение относительно малогабаритного силового цилиндра 8.

Отсутствие масляной пленки хотя бы в одной из двух плоскостей прилегания сегмента 1 делает невозможным смещение сегментов беэ снятия с них нагрузки вследствие опасности задира трущихся поверхностей. Кроме того в

7 этом случае требуется гидроцилиндр с усилием 2 МН, что существенно усложняет конструкцию подпятника и увеличивает его габариты.

Предлагаемая конструкция реверсивного подпятника обеспечивает также дополнительный положительный эффект при пуске, связанный с тем, что подача давления в выемку 15 исключает деформацию сегмента на время пуска выпуклостью в сторону выемки 15, обеспечивая плоскую или выпуклую в сторону рабочей поверхности втулки 2. форму трущейся поверхности сегмента 1.

1идродинамические расчеты свидетельствуют, что такая форма рабочей поверхности сегмента обеспечивает меньшие потери и большую толщину масляной пленки в период пуска, т.е. улучшаются гидродинамические характеристики подпятника в пусковом периоде.

1 1.01604

Составитель Б.Моисеева

Редактор А.Шандор Техред А. Ач Корректор С. Шекмар

Заказ 4740/22 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4