Гидродинамический подшипник скольжения

 

Использование: для повышения надежности подшипника путем повышения быстродействия и чувствительности термоконтроля . Сущность изобретения: гидродинамический подшипник скольжения содержит сегменты 1, покрытые антифрикционным слоем 2. Датчик температуры 3 установлен внутри герметичной камеры 4, выполненной в теле сегмента 1. Герметичная камера 4 соединена входным отверстием 5 и выходным отверстием 6 с поверхностью скольжения. Входное отверстие 5 расположено в центральной зоне сегмента , а выходное отверстие 6 - у наружной кромки сегмента. При работе подшипника в камеру попадает смазка с температурой, близкой к максимальному значению, что дает возможность оперативно реагировать на изменение параметров трения сегмента, 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (sI)s F 16 С 17/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

C) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846353/27 (22) 03.07,90 (46) 23.10.92. Бюл. М 39. (75) А.В.Хренов, А.Е,Александров, Ю.А.Дегусаров, В.К.Белянин. В,В.Блинов и Т.Я.Терехова (56) Александров А.Е,,Подпятники гидроагрегатов. — М.: Энергия, 1975, с. 220 — 226, (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Использование: для повышения надежности подшипника путем повышения быстродействия и чувствительности термоконтроля. Сущность изобретения: гидродинамический подшипник скольжения содержит сегменты 1, покрытые антифрикционным слоем 2. Датчик температуры 3 установлен внутри герметичной камеры 4, выполненной в теле сегмента 1. Герметичная камера 4 соединена входным отверстием 5 и выходным отверстием 6 с поверхностью скольжения. Входное отверстие 5 расположено в центральной зоне сегмента, а выходное отверстие 6 — у наружной кромки сегмента, При работе подшипника в камеру попадает смазка с температурой, близкой к максимальному значению, что дает возможность оперативно реагировать на изменение параметров трения сегмента, 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1770625

Изобретение относится к области машиностроения, конкретнее к конструкции сегментных гидродинамических подшипников. Такие подшипники получили широкое распространение в качестве осевых и радиальных опор роторов, например, гидроагрегатов ГЭС. Действие этих подшипников основано на гидродинамическом эффекте образования смазочного клина между поверхностью трения сегмента и скользящей поверхностью ротора за счет постоянного расхода смазки через поверхность сегмента.

Известен подшипник, в котором токопроводящий антифрикционный слой соединен с одним из концов изолированного проводниКа и образуют термопару. Другой конец проводника соединен с токопроводящим оскованием, Сигнал с термопары подается на вход усилителя устройства сигнализации о перегреве сегмента (см. а. в. СССР М 608017, кл. F 1 6 С 17/24, опубл.

БИ и 19, 1978).

Недостатком конструкции является сложность изготовления сегментов, нестабильность во времени показаний термопар.

Кроме того устройство может использоваться только в сегментах с токопроводящим покрытием и неприменимо в сегментах с изоляционным, например, фторопластовым покрытием, Наиболее близким по технической сущности является гидродинамический подшипник (см. Александров А.Е. Подпятники гидроагрегатов. — М.: Энергия, 1975, с, 220—

226), содержащий сегменты и установленные в их теле датчики температуры, соединенные с устройством контроля нагрева. Нагрев датчика происходит за счет передачи тепла с поверхности трения через тело сегмента, Недостатком устройства является его высокая инерционность. Если происходит повреждение поверхности трения сегмента с резким нагревом, то из-за удаленности от поверхности датчик реагирует с запозданием, что делает невозможным предотвращение развития аварии и снижает надежность подшипника. Другой. недостаток устройства — его низкая чувствительность для сегментов, у которых поверхность трения покрыта теплоиэоляционным материалом, например, фторопластом. В этом случае теплопередачи от смазочного слоя к датчику почти полностью отсутствует и он реагирует на суммарное повышение температуры смазки вокруг сегмента, а не на тепловые процессы ка поверхности трения, Это делает невозможным предотвращение развития аварий и снижает надежность подпятника.

20

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение надежности подшипника путем повышения быстродействия и чувствительности термоконтроля.

Поставленная цель достигается тем, что в гидродинамическом подшипнике, содержащем сегменты с выполненным в их теле герметичными камерами для установки в упомянутых камерах датчиков температуры, соединенных с устройством контроля нагрева, каждая камера выполнена в центральной зоне сегмента в. виде радиального канала и снабжена по меньшей мере одним входным отверстием для захода смазки, расположенным в центральной зоне сегмента и соединяющим упомякутую камеру с рабочей поверхностью скольжекия сегмента, а также выходным отверстием для вытекания смазки, расположенным у наружной кромки сегмента. Причем камера может быть соединена выходным отверстием с рабочей поверхностью скольжения и может быть соединена выходным отверстием с окружающим пространством, а выходное отверстие снабжено дросселем сопротивления вытеканию смазки.

Новизна предлагаемого технического решения состоит в новой совокупности известных признаков.

Благодаря взаимодействию перечисленных признаков появилось новое свойство — непосредственный контакт термодатчика со смазочным материалом.

Несовпадение свойств заявленного и известного решения дает основание признать существенность отличий.

Вышеописанное свойство является причиной возникновения сверхсуммарного положительного эффекта, выражающегося в повышении надежности подпятника за счет быстродействия термодатчика, кото рый мгновенное дает сигнал о повреждении поверхности трения сегмента, что позволяет предотвратить аварию.

На фиг. 1 показан сегмент подпятника план; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 с эпюрой давления; на фиг. 3 — другой вариант сегмента, план . на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 3.

Поверхность скольжения сегмента 1 покрыта антифрикционным слоем 2. Датчик температуры 3 установлен внутри герметичной камеры 4, соединенной входным отверстием 5 и выходным отверстием 6 с рабочей поверхностью скольжения. Стрелки 7 показывают направление хода смазки, а линия 8— эпюра гидродинамического давления (фиг.

2). Входное отверстие 5 расположено под максимальной точкой эпюры давления 8, а

1770625

10

50 выходное отверстие 6 — на противоположной стороне камеры 4 ближе к краю сегмента в зоне малого давления.

На фиг, 3, 4 показан другой пример реализации изобретения, соответствующий пунктам 1 и 3 формулы изобретения, Камера

4 соединена тремя входными отверстиями 5 с рабочей поверхностью скольжения. Выходное отверстие 9 направлено вниз и соединяет камеру 4 с окружающим пространством, На выходе из отверстия 9 установлен регулируемый дроссель 10.

При работе подпятника на рабочей поверхности скольжения сегмента 1 образуется гидродинамическое давление, зпюра 8 которого в сечении А-А показан на фиг. 2.

Давление имеет максимум в центральной зоне рабочей поверхности скольжения сегмента 1 и плавно уменьшается до нуля на краях антифрикционного слоя 2. За счет перепада давлений над отверстиями 5 и 6 (см. фиг. 2} масло перетекает из входного отверстия 5 в выходное отверстие 6 через камеру

Благодаря тому, что отверстия 5 и 6 расположены с противоположных сторон камеры 4, смазка на своем пути омывает датчик

3, сообщая ему свою температуру и павышая быстродействие термоконтроля. Расположение входного отверстия 5 в зоне максимального давления (следовательно и максимальной температуры смазки), а выходного отверстия 6 на краю рабочей поверхности скольжения в зоне малого давления обуславливает наибольшую эффективность устройства, При работе подпятника в камере 4 создается среднее давление смазки между давлениями над точками 5 и 6, Температура смазки в камере 4 равна температуре смазки входящей в отверстие 5, т.е, близка к максимальному значению, чем объясняется высокая чувствительность термоконтроля. Этим обеспечивается высокое быстродействие и чувствительность термоконтроля, что дает воэможность оперативно реагировать на изменение параметров трения сегмента (например, повышение температуры смазки), предотвратить развитие аварии и повысить надежность подшипниKB.

Благодаря герметичности камеры 4 при работе в ней поддерживается повышенное (по сравнению с окружающим сегмент 1 пространством) давление и над отверстием

5 не происходит срыва давления смазки, что снизило бы несущую способность сегмента.

Выход масла через отверстие 6 вновь на поверхность скольжения. обеспечивает постоянный расход смазки по рабочей поверхности сколь>кения и сохраняет неиэменную несущую способность подпятника во всех режимах работы.

В случае, изображенном на фиг. 3, 4, при работе происходиг анэ о»ичные процессы. Отличие заключается B TQM, что смазка через отверстие 8 выпускается из камеры

4 в окружающую среду, а не на рабочую поверхность скольжения. Это уменьшает расход смазки через поверхность скольжения и несколько снижает несущую способность подпятника. Однако наличие дросселя сопротивления 10 позволяет соадать в камере 4 повышенное давление.

Возможность регулирования дросселя подобрать оптимальный расход смазки через камеру 4, который обеспечивает быстрый нагрев датчика 3 смазкой и в то же время не вызывает срыва давления смазки над отверстием 5, обеспечивая необходимую несущую способность сегмента 1.

Быстродействие теплоконтроля по сравнению с прототипом повышается за счет того, что горячее масло с поверхности сегмента практически мгHQBBHHo поступает к датчику температуры. а не передается через тело сегмента, как это имело место в прототипе. Чувствительность повышается за счет того, что датчик температуры омывается горячим масло и регистрирует его температуру, отсутствует потеря и интеграция тепла в теле сегмента, Технико-экономическая эффективность предложенного решения заключается в по-. вышении надежности подшипника за счет повышения быстродействия и чувствительности термодатчика, Повышение быстродействия и чувствительности термодатчика позволяет исключить аварии, которые вызывает останов гидрогенератора, его демонтаж и ремонт, Формула изобретения

1. Гидродинамический подшипник скольжения, содержащий сегменты с выполненньlM в их теле герметичными камерами для установки в упомянутых камерах датчиков температуры, соединенных с устройством контроля нагрева, о т л и ч а юшийся .тем, что, с целью повышения надежности подшипника, каждая камера выполнена в центральной зоне сегмента в виде радиального канала и снабжена по меньшей мере одним входным отверстием для захода смазки, расположенным в центральной зоне сегмента и соединяющим упомянутую камеру с рабочей поверхностью скольжения сегмента, а также выходным отверстием для вытекания смазки, расположенным у наружной кромки сепмента.

2. Подшипник скольжения по и. 1, о тличающийся тем,чтоупомянута» камера

1770625 соединена выходным отверстием с рабочей поверхностью скольжения, 3, Подшипник скольжения по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что упомянутая камера соединена выходным отверстием с окружающим пространством, а выходное отверстие снабжено дросселем сопротивления вытеканию смазки, 1770625

Составитель А,Хренов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор, Н.Милюкова

Редактор О.Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3726 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб„4/5