专利名称：液压弹性支承双排瓦推力轴承的制作方法
技术领域：
液压弹性支承双排瓦推力轴承属于大型水轮发电机设计制造领域里的技术。它用于支承大型立式水轮发电机组转动部分的重量，并承受该水轮机的轴向水推力。
推力轴承所承受的轴向推力由大轴经推力头、镜板施加在推力轴承的瓦面上，推力轴承的支承结构对推力瓦的变形以及推力轴承的运行性能有重大影响。目前我国设计制造的大型立式水轮发电机组，当推力轴承的负载超过1000吨时，通常采用液压弹性支承推力轴承，其最大负载为3300吨，扇形推力瓦的外径为3900mm，内径为2450mm，共由18块瓦组成，每块瓦直接装在一个液压弹性油箱的环形面上，因而在环形底板上共装有18个弹性油箱，相邻的油箱联通，使所有油箱的油路联通，当推力轴承承载后，各油箱的油路形成油压负反馈作用，自动地调节了各瓦的受力平衡，使之受力充分均匀，显著减少了安装时各瓦高度的误差或镜板波浪度的影响。实践证明液压弹性支承的推力瓦实际安装受力误差不超过3％。但由于推力瓦为单排瓦，当瓦的径向尺寸较长、瓦面积较大时，瓦的变形较大，运行中瓦面与镜板之间形成的油膜易受破坏，导致瓦与镜板剧烈磨擦，全国已发生过多次推力轴承烧瓦故障。随着我国大型水轮发电机组单机容量的增加，推力轴承的负载增大，尤其是国家重点水电项目三峡电站单机推力轴承的总负载高达5000-6000吨，居世界首位，使得推力瓦的径向尺寸增长，扇形狭长，面积增大。如果参照以往推力轴承的结构进行设计，则推力瓦的变形难免增大，运行的安全问题更加严重，因而推力轴承的设计成为三峡机组的重大关键。根据有关资料介绍前苏联在大型水电机组上采用平衡梁支承双排瓦推力轴承，它将大面积狭长形的单排推力瓦，在径向一分为二，形成内、外两排推力瓦，在镜板的下面由双排推力瓦面承受推力。在该推力轴承中内排瓦和外排瓦各由一个托盘承托着，托盘的下面又分别由支柱螺丝支承，内排瓦和外排瓦下面的支柱螺丝成对地装配在同一个略具弹性的平衡梁上，它藉以按比例地分配内、外排瓦上的负载。这种支承结构的推力轴承虽在相当程度上解决了大型水轮发电机大负载、大尺寸推力轴承的推力瓦变形问题，但实验证明其推力瓦受力不均仍相当严重。例如，在5.7kw 62.5转/分的新西伯利亚电站水电机组的平衡梁支承双排瓦推力轴承中，推力瓦最大受力与最小受力之差竟达各瓦平均受力的70％，虽经在托盘上贴应变片用应变仪重新调整各瓦受力，其值减小为17％，但由于镜板波浪度的影响其值在运行中实测为27％，受力不均的程度仍然较大，而且该推力轴承各瓦受力平衡的调节相当困难，曾经发生过烧瓦故障。
本发明的目的是提供一种液压弹性支承双排瓦推力轴承，它既能减小推力瓦的变形，又能使各内、外排瓦自动按比例匀称地受力，解决了大型推力轴承中存在的关键问题，提高大型推力轴承的承载能力和运行的可靠性。
本实用新型液压弹性支承双排瓦推力轴承，采用双排液压弹性油箱支承双排瓦结构，它将每块扇形的内排瓦和外排瓦分别直接装在相应的内排弹性油箱和外排弹性油箱上，然后将一定组数的内、外排弹性油箱固定在环形底板上(油箱的组数根据所设计推力轴承的技术参数而定)，在每排弹性油箱中相邻的油箱油路联通，并且在内排与外排弹性油箱之间油路径向联通，径向联通的支路数根据设计要求而定。内排和外排弹性油箱的直径按设计时选取的内排瓦和外排瓦面积以及平均单位压力(亦即受力比例)进行设计，一般内排瓦的面积小于外排瓦的面积，因而内排弹性油箱的承压直径小于外排弹性油箱的承压直径。
采用液压弹性支承双排瓦推力轴承，液压弹性油箱承受着每块推力瓦的负载，由于每排、内排与外排间油路相通，各油箱的油路形成油压负反馈作用，自动地调节了各瓦受力。又由于缩小了瓦的径向尺寸，并且改善了瓦的支承条件，从而显著地减小了瓦的变形，保证推力瓦面与镜板间的最小油膜厚度，避免油膜受到破坏和产生烧瓦故障，提高了大型推力轴承的承载能力和运行的可靠性，满足三峡机组及大型水电机组推力轴承的设计要求。另外，采用双排瓦结构，瓦的夹角减小，瓦间距离增大，还将有利于润滑油的流动和降低推力瓦的运行温度。弹性油箱及各通油管采用焊接工艺密封，使油箱密封不漏油，提高了运行的可靠性。
图1液压弹性支承双排瓦推力轴承的剖面图图2单波纹弹性油箱的剖面图图3双排瓦弹性油箱底板分布图图中1、镜板 2、外排瓦3、内排瓦4、外排弹性油箱 5、内排弹性油箱6、周向通油管7、径向通油管8、环形底板本实用新型液压弹性支承双排瓦推力轴承如图1所示，它直接把扇形的外排瓦2和内排瓦3，分别装在外排弹性油箱4和内排弹性油箱5上端的环型面上，并按照设计要求将一定组数的内、外排弹性油箱按图3所示的分布位置固定地安装在环形底板8上，因而在镜板1的下面由内、外双排瓦面承受轴向推力，组成内、外双排弹性油箱支承的双排瓦结构，在每排弹性油箱中相邻的油箱由一个周向通油管6联通，并且在内排与外排油箱间由一个径向通油管7联通，该弹性油箱是在园柱筒的内、外园车制交错的环形沟槽形成弹簧，根据设计需要其波纹数可制成4个、3个、2个或1个(即单波纹弹性油箱如图2所示)，由单波纹弹性油箱构成的推力轴承，其特点是比多波纹弹性油箱制造加工工艺简单，同时保留一般多波纹弹性油箱焊接密封的优点。内排瓦和外排瓦可以采用双层瓦结构，其中上层为薄瓦、下层为托瓦，两瓦间由键联接，也可以采用单层瓦结构。
权利要求1.液压弹性支承双排瓦推力轴承，其特征是每块扇形的内排瓦和外排瓦分别直接装在相应的内排液压弹性油箱和外排液压弹性油箱的环形面上，由一个内排和一个外排液压弹性油箱组成一组，内排弹性油箱安装在环形底板的内侧，外排弹性油箱安装在环形底板的外侧，在镜板的下面由内、外双排瓦面承载着轴向推力，在每排弹性油箱中相邻油箱的油路，由周向通油管联通，并且在内排与外排弹性油箱之间的油路由径向通油管联通，径向联通的支路数最多为内、外排弹性油箱的组数。
2.根据权力要求1所述的液压弹性支承双排瓦推力轴承，其特征是内、外排弹性油箱是内、外园车制成弹簧，其波纹数可制成4个、3个、2个或1个。
3.根据权力要求2所述的液压弹性支承双排瓦推力轴承，其特征是弹性油箱波纹数为1的单波纹弹性油箱焊接密封。
4.根据权力要求1所述的液压弹性支承双排瓦推力轴承，其特征是内排瓦和外排瓦可以分上、下两层，上层为薄瓦，下层为托瓦，也可以是单层瓦结构。
5.根据权利要求1所述的液压弹性支承双排瓦推力轴承，其特征是内排瓦的面积小于外排瓦的面积，内排弹性油箱的承压直径小于外排弹性油箱的承压直径。
专利摘要液压弹性支承双排瓦推力轴承属于大型水轮发电机设计制造领域里的技术，它用于支承大型水轮发电机组转动部分的重量，并承受该水轮机的轴向水推力。该推力轴承采用双排液压弹性油箱支承双排瓦结构，直接在内、外排瓦的下面装配相应的液压弹性油箱，然后把各弹性油箱按照确定的位置固定在环形底板上，各弹性油箱之间周向和径向的油路相通，使内、外排瓦按设计要求的比例受力，并使每排瓦受力充分均匀。从而减小大型推力轴承推力瓦的变形，改善大型推力轴承的性能，提高大型推力轴承的承载能力和运行的可靠。
文档编号F03B11/06GK2258918SQ9522292
公开日1997年8月6日 申请日期1995年9月22日 优先权日1995年9月22日
发明者王初铭 申请人:哈尔滨电机有限责任公司