Упорные подшипники в турбинах

Упорный подшипник воспринимает на себя осевые усилия, воз­никающие во время работы ротора, и удерживает его в осевом направлении. В современных судовых турбинах применяют одно гребенчатые упорные подшипники гидродинамического типа, до­пускающие удельное давление до 2,7 Мн/м2.

Как и опорные, упорные подшипники делятся на жесткие и самоустанавливающиеся.

Схемы работы упорного подшипника

Схемы образования масляного клина и действие сил на упор­ную подушку показаны на рис. 37, а—в. При неподвижном роторе рабочая поверхность упорных подушек 2 параллельна плоскости упорного гребня 1. При пуске турбины масло входит в зазор между подушкой и гребнем. Упорные подушки имеют эксцентрично расположенную опору в неподвижной обойме 3, около которой они могут поворачиваться на небольшой угол. С возрастанием частоты вращения турбины возрастают осевое усилие Р и реак­ция R, подушки под действием возникшей пары сил поворачи­ваются под углом к плоскости гребня и образуют клиновой за­зор, в который поступает масло (рис. 37, б). По мере поворота подушки увеличивается давление в выходном сечении и точка приложения равнодействующей сил давления масла переместится в сторону выхода масла. Когда она остановится напротив точки опоры, наступит состояние равновесия подушки (рис. 37, в). При изменении режима работы турбины угол наклона подушки будет изменяться.

Общей особенностью жестких упорных подшипников является установка обоймы с упорными подушками в цилиндрической рас­точке корпуса подшипника. Упорные подушки могут свободно по­ворачиваться вокруг своей точки опоры, в зависимости от ре­жима работы турбины, а опоры остаются неподвижными в вер­тикальной плоскости, перпендикулярной горизонтальной оси вала. В последние годы жесткие подшипники почти полностью заменены самоустанавливающимися, которые можно разделить на следую­щие группы: а) самоустанавливающиеся со сферическими обой­мами, которые могут поворачиваться вслед за гребнем; б) са­моустанавливающиеся с уравнительными устройствами для автоматического выравнивания давления на подушки; в) прикреп­ленные к сферическому самоустанавливающемуся вкладышу опор­ного подшипника и образующие с ними комбинированный опорно-упорный подшипник.

Самоустанавливающийся упорный подшипник

Самоустанавливающийся упорный подшипник с уравнительным устройством (рис. 38) применяется на судах типа «Ленинский ком­сомол». Осевое усилие от упорного гребня 3 передается упорными подушками 4 на обойму 7 через два ряда уравновешивающих по­душек первого 5 и второго 8 рядов. Все детали подшипников (пе­реднего и заднего хода) смонтированы по обеим сторонам упор­ного гребня в общем вставном корпусе 6 с торцевой крышкой 1, состоящей из двух половин — верхней и нижней.

Упорные и уравновешивающие подушки, располагаясь по ок­ружности, образуют замкнутую цепь. Каждая упорная подушка передает давление подушек первого ряда на две уравновешиваю­щие подушки второго ряда, обеспечивая равномерность распреде­ления давления на все подушки. При увеличении нагрузки на одну любую упорную подушку расстояние ее от упорного гребня увеличивается, а расстояние смежных с ней подушек уменьшается. Благодаря этим перемещениям подушек нагрузка на них распре­деляется равномерно как в случае некоторого отклонения пло­скости упорного гребня от первоначального положения, так и при их некоторой неточности в изготовлении. Масло подводится по ка­налу 2 отдельно для подушек переднего и заднего ходов. Отвод масла осуществляется также отдельно через сливные полости 9 и 11, разделенные уплотнительным кольцом 10. Утечку масла вдоль вала предотвращают бронзовые уплотнительные самоуста­навливающиеся кольца 12.

В упорных подшипниках с уравнительным устройством, обеспе­чивающим выравнивание давления на подушки, не требуется по­ворот обойм, что позволяет их устанавливать жестко в цилиндри­ческих расточках. Поэтому отпадает необходимость в изготовле­нии сферической поверхности; для изготовления и сборки упорных подушек не требуется столь высокая точность, как для подшипни­ков со сферическими обоймами. Упорные подушки изготовляют коваными из бронзы (Бр. ОФ10-1), марганцовистой латуни или углеродистой стали марки 35 и заливают баббитом Б-83. Толщина слоя баббита упорных подушек должна быть меньше минималь­ного осевого зазора в проточной части, чтобы в случае выплавле­ния баббита не произошло задеваний в турбине. В современных турбинах толщина заливки доведена до 1,5 мм. Обоймы изготов­ляют коваными из бронзы или углеродистой стали. Упорный гре­бень может быть откован заодно с шейкой вала или ротора либо насадным из углеродистой стали марок 35 и 40 или из хромомо-либденовой стали. Трущиеся поверхности гребней и упорных поду­шек цементируют, закаливают и шлифуют.