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新型推高溫預(yù)緊碟簧上力滑動軸承的結(jié)構(gòu)和工作原理分析發(fā)布者：廈門力常彈簧有限公司 發(fā)布時間：2019-04-19 20:37
廈門力常彈簧有限公司今天要介紹的新型推力滑動軸承由國內(nèi)某家公司研發(fā), 與傳統(tǒng)推力軸承不同的是, 推力瓦形狀有所改變, 每塊推力瓦下均有一碟形彈簧協(xié)調(diào)受力; 增加了由瓦調(diào)節(jié)螺栓構(gòu)成的微調(diào)裝置以及高于油位的絕緣裝置, 如圖所示。
新型推力軸承中, 推力頭為加工精度很高的旋轉(zhuǎn)推力環(huán),與鏡板構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軸承瓦固定在導(dǎo)軸承座上,內(nèi)圓與推力頭外圓之間形成油膜, 承受旋轉(zhuǎn)機械的徑向負(fù)載, 其油隙大小靠安裝在導(dǎo)軸承座上的導(dǎo)瓦調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)。卡板的下平面開有泄油槽, 其表面精度較高,可以和推力頭表面形成油膜, 承受旋轉(zhuǎn)機械在起動、停機時瞬間出現(xiàn)的向上推力。導(dǎo)瓦調(diào)節(jié)螺栓( 包括彈簧、刻度套等組件)安裝在導(dǎo)軸承座上, 用來支撐導(dǎo)軸承瓦, 可根據(jù)刻度套上的刻度值方便地調(diào)節(jié)導(dǎo)軸承瓦與推力頭之間的油隙。
新型推力軸承與傳統(tǒng)立式推力軸承的工作原理相似, 均由推力頭和鏡板承受軸向荷載, 通過鏡板與推力瓦間潤滑油膜的承載將力傳遞給推力瓦, 并由推力瓦承受整個機組轉(zhuǎn)動部分的重量, 同時靠油箱中冷卻器的作用, 使油溫維持在適宜溫度或不至于過高。與傳統(tǒng)推力軸承相比, 新型推力軸承主要做了如下 5 個方面的改進(jìn)。
1、采用碟簧支撐的圓形推力瓦
碟簧是一種幾何尺寸小、承載能力強( 傳遞載荷集中)、單位體積變形能大、緩沖減振性好的彈性元件。正確的尺寸設(shè)計,可獲得高疲勞壽命和低加載損失及蠕變傾向。采用碟簧支撐的圓形推力瓦( 碟簧被加工到同一高度上) , 主要優(yōu)點有：
( 1) 利用碟簧的自適應(yīng)能力及阻尼特性, 使得每塊推力瓦都具有自動調(diào)平功能, 亦可抑制任何可能出現(xiàn)的荷載沖擊。另外, 由于油膜的剛度比碟簧的剛度大, 推力瓦的壓力分布是均勻的, 不會出現(xiàn)瓦塊超載的現(xiàn)象,從而提高了瓦塊的承載力。
( 2) 采用圓形瓦面, 消除了采用扇形瓦面時的邊緣效應(yīng)。此外, 圓形瓦的熱變形和彈性變形容易計算, 這樣就便于進(jìn)行瓦塊的優(yōu)化設(shè)計, 以選擇更合理的瓦塊直徑與其厚度的比值。
( 3) 圓形推力瓦在運行中可以自動調(diào)整傾角, 比傳統(tǒng)的可傾瓦具有更好的調(diào)整效果, 且其承載能力比可傾瓦大, 同時制造成本較低。特別是圓形推力瓦降低了安裝精度要求, 很大程度上避免了由于安裝原因引起的燒瓦、機械振動等故障, 安裝使用更加方便。
( 4) 采用碟簧支撐, 允許的軸線傾擺角增大, 如圖2。軸線傾擺角 X( 弧度) 按下式計算：
根據(jù)實際運用情況, 一般精度的安裝均能滿足這種軸承的使用要求, 安裝過程不需要打偏擺,尤其是低速運行的電機, 要求還可降低。
2、導(dǎo)瓦間隙微調(diào)裝置
間隙微調(diào)裝置采用帶有刻度的調(diào)節(jié)螺桿(可精確到0. 01mm) 來調(diào)整導(dǎo)瓦的位置,如圖 3。 調(diào)節(jié)螺桿的尾部有一帶刻度的臺肩, 在加工有螺紋的螺桿上套有彈簧, 將調(diào)節(jié)螺桿擰入軸承的導(dǎo)瓦座或支架, 使彈簧壓縮在導(dǎo)瓦座與調(diào)節(jié)螺桿的刻度臺肩之間, 并使其尾部頂住導(dǎo)瓦, 此時在彈簧的作用下螺紋的單邊間隙被消除, 故可根據(jù)調(diào)節(jié)螺桿的螺距及刻度來準(zhǔn)確、方便地調(diào)整導(dǎo)瓦與推力頭軸頸之間的間隙。
采用此微調(diào)裝置后, 機組的安裝和調(diào)試方便有利。如調(diào)整導(dǎo)瓦與轉(zhuǎn)軸的軸線對中, 改變導(dǎo)瓦與推力頭軸頸之間的徑向間隙, 這些對于改變導(dǎo)瓦運行性能及與之相關(guān)的臨界轉(zhuǎn)速均有幫助, 使軸承始終處在最佳工作狀態(tài),機組安全、穩(wěn)定運行。
3、防止軸電流侵襲的高位絕緣裝置
機組運行中, 如果在導(dǎo)瓦和推力瓦兩軸承端或電機轉(zhuǎn)軸與軸承間有軸電流存在, 那么會使電機軸承的使用壽命大大縮短。輕微的,可縮短運行時數(shù)上千小時, 給安全生產(chǎn)帶來不可低估的直接和間接損失。
正常情況下, 轉(zhuǎn)軸軸頸與軸承軸瓦間有潤滑油膜存在, 能起到絕緣作用。對于較低的軸電壓, 這層潤滑油膜仍能保持其絕緣性能, 不會產(chǎn)生軸電流。但是,當(dāng)軸電壓增加到一定數(shù)值,尤其在電機啟動時, 軸承內(nèi)的潤滑油膜還未穩(wěn)定形成, 軸電壓將擊穿油膜而放電, 構(gòu)成回路, 軸電流將從軸承與轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點通過, 由于金屬接觸點小,電流密度大, 會在瞬間產(chǎn)生高溫, 使軸承局部燒熔,通常表現(xiàn)出來的癥狀是軸承內(nèi)表面被壓出條狀的電弧傷痕。
在工作現(xiàn)場一般能采取的防范措施有: ①在軸端安裝接地碳刷, 使其可靠接地,以降低軸電位( 保持為 0 電位),消除軸電流; ②為防止磁拉力不平衡等原因引起的軸電流, 在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣板( 或絕緣墊), 以切斷電流回路。但是, 這些措施顯得復(fù)雜、笨拙, 使用起來也不方便, 結(jié)構(gòu)體積較大。
傳統(tǒng)推力動軸承的絕緣墊片置于鏡板與推力頭之間, 起到絕緣和調(diào)整軸線( 刮削絕緣墊) 的雙重作用, 而絕緣墊片無論工作與否始終都浸泡在油內(nèi), 容易腐蝕和污染油質(zhì); 同時為了調(diào)整軸線, 絕緣墊片往往被刮削變薄以至殘破, 這些情況均會影響絕緣效果。
另外, 機組在運行中,軸向負(fù)荷全部作用在推力軸承上, 推力頭、鏡板及其中的絕緣墊片只有在彼此平行的平面上, 才能滿足面接觸的要求。若推力頭或鏡板加工面的平面度不夠或
絕緣墊片刮削不均勻形成中凸現(xiàn)象, 使 3 者之間連接后存在局部間隙, 則極易造成絕緣墊片的腐蝕。
新型推力軸承將絕緣裝置埋置在推力頭內(nèi), 且采用高位安裝, 使絕緣裝置高于油位而不受潤滑油品質(zhì)影響, 避免了上述情況的發(fā)生, 絕緣效果好。新型推力軸承的絕緣裝置見圖4。
4、推力頭與轉(zhuǎn)軸間的漲緊消隙裝置
新型推力軸承采用了一種帶消隙裝置的推力頭, 如圖 5示。推力頭與電機轉(zhuǎn)軸之間采用間隙裝配, 并通過消隙裝置消除裝配間隙。
該漲緊消隙裝置的工作原理是: 在電機立式滑動軸承的推力頭中開環(huán)形孔, 在環(huán)形孔內(nèi)裝有外錐漲環(huán)、光孔雙面錐環(huán)、帶螺紋孔的雙面錐形、內(nèi)錐漲環(huán)等, 通過調(diào)節(jié)螺釘將推力頭與外錐漲環(huán)、帶螺紋孔的雙面錐環(huán)、內(nèi)錐漲環(huán)連接在一起,當(dāng)裝好平鍵的電機轉(zhuǎn)軸與推力頭裝配至可安裝 2 個半圓弧鍵的位置時,擰緊調(diào)節(jié)螺釘使外錐漲環(huán)向外漲大, 內(nèi)錐環(huán)向內(nèi)縮小, 從而達(dá)到消除裝配間隙的目的。
該漲緊消隙裝置提高了推力頭的裝配效率, 方便推力頭的拆卸, 減少了電機轉(zhuǎn)軸及推力頭內(nèi)孔的擦傷。同時, 采用該裝置, 可使推力頭與軸系的聯(lián)接方便而可靠; 將軸承總成整體直接安裝到主機上, 大大簡化了主機軸承安裝的過程, 提高了推力頭工作的可靠性, 克服了傳統(tǒng)軸承采用過盈裝配時的拆卸困難和麻煩。
5、其他技術(shù)措施
( 1) 對導(dǎo)軸承座、推力頭及有關(guān)密封件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計,使形成 2條獨立而清晰的油路, 分別對導(dǎo)軸瓦和推力瓦起潤滑作用, 克服了以前扇形瓦推力軸承體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點。
( 2) 解決軸承漏油問題。新型推力滑動軸承利用上機架旋轉(zhuǎn)的推力頭, 通過腔內(nèi)液體和氣流的相互作用, 在上機架腔內(nèi)形成一負(fù)壓( 略小于電機內(nèi)部的大氣壓力) , 使得油霧不會外泄。另外,在電機軸與整個上機架的中間配合位置加裝了迷宮式密封, 阻止液體外流。即使有凝露的油, 也不會通過該密封的迷宮。經(jīng)過多年的實際運行檢驗, 在停機檢修時觀察, 甩油盤內(nèi)幾乎未見油滴。
以上就是廈門力常彈簧有限公司給大家整理“如何防止纏繞式碟簧墊片的法蘭接頭泄漏？8個方法值得試試”的相關(guān)內(nèi)容。如果大家還有更多關(guān)于碟簧,碟形彈簧,高溫碟形彈簧,碟形彈簧廠家,不銹鋼碟形彈簧,DIN6796碟墊等信息，可以關(guān)注廈門力常彈簧有限公司。電話：0592-5731967
新型推力軸承中, 推力頭為加工精度很高的旋轉(zhuǎn)推力環(huán),與鏡板構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軸承瓦固定在導(dǎo)軸承座上,內(nèi)圓與推力頭外圓之間形成油膜, 承受旋轉(zhuǎn)機械的徑向負(fù)載, 其油隙大小靠安裝在導(dǎo)軸承座上的導(dǎo)瓦調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)。卡板的下平面開有泄油槽, 其表面精度較高,可以和推力頭表面形成油膜, 承受旋轉(zhuǎn)機械在起動、停機時瞬間出現(xiàn)的向上推力。導(dǎo)瓦調(diào)節(jié)螺栓( 包括彈簧、刻度套等組件)安裝在導(dǎo)軸承座上, 用來支撐導(dǎo)軸承瓦, 可根據(jù)刻度套上的刻度值方便地調(diào)節(jié)導(dǎo)軸承瓦與推力頭之間的油隙。
新型推力軸承與傳統(tǒng)立式推力軸承的工作原理相似, 均由推力頭和鏡板承受軸向荷載, 通過鏡板與推力瓦間潤滑油膜的承載將力傳遞給推力瓦, 并由推力瓦承受整個機組轉(zhuǎn)動部分的重量, 同時靠油箱中冷卻器的作用, 使油溫維持在適宜溫度或不至于過高。與傳統(tǒng)推力軸承相比, 新型推力軸承主要做了如下 5 個方面的改進(jìn)。
1、采用碟簧支撐的圓形推力瓦
碟簧是一種幾何尺寸小、承載能力強( 傳遞載荷集中)、單位體積變形能大、緩沖減振性好的彈性元件。正確的尺寸設(shè)計,可獲得高疲勞壽命和低加載損失及蠕變傾向。采用碟簧支撐的圓形推力瓦( 碟簧被加工到同一高度上) , 主要優(yōu)點有：
( 1) 利用碟簧的自適應(yīng)能力及阻尼特性, 使得每塊推力瓦都具有自動調(diào)平功能, 亦可抑制任何可能出現(xiàn)的荷載沖擊。另外, 由于油膜的剛度比碟簧的剛度大, 推力瓦的壓力分布是均勻的, 不會出現(xiàn)瓦塊超載的現(xiàn)象,從而提高了瓦塊的承載力。
( 2) 采用圓形瓦面, 消除了采用扇形瓦面時的邊緣效應(yīng)。此外, 圓形瓦的熱變形和彈性變形容易計算, 這樣就便于進(jìn)行瓦塊的優(yōu)化設(shè)計, 以選擇更合理的瓦塊直徑與其厚度的比值。
( 3) 圓形推力瓦在運行中可以自動調(diào)整傾角, 比傳統(tǒng)的可傾瓦具有更好的調(diào)整效果, 且其承載能力比可傾瓦大, 同時制造成本較低。特別是圓形推力瓦降低了安裝精度要求, 很大程度上避免了由于安裝原因引起的燒瓦、機械振動等故障, 安裝使用更加方便。
( 4) 采用碟簧支撐, 允許的軸線傾擺角增大, 如圖2。軸線傾擺角 X( 弧度) 按下式計算：
根據(jù)實際運用情況, 一般精度的安裝均能滿足這種軸承的使用要求, 安裝過程不需要打偏擺,尤其是低速運行的電機, 要求還可降低。
2、導(dǎo)瓦間隙微調(diào)裝置
間隙微調(diào)裝置采用帶有刻度的調(diào)節(jié)螺桿(可精確到0. 01mm) 來調(diào)整導(dǎo)瓦的位置,如圖 3。 調(diào)節(jié)螺桿的尾部有一帶刻度的臺肩, 在加工有螺紋的螺桿上套有彈簧, 將調(diào)節(jié)螺桿擰入軸承的導(dǎo)瓦座或支架, 使彈簧壓縮在導(dǎo)瓦座與調(diào)節(jié)螺桿的刻度臺肩之間, 并使其尾部頂住導(dǎo)瓦, 此時在彈簧的作用下螺紋的單邊間隙被消除, 故可根據(jù)調(diào)節(jié)螺桿的螺距及刻度來準(zhǔn)確、方便地調(diào)整導(dǎo)瓦與推力頭軸頸之間的間隙。
采用此微調(diào)裝置后, 機組的安裝和調(diào)試方便有利。如調(diào)整導(dǎo)瓦與轉(zhuǎn)軸的軸線對中, 改變導(dǎo)瓦與推力頭軸頸之間的徑向間隙, 這些對于改變導(dǎo)瓦運行性能及與之相關(guān)的臨界轉(zhuǎn)速均有幫助, 使軸承始終處在最佳工作狀態(tài),機組安全、穩(wěn)定運行。
3、防止軸電流侵襲的高位絕緣裝置
機組運行中, 如果在導(dǎo)瓦和推力瓦兩軸承端或電機轉(zhuǎn)軸與軸承間有軸電流存在, 那么會使電機軸承的使用壽命大大縮短。輕微的,可縮短運行時數(shù)上千小時, 給安全生產(chǎn)帶來不可低估的直接和間接損失。
正常情況下, 轉(zhuǎn)軸軸頸與軸承軸瓦間有潤滑油膜存在, 能起到絕緣作用。對于較低的軸電壓, 這層潤滑油膜仍能保持其絕緣性能, 不會產(chǎn)生軸電流。但是,當(dāng)軸電壓增加到一定數(shù)值,尤其在電機啟動時, 軸承內(nèi)的潤滑油膜還未穩(wěn)定形成, 軸電壓將擊穿油膜而放電, 構(gòu)成回路, 軸電流將從軸承與轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點通過, 由于金屬接觸點小,電流密度大, 會在瞬間產(chǎn)生高溫, 使軸承局部燒熔,通常表現(xiàn)出來的癥狀是軸承內(nèi)表面被壓出條狀的電弧傷痕。
在工作現(xiàn)場一般能采取的防范措施有: ①在軸端安裝接地碳刷, 使其可靠接地,以降低軸電位( 保持為 0 電位),消除軸電流; ②為防止磁拉力不平衡等原因引起的軸電流, 在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣板( 或絕緣墊), 以切斷電流回路。但是, 這些措施顯得復(fù)雜、笨拙, 使用起來也不方便, 結(jié)構(gòu)體積較大。
傳統(tǒng)推力動軸承的絕緣墊片置于鏡板與推力頭之間, 起到絕緣和調(diào)整軸線( 刮削絕緣墊) 的雙重作用, 而絕緣墊片無論工作與否始終都浸泡在油內(nèi), 容易腐蝕和污染油質(zhì); 同時為了調(diào)整軸線, 絕緣墊片往往被刮削變薄以至殘破, 這些情況均會影響絕緣效果。
另外, 機組在運行中,軸向負(fù)荷全部作用在推力軸承上, 推力頭、鏡板及其中的絕緣墊片只有在彼此平行的平面上, 才能滿足面接觸的要求。若推力頭或鏡板加工面的平面度不夠或
絕緣墊片刮削不均勻形成中凸現(xiàn)象, 使 3 者之間連接后存在局部間隙, 則極易造成絕緣墊片的腐蝕。
新型推力軸承將絕緣裝置埋置在推力頭內(nèi), 且采用高位安裝, 使絕緣裝置高于油位而不受潤滑油品質(zhì)影響, 避免了上述情況的發(fā)生, 絕緣效果好。新型推力軸承的絕緣裝置見圖4。
4、推力頭與轉(zhuǎn)軸間的漲緊消隙裝置
新型推力軸承采用了一種帶消隙裝置的推力頭, 如圖 5示。推力頭與電機轉(zhuǎn)軸之間采用間隙裝配, 并通過消隙裝置消除裝配間隙。
該漲緊消隙裝置的工作原理是: 在電機立式滑動軸承的推力頭中開環(huán)形孔, 在環(huán)形孔內(nèi)裝有外錐漲環(huán)、光孔雙面錐環(huán)、帶螺紋孔的雙面錐形、內(nèi)錐漲環(huán)等, 通過調(diào)節(jié)螺釘將推力頭與外錐漲環(huán)、帶螺紋孔的雙面錐環(huán)、內(nèi)錐漲環(huán)連接在一起,當(dāng)裝好平鍵的電機轉(zhuǎn)軸與推力頭裝配至可安裝 2 個半圓弧鍵的位置時,擰緊調(diào)節(jié)螺釘使外錐漲環(huán)向外漲大, 內(nèi)錐環(huán)向內(nèi)縮小, 從而達(dá)到消除裝配間隙的目的。
該漲緊消隙裝置提高了推力頭的裝配效率, 方便推力頭的拆卸, 減少了電機轉(zhuǎn)軸及推力頭內(nèi)孔的擦傷。同時, 采用該裝置, 可使推力頭與軸系的聯(lián)接方便而可靠; 將軸承總成整體直接安裝到主機上, 大大簡化了主機軸承安裝的過程, 提高了推力頭工作的可靠性, 克服了傳統(tǒng)軸承采用過盈裝配時的拆卸困難和麻煩。
5、其他技術(shù)措施
( 1) 對導(dǎo)軸承座、推力頭及有關(guān)密封件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計,使形成 2條獨立而清晰的油路, 分別對導(dǎo)軸瓦和推力瓦起潤滑作用, 克服了以前扇形瓦推力軸承體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點。
( 2) 解決軸承漏油問題。新型推力滑動軸承利用上機架旋轉(zhuǎn)的推力頭, 通過腔內(nèi)液體和氣流的相互作用, 在上機架腔內(nèi)形成一負(fù)壓( 略小于電機內(nèi)部的大氣壓力) , 使得油霧不會外泄。另外,在電機軸與整個上機架的中間配合位置加裝了迷宮式密封, 阻止液體外流。即使有凝露的油, 也不會通過該密封的迷宮。經(jīng)過多年的實際運行檢驗, 在停機檢修時觀察, 甩油盤內(nèi)幾乎未見油滴。
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