[發明專利]一種具有加熱裝置的抗熱變形高承載推力滑動軸承

有效

• 申請號: 201911381457.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111120505B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 裴世源;江瑞龍;張慶山;洪軍;李小虎
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16C17/08
• 分類號: F16C17/08;F16C33/04;F16C35/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種具有加熱裝置的抗熱變形高承載推力滑動軸承，包括依次套裝在轉子外的推力油槽底板、瓦塊底座、軸承瓦塊、軸承鏡板和鏡板安裝法蘭；軸承鏡板與鏡板安裝法蘭連接在一起，鏡板安裝法蘭與轉子裝配在一起，并通過轉子上的軸肩定位與安裝；若干軸承瓦塊底部分別通過瓦塊支承螺釘周向均布固定在瓦塊底座上，與轉子無接觸，且軸承鏡板與軸承瓦塊之間留有間隙；瓦塊底座固定在推力油槽底板的上表面，瓦塊底座與轉子以及推力油槽底板與轉子之間設有密封裝置，每個軸承瓦塊靠近底面處均設有電熱絲，且電熱絲的表面包覆有絕緣材料。本發明通過在瓦塊靠近底面處設置加熱裝置，使推力軸承瓦塊上下兩面的溫度保持一致。

技術領域

本發明屬于滑動軸承設計領域，具體涉及一種具有加熱裝置的抗熱變形高承載推力滑動軸承。

背景技術

滑動軸承具有承載能力大、工作平穩、可靠性高、噪聲低、壽命長等優點，是水輪機、汽輪機、船舶推進軸系等大型旋轉機組中承擔軸向載荷的核心部件，對相關設備的性能具有決定性的影響。隨著旋轉機械朝著高轉速和重載荷發展，如何提高推力軸承的可靠性、穩定性等問題受到了工程技術人員的高度關注。對于大型的推力滑動軸承，工業應用中最突出的問題是軸承的熱變形。大型推力軸承在高負載、高轉速的工況下，瓦塊與鏡板的相對運動會產生大量的摩擦熱。但由于軸承瓦塊的熱傳導速率有限，使得軸承瓦塊的溫度分布不均勻，進而導致軸承部件熱膨脹的不均勻，形成軸承瓦塊邊緣向下彎曲、軸承中部凸起的異常現象。通常情況下，熱變形會導致軸承瓦塊的有效承載面積減少，軸承承載能力和潤滑性能下降。但在高載荷的工況下卻非常容易引起瓦塊和軸承鏡板的磨損、蹭傷以及燒瓦等事故。

目前工業中暫無較完善的減小軸承熱變形的措施，現有設計思路是增加瓦塊數量、增大軸瓦和軸承鏡板的面積，從而降低熱變形帶來的不利影響，確保軸承具有穩定的承載能力。但該方法實施難度大，且受設備本身結構設計的諸多限制，同時增大的軸承尺寸還將導致攪油損耗和運行成本增加，因此該方法效果不佳。綜上所述，提出克服大型推力軸承熱變形的方法，顯得十分迫切需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有加熱裝置的抗熱變形高承載推力滑動軸承，其通過在瓦塊靠近底面處設置加熱裝置，使推力軸承瓦塊上下兩面的溫度保持一致，從而抵消上下兩面的熱變形，減少軸承瓦塊的熱變形，該設計有望提升軸承的潤滑性能和承載力，避免軸承磨損、膠合、燒瓦等問題。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種具有加熱裝置的抗熱變形高承載推力滑動軸承，包括依次套裝在轉子外的推力油槽底板、瓦塊底座、軸承瓦塊、軸承鏡板和鏡板安裝法蘭；其中，

軸承鏡板與鏡板安裝法蘭連接在一起，鏡板安裝法蘭與轉子裝配在一起，并通過轉子上的軸肩定位與安裝；若干軸承瓦塊底部分別通過瓦塊支承螺釘周向均布固定在瓦塊底座上，與轉子無接觸，且軸承鏡板與軸承瓦塊之間留有間隙；瓦塊底座固定在推力油槽底板的上表面，瓦塊底座與轉子以及推力油槽底板與轉子之間設有密封裝置，每個軸承瓦塊靠近底面處均設有電熱絲，且電熱絲的表面包覆有絕緣材料。

本發明進一步的改進在于，軸承瓦塊數量為4～16塊。

本發明進一步的改進在于，從軸承瓦塊的厚度方向看，電熱絲的中心面與軸承瓦塊底面的距離為A，距離A的值為瓦塊厚度B的1/6～1/3。

本發明進一步的改進在于，電熱絲的半徑值R05取值范圍為1.5mm-3mm，且半徑值R05與瓦塊厚度B和瓦塊包角α的值為正相關關系。

本發明進一步的改進在于，電熱絲的圈數定義為電熱絲10形狀上圓弧的數量，電熱絲圈數的取值范圍為5～30圈，具體取值根據軸承瓦塊的瓦塊包角α進行設計，滿足2°α10°。

本發明進一步的改進在于，接近軸承瓦塊兩側面的電熱絲10之間的夾角為β，夾角β與瓦塊包角α相差2°～5°，夾角β與電熱絲的圈數為負相關關系。