本发明专利技术公开了一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，包括依次套装在转子外的推力油槽底板、瓦块底座、轴承瓦块、轴承镜板和镜板安装法兰；轴承镜板与镜板安装法兰连接在一起，镜板安装法兰与转子装配在一起，并通过转子上的轴肩定位与安装；若干轴承瓦块底部分别通过瓦块支承螺钉周向均布固定在瓦块底座上，与转子无接触，且轴承镜板与轴承瓦块之间留有间隙；瓦块底座固定在推力油槽底板的上表面，瓦块底座与转子以及推力油槽底板与转子之间设有密封装置，每个轴承瓦块靠近底面处均设有电热丝，且电热丝的表面包覆有绝缘材料。本发明专利技术通过在瓦块靠近底面处设置加热装置，使推力轴承瓦块上下两面的温度保持一致。
A kind of high load thrust sliding bearing with heat resisting deformation and heating device
【技术实现步骤摘要】
一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承
本专利技术属于滑动轴承设计领域，具体涉及一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承。
技术介绍
滑动轴承具有承载能力大、工作平稳、可靠性高、噪声低、寿命长等优点，是水轮机、汽轮机、船舶推进轴系等大型旋转机组中承担轴向载荷的核心部件，对相关设备的性能具有决定性的影响。随着旋转机械朝着高转速和重载荷发展，如何提高推力轴承的可靠性、稳定性等问题受到了工程技术人员的高度关注。对于大型的推力滑动轴承，工业应用中最突出的问题是轴承的热变形。大型推力轴承在高负载、高转速的工况下，瓦块与镜板的相对运动会产生大量的摩擦热。但由于轴承瓦块的热传导速率有限，使得轴承瓦块的温度分布不均匀，进而导致轴承部件热膨胀的不均匀，形成轴承瓦块边缘向下弯曲、轴承中部凸起的异常现象。通常情况下，热变形会导致轴承瓦块的有效承载面积减少，轴承承载能力和润滑性能下降。但在高载荷的工况下却非常容易引起瓦块和轴承镜板的磨损、蹭伤以及烧瓦等事故。目前工业中暂无较完善的减小轴承热变形的措施，现有设计思路是增加瓦块数量、增大轴瓦和轴承镜板的面积，从而降低热变形带来的不利影响，确保轴承具有稳定的承载能力。但该方法实施难度大，且受设备本身结构设计的诸多限制，同时增大的轴承尺寸还将导致搅油损耗和运行成本增加，因此该方法效果不佳。综上所述，提出克服大型推力轴承热变形的方法，显得十分迫切需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其通过在瓦块靠近底面处设置加热装置，使推力轴承瓦块上下两面的温度保持一致，从而抵消上下两面的热变形，减少轴承瓦块的热变形，该设计有望提升轴承的润滑性能和承载力，避免轴承磨损、胶合、烧瓦等问题。本专利技术采用如下技术方案来实现的：一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，包括依次套装在转子外的推力油槽底板、瓦块底座、轴承瓦块、轴承镜板和镜板安装法兰；其中，轴承镜板与镜板安装法兰连接在一起，镜板安装法兰与转子装配在一起，并通过转子上的轴肩定位与安装；若干轴承瓦块底部分别通过瓦块支承螺钉周向均布固定在瓦块底座上，与转子无接触，且轴承镜板与轴承瓦块之间留有间隙；瓦块底座固定在推力油槽底板的上表面，瓦块底座与转子以及推力油槽底板与转子之间设有密封装置，每个轴承瓦块靠近底面处均设有电热丝，且电热丝的表面包覆有绝缘材料。本专利技术进一步的改进在于，轴承瓦块数量为4～16块。本专利技术进一步的改进在于，从轴承瓦块的厚度方向看，电热丝的中心面与轴承瓦块底面的距离为A，距离A的值为瓦块厚度B的1/6～1/3。本专利技术进一步的改进在于，电热丝的半径值R05取值范围为1.5mm-3mm，且半径值R05与瓦块厚度B和瓦块包角α的值为正相关关系。本专利技术进一步的改进在于，电热丝的圈数定义为电热丝10形状上圆弧的数量，电热丝圈数的取值范围为5～30圈，具体取值根据轴承瓦块的瓦块包角α进行设计，满足2°<α<10°。本专利技术进一步的改进在于，接近轴承瓦块两侧面的电热丝10之间的夹角为β，夹角β与瓦块包角α相差2°～5°，夹角β与电热丝的圈数为负相关关系。本专利技术进一步的改进在于，电热丝靠近轴承瓦块内径一侧为均匀分布的若干等半径的圆弧，各圆弧与半径值为R02且与轴承瓦块内径同心的圆弧相切；半径值R02与瓦块内径R01相差15°～30°，两者的差值与电热丝圈数为负相关关系。本专利技术进一步的改进在于，电热丝靠近轴承瓦块外径一侧的形状分为两部分，内侧为均匀分布的若干等半径的圆弧，各圆弧与半径值为R03且与轴承瓦块内径同心的圆弧相切；半径值R03与瓦块外径R04相差15°～30°，两者的差值与电热丝圈数为负相关关系；外侧为夹角为β的两根电热丝，从轴承瓦块外径一侧引出接入电源；同一圈的两根电热丝的夹角均为θ，夹角θ与电热丝圈数的乘积即为夹角β。本专利技术进一步的改进在于，工作时，动力源经传递驱动转子进行转动，镜板安装法兰经轴肩定位固定在转子上，进而带动轴承镜板同步转动，转子承载沿轴向向下的载荷；轴承镜板和轴承瓦块内、外径相同且存在间隙，转子带动轴承镜板旋转时形成油膜，承受沿轴向向下的载荷；随着转子承受的载荷增大，轴承镜板沿轴向向下移动，轴承镜板和轴承瓦块间隙减少，油膜厚度减小，轴承承载能力增加，使得轴承生热增加，导致轴承瓦块上表面温度高于下表面温度，轴承瓦块发生热变形；此时贴近轴承瓦块下表面的电热丝接通电源给轴承瓦块下部加热，使得轴承瓦块下表面也发生热变形；经不断加热后，轴承瓦块上下表面的温度趋于一致，上下表面的热变形互相抵消，从而极大地减小轴承瓦块的热变形。本专利技术至少具有如下有益的技术效果：本专利技术提供的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，通过加热轴承瓦块下部，使轴承上下表面的温度趋于一致，减小轴承上下表面温差，确保轴承瓦块的热变形分布均匀，优化轴承瓦面的平面度，改善轴承热变形导致的承载力下降、稳定性降低等问题，保证推力滑动轴承的稳定可靠运行。概括来说，本专利技术具有如下的优点：(1)相比于传统推力滑动轴承，本专利技术提供的具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，仅需对轴承瓦块的结构进行改造，无需改变轴承外部尺寸，结构紧凑；(2)通过外部控制端改变加热功率，可以对轴承瓦块下端面的温度实现可控调节。根据不同工况的条件需求，调节瓦块背侧温度，可以保证在不同工况下轴瓦上下面的温差最小，从而改善轴承热变形导致的轴瓦弯曲变形，提高轴承的承载能力，使得推力轴承及相关设备稳定可靠运行，降低设备的运行和维护成本。附图说明图1为可倾瓦滑动轴承装配示意图。图2为轴承俯视图。图3为瓦块电热丝分布示意图。附图标记说明：1是转子，2是镜板安装法兰，3是轴承镜板，4是轴承瓦块，5是镜板安装螺钉，6是瓦块支承螺钉，7是推力油槽底板，8是瓦块底座，9是底座安装螺钉，10是电热丝，R01是瓦块内径、R04是瓦块外径、α是瓦块包角，β是轴承，θ是电热丝分布角度，B是瓦块厚度，R02是电热丝内侧边界半径，R03是电热丝外侧边界半径，R05是电热丝预留安装孔半径。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1至图3所示，本专利技术提供的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，包括转子1、轴承镜板3、轴承瓦块4、瓦块支承螺钉6、推力油槽底板7、瓦块底座8和电热丝10。如图1和图2所示，轴承镜板3通过镜板安装螺钉5与镜板安装法兰2连接在一起，镜板安装法兰2与转子1装配在一起，并通过转子1上的轴肩定位与安装。若干轴承瓦块4底部分别通过瓦块支承螺钉6周向均布固定在瓦块底座8上，与转子1无接触，且轴承镜板3与轴承瓦块4之间留有间隙，轴承瓦块4数量的选择范围为4～16块；瓦块底座8通过底座安装螺钉9固定在推力油槽底板7的上表面，瓦块底座8与转子1以及推力油槽底板7与转子1之间设有密封装置，以防止润滑油泄漏。该推力滑动轴承的每个轴承瓦块4靠近底面处均本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，包括依次套装在转子(1)外的推力油槽底板(7)、瓦块底座(8)、轴承瓦块(4)、轴承镜板(3)和镜板安装法兰(2)；其中，/n轴承镜板(3)与镜板安装法兰(2)连接在一起，镜板安装法兰(2)与转子(1)装配在一起，并通过转子(1)上的轴肩定位与安装；若干轴承瓦块(4)底部分别通过瓦块支承螺钉(6)周向均布固定在瓦块底座(8)上，与转子(1)无接触，且轴承镜板(3)与轴承瓦块(4)之间留有间隙；瓦块底座(8)固定在推力油槽底板(7)的上表面，瓦块底座(8)与转子(1)以及推力油槽底板(7)与转子(1)之间设有密封装置，每个轴承瓦块(4)靠近底面处均设有电热丝(10)，且电热丝(10)的表面包覆有绝缘材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，包括依次套装在转子(1)外的推力油槽底板(7)、瓦块底座(8)、轴承瓦块(4)、轴承镜板(3)和镜板安装法兰(2)；其中，
轴承镜板(3)与镜板安装法兰(2)连接在一起，镜板安装法兰(2)与转子(1)装配在一起，并通过转子(1)上的轴肩定位与安装；若干轴承瓦块(4)底部分别通过瓦块支承螺钉(6)周向均布固定在瓦块底座(8)上，与转子(1)无接触，且轴承镜板(3)与轴承瓦块(4)之间留有间隙；瓦块底座(8)固定在推力油槽底板(7)的上表面，瓦块底座(8)与转子(1)以及推力油槽底板(7)与转子(1)之间设有密封装置，每个轴承瓦块(4)靠近底面处均设有电热丝(10)，且电热丝(10)的表面包覆有绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，轴承瓦块(4)数量为4～16块。
3.根据权利要求1所述的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，从轴承瓦块的厚度方向看，电热丝(10)的中心面与轴承瓦块(4)底面的距离为A，距离A的值为瓦块厚度B的1/6～1/3。
4.根据权利要求3所述的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，电热丝(10)的半径值R05取值范围为1.5mm-3mm，且半径值R05与瓦块厚度B和瓦块包角α的值为正相关关系。
5.根据权利要求1所述的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，电热丝(10)的圈数定义为电热丝10形状上圆弧的数量，电热丝圈数的取值范围为5～30圈，具体取值根据轴承瓦块(4)的瓦块包角α进行设计，满足2°<α<10°。
6.根据权利要求1所述的一种具有加热装置的抗热变形高承载推力滑动轴承，其特征在于，接近轴承瓦块(4)两侧面的电热丝10之间的夹角为β，夹角β与瓦...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴世源，江瑞龙，张庆山，洪军，李小虎，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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