[发明专利]核主泵水润滑复合材料推力轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种水润滑复合材料推力轴承，特别是一种核主泵水润滑复合材料推力轴承。产品主要适用于核电站核岛一回路系统在核辐射工况环境驱动冷却剂的循环泵(核主泵)用轴承，还用于各种承受推力的旋转机械支撑部位，如水电机组、水泵、减速机等领域，也适用于油润滑，特别是高温、高速使用工况。

背景技术

目前，核电站核岛一回路冷却剂循环泵(简称核主泵)是核电站的关键设备，核主泵对整个核电站的运行和安全起着至关重要的作用，而核主泵轴承是保证循环泵安全可靠稳定运行的关键部件。

国内外核电站小容量发电机组配置核主泵轴承是采用石墨材料制造的水润滑推力轴承，其结构为石墨板放置在扇形钢瓦基的夹槽中，两侧面用挡板固定。由于石墨材料属脆性材料，抗冲击性能较差，在较大冲击载荷和交变载荷工况下，瓦块易发生破碎，安全可靠性差，不适应大功率核主泵长期安全运行。另外，由于石墨轴承材料脆，顺应性不好，对整套轴承和单瓦面上受力不均状况不能自身调整，易造成偏载状况。

二是金属板与工程塑料板采用机械组合结构制造的水润滑推力轴承。该结构是通过设在钢瓦块平面上的夹槽安装定位，采用螺钉紧固，由于这种结构是由多层结构拼合安装而成，所用紧固螺钉，轴承在长期运行过程中存在松动、脱落和连接不稳定等缺陷，增加事故点，所以对核主泵运行带来安全隐患。

现今，核电逐步向大容量发电机组发展，现有技术已不适应大功率核主泵的使用要求，核主泵轴承已成为发展大容量核电装备制造中的瓶颈。因此，亟待需要解决为大功率核主泵提供一种抗核辐射并适应水润滑、安全可靠的推力轴承。

发明内容

根据上述提出的现有技术中石墨板抗冲击性能差，不适应大功率核主泵的使用要求，金属板与工程塑料板拼合所需的紧固螺钉易脱落的技术问题，而提供一种由具有良好韧性特种工程塑料与不锈钢瓦基完全成为一体结构的新型推力轴承瓦块，由多块扇形或圆形瓦块组成的圆环，形成核主泵水润滑复合材料推力轴承。

本发明采用的技术手段如下：

一种核主泵水润滑复合材料推力轴承，包括不锈钢瓦基和工程塑料层，所述不锈钢瓦基具有连接所述工程塑料层的凹凸面，所述凹凸面与所述工程塑料层之间通过热塑模压复合成型，所述凹凸面的面积与所述凹凸面在所述不锈钢瓦基上的正投影面积之间的比值为1.2-2。通过上述设置来增加所述不锈钢瓦基的表面积，提高所述不锈钢瓦基与所述工程塑料层的结合强度，所述凹凸面的面积指的是所述凹凸面的表面积。

所述凹凸面分别位于所述不锈钢瓦基上表面和所述不锈钢瓦基下表面，位于所述不锈钢瓦基上表面的凹凸面上的工程塑料层的厚度为2-15mm，位于所述不锈钢瓦基的下表面的凹凸面上的工程塑料层的厚度为0.5-5mm。

所述凹凸面位于所述不锈钢瓦基的上表面，所述工程塑料层的厚度为2-15mm。

所述凹凸面的凸面具有粗糙面。所述粗糙面通过以下处理方法得到，处理方法包括以下三种或以下三种方法的组合：

(1)采用滚花轮进行滚压花处理，滚花节距约0.3-1.5mm；

(2)采用机械加工形成宽度0.5-1.5mm，深度0.2-0.8mm纵横交错沟槽或加工成30°-90°，深0.2-0.8mm的纵横交错沟槽；

(3)采用表面喷砂等粗化处理。

所述不锈钢瓦基呈扇形或圆形，所述凹凸面的凹面由多条环形凹槽组成，所述环形凹槽的形状与所述不锈钢瓦基的外缘相匹配，多条所述环形凹槽等间距排列，相邻所述环形凹槽之间的距离为6-10mm，所述环形凹槽的凹槽口的宽度为4-12mm，所述环形凹槽的凹槽底的宽度比所述环形凹槽的凹槽口的宽度大0.5-1mm，所述环形凹槽的深度为1-5mm。

所述不锈钢瓦基呈扇形或圆形，所述凹凸面的凹面由多条横向凹槽和多条纵向凹槽组成，所述多条横向凹槽等间距排列，相邻所述横向凹槽之间的间距为6-10mm，所述横向凹槽的凹槽口的宽度为4-12mm，所述横向凹槽的凹槽底的宽度比所述横向凹槽的凹槽口的宽度大0.5-1mm，所述横向凹槽的深度为1-5mm，所述多条纵向凹槽等间距排列，相邻所述纵向凹槽之间的间距为6-10mm，所述纵向凹槽的凹槽口的宽度为4-12mm，所述纵向凹槽的凹槽底的宽度比所述纵向凹槽的凹槽口的宽度大0.5-1mm，所述纵向凹槽的深度为1-5mm。