[发明专利]水力发电单元的轴承垫和带有此类轴承垫的水力发电单元

说明书

一种用于水力发电机单元的轴承的轴承垫(16)包括聚合物部分(11、12)和金属基部(14)，其组合以构成所述轴承垫(16)。通过使聚合物部分为单独的聚合物板(11、12)，通过使金属基部为背衬板(14)，以及通过将所述聚合物板(11、12)可移除地附接到所述背衬板(14)，简化和加速在轴承故障情况下的维护。

技术领域

本发明涉及水力发电单元，诸如水力发电机。它涉及根据权利要求1的前序部分的用于水力发电单元的轴承垫。

它还涉及带有此类轴承垫的水力发电单元。水力发电单元在本领域中也可称为水力发电机。

背景技术

本发明涉及水力发电机单元的轴承。例如，文献WO 2004/001241 A1公开一种用于旋转机器(特别是水力发电机)的转子的轴承，其围绕竖直旋转的轴线旋转。所述轴承体现为滑动轴承，且包括用于轴向支承的第一器件和用于径向支承的第二器件。由于所述轴承，实现简化且改进的轴承性能，使得结合第一器件和第二器件以形成组合的径向和轴向轴承，其同时包括轴向滑动表面和径向滑动表面。

通常，为该目的使用聚合物涂覆的轴承。例如，文献WO 2013/178266 A1公开一种滑动轴承，该滑动轴承具有在其圆周上基本一致的分层结构，且包括基部、无铅滑动层(在边缘区中具有与边缘区之间的中心区相比减小的厚度)和聚合物涂层(与中心区相比，其在边缘区中较厚，使得涂层的表层如轴向截面中看到的那样基本是平的)。这在边缘区中产生涂层材料的一种储器，该储器对于其中轴承和轴变得“适于彼此”的阶段期间的初始磨损是特别有用的。这有利地增加对边缘咬粘的抗性，且导致轴(诸如曲轴)相对于轴承的改进的对准。

关于聚合物涂覆轴承的现有技术水平的设计基于金属背衬与聚合物自身之间的机械锚固。这些设计使用烧结青铜(bronze)、软钎焊丝网或在轴承的背衬部分中机加工的细小凹槽阵列。所有这些解决方案的共同特征是，一旦产生此类中间层，将聚合物在高温和高压下压制到其中。该过程在金属材料与聚合物材料之间产生机械连接。此类技术的主要缺点是它高度的复杂性以及因此高的最终产品成本。它需要若干步骤和专用设备以便产生最终产品。这增加成本且限制潜在供应商的数量。此类专用设备限制可使用给定技术实现的最大尺寸。一旦两个构件结合，无法在不破坏连接的情况下断开它们，使得在由于磨损或轴承咬粘造成滑动表面损坏的情况下无法更换聚合物层。

图1至图3中示出可在行业中找到的典型的现有技术结合接口：

图1示出烧结青铜类型的现有技术轴承的截面图。金属基部30a与聚合物层32a之间的结合通过呈烧结层形式的结合器件31a来实现。

图2示出软钎焊丝网类型的现有技术轴承的截面图。这里，金属基部30b与聚合物层32b之间的结合通过呈丝网形式的结合器件31b来实现，该结合器件31b在一侧处软钎焊到金属基部30b且在另一侧上嵌入聚合物层中。

图3示出凹槽矩阵类型的现有技术轴承的截面图。金属基部30c包括作为结合器件31c的凹槽矩阵，聚合物层32c接合到该凹槽矩阵中。

例如，US 6,332,716 B1公开一种复合轴承，其中衬背金属结合到树脂层，在该树脂层中聚四氟乙烯(PTFE)添加到基本由聚醚醚酮组成的基部树脂中，使得聚四氟乙烯的比例变为0.1至50%(按基于树脂层的重量)且聚四氟乙烯在基部树脂中呈颗粒形式分散。

文献US 5,229,198公开一种低摩擦轴承材料，该材料包括由丝网筛形成的矩阵，该丝网筛熔合至金属背衬片。聚四氟乙烯或其它聚合树脂填充筛内以及筛与背衬片之间的间隙，且将自身牢固地锁定到筛和背衬片，以便给予轴承材料高强度。

文献US 2005/0260431 A1描述一种复合材料，该复合材料用于滑动轴承中且包括金属支撑物和具有开放结构的至少一种增强材料。所述支撑物和增强材料借助于金属连接来连接到彼此。覆盖物(其为基于聚乙烯(PE)的层)作为额外层设在增强材料上。

发明内容