[发明专利]多支撑弹性金属塑料推力轴承

说明书

发明名称及所属领域：多支撑弹性金属塑料推力轴承属于机械类轴承分类。

背景技术：滑动推力轴承是大型立式旋转设备的重要组件之一。它是由基座、支撑结构、推力轴瓦、油循环冷却结构、测温结构组成的。根据支撑结构的不同可分为两大类，即单支撑和多支撑结构。单支撑结构有刚性支柱螺栓支撑、碟式弹簧支撑；平衡块支撑和弹性油箱支撑。刚性螺栓支撑和碟式支撑只在小负载情况下采用。其典型结构是德国的兰德公司产品。平衡块支撑是美克什拜尔公司的传统产品。而支柱螺栓和弹性油箱支撑则是苏联的系列。我国沿用苏联的设计体系，小负荷多采用刚性支柱螺栓支撑，而大负荷则采用弹性油箱支撑方式。例如我国自行设计的葛州坝水轮发电机组3800吨推力轴承就是弹性油箱支撑结构的范例。单支撑结构的最大特点是支撑受力大产生机械变形，瓦面油膜区受压不均匀，呈抛物单峰曲线，最大压力可达17至21Mpa。传统采用的巴氏合金推力轴瓦呈现刚性瓦面，在变形和局部高压的作用下，油膜很容易被破坏而产生干磨擦。巴氏合金的干摩性能极差，因而会很快发热以至产生烧瓦事故。原苏联单支撑巴氏合金推力轴瓦事，据统计大、中水电站1955至1975年为330起之多。我国大、中电站巴氏合金推瓦事故率在每年15～20起。为了解决单支撑这个难题以使推力轴承向大型化发展，近二十年来形成二大方向获得成功。第一个方向是改进瓦面材料——苏联发明了弹性金属塑料推力轴瓦，用氟塑料替代了传统使用了近百年的巴氏合金做为瓦面磨擦材料获得成功。由于这一改进原苏联1974至1987年的十四年里塑料瓦的事故仅发生三起。1990年我国从俄罗斯引进了这种发电机组的推力轴承瓦装机葛州坝、白山、大化等一大批大、中型水轮发电机组的推力轴承中。获得了良好地运行效果。这种轴瓦是氟塑料做为表面摩擦层。弹性金属丝绕成螺旋铺压成丝饼，镶嵌进氟塑料一部分。另一面钎焊在金属的瓦体上。单支撑瓦面机械变形凸起。而弹性金属塑料推力轴瓦在运行时因温度变化产生的热胀系数比金属大6至9倍，虽然有弹性金属丝层吸收一部份，但仍使瓦面产生变形：周边凸起，中间凹下。这种变形正好与单支撑的机械变形相抵消。所以塑料表面不用特别处理，仅仅导个进油导角便可以正常工作了。专利文件CN2086220详细地记叙了这种塑料推力轴承的结构。我们经过消化吸收又发展为利用原有的巴氏合金轴瓦只除掉巴氏合金，再换上弹性金属塑料层便成了弹性金属塑料瓦了。这样既省钱、方便又快捷。见专利文件CN1088869A。该技术被迅速实施后使我国大部份的大、中水电站单支撑推力轴承巴氏合金瓦都更换成塑料推力轴瓦取得了良好的运行效果。充分地显示出新材料所发挥出无可比拟的优越性。现在塑料瓦技术已经发展到园弧型的导轴承上，专利文件CN1119708A和专利ZL96200062.4提供了这种技术。并且在世界上首次应用到200MW的福建水口电厂1号发电机的导轴承上。其技术可见专利96220576.1。在这种大型机组的导轴承上的运行成功是连俄罗斯都望尘莫及的。由于我国塑料瓦技术的发展和应用普及，已经成了除俄罗斯以外的塑料瓦技术和生产应用大国。