Упорные подшипники турбомашин

Упорные подшипники судовых паровых турбин служат для восприятия осевого усилия и для фиксации вала в осевом положении. Осевые усилия изменяются по величине и по направлению изменением режима работы турбины и направления движения судна.

В современных судовых турбинах применяются одногребенчатые упорные подшипники. Их гребень может быть откован вместе ротором или отдельно. По обе стороны гребня располагаются шесть-восемь упорных подушек (сегментов) в зависимости от усилий действующих на подшипник. Между упорной поверхностью гребня и подушкой должен быть обеспечен клиновой масляный слой, который способен выдержать значительные внешние нагрузки.

Принцип образования масляного клинового зазора и действия сил на упорную подушку показаны на Рис. 13.

Рис. 13. Принцип образования масляного клинового зазора в упорном подшипнике

В состоянии покоя paбочая плоскость подушки 2 параллельна плоскости гребня. На задней стороне подушка 2 снабжена выпуклой опорой 1, относительно которой подушка может поворачиваться не небольшой угол. При пуске турбины прилегающий слой масла за счет сил сцепления между маслом и торцовой поверхностью гребня затягивается в упорные подушки. По мере развития частоты вращения и при непрерывном поступлении масла на роторе появляется осевая сила Р, которая передается подшипнику, а в масляном слое возникает давление.

Равнодействующая R сил давления масла на подушку приложена в точке, сдвинутой от геометрического центра подушки в сторону входа масла; силы R и Q, образуют пару сил, которая повернет подушку на некоторый угол. Поворот подушки будет продолжаться до тех пор, пока равнодействующая сил давления масла не займет положение против точки опоры. Такое положение займут все подушки подшипника. При изменении режима работы турбины угол наклона подушек автоматически меняется.

Уплотнительные устройства турбомашин

Для уменьшения утечек пара из корпуса турбин и предотвращения подсоса воздуха в корпус в местах прохода вала через него ставят уплотнения, которые называют концевыми. Для уменьшения перетекания пара из ступени в ступень уплотнения размещают и в диафрагмах. В реактивных турбинах предусматривается также уплотнение разгрузочного поршня (думмиса).

По конструкции лабиринтовые уплотнения весьма разнообразны, некоторые конструкции их приведены на Рис. 14.

Рис. 14. Лабиринтовые уплотнения турбин а) - простого типа; б) - эластичные елочного типа (1 - корпус, 2 - лабиринтовое уплотнение, 3 - пружина, 4 - ротор); в) - эластичные гребенчатого типа (1 - сегмент лабиринтового уплотнения, 2 и 3 - обоймы, 4 и 5 - камеры, 6 - пружина); г) - гребенчатые уплотнения (1 - корпус, 2 - пружина, 3 - лабиринтовое уплотнение, 4 - ротор); д) - угольное уплотнение (1 - угольные кольца, 2 - обойма, 3 - корпус, 4 - пружины, 5 - спиральная пружина).

Диафрагмы турбин

Диафрагмы многоступенчатых активных турбин предназначены для разделения внутренней полости турбины на отдельные ступени давления, а также для размещения сопловых лопаток, обеспечивающих последовательное расширение пара в ступенях. Независимо от конструкции каждая лопатка состоит из двух половин: верхней, устанавливаемой в крышке турбины, и нижней, располагаемой в нижней половине корпуса.

Любая диафрагма состоит из полотна, представляющего собой ее остов, сопловых лопаток, обода и уплотнения в местах прохода вала через центральное отверстие диафрагмы. Сопла в диафрагмах могут располагаться по всей окружности или только в части ее. В первом случае диафрагма будет с полным впуском пара, во втором- с парциальным.

По способу изготовления и крепления сопловых лопаток диафрагмы бывают литые, наборные и сварные. На Рис. 14 представлены все типы диафрагм.

Рис. 15. Диафрагмы а) - литая, б) - наборная, в) - сварная.

Литая диафрагма имеет обод 1, сопловые лопатки 2 и полотно 3. На кромках сопловых лопаток делают шины в виде ласточкиного хвоста или сверлят отверстия.

В наборной диафрагме цельнофрезерные сопла 1 надеваются на кольцевой выступ 2 с прорезями 3 и крепятся заклепками 4.

В сварной диафрагме сопловые лопатки набраны в специально проточенной канавке. Далее диафрагма закрепляется в специальное приспособление и лопатки по всей дуге приваривают к ободу и телу. Сопловые лопатки 3 набираются в специальном приспособлении в два ленточных бандажа - наружный 2 и внутренний 4 с отверстиями так, чтобы края лопаток выступали за бандажные ленты с каждой стороны на 1…1,5мм. Затем концы лопаток приваривают к бандажам, полученную таким образом сопловую решетку приваривают к ободу 1 и полотну 5.