CN110268173A - 导向叶片轴承和维护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液力机的能够在水路侧被维护的导向叶片轴承(1)以及一种用于安装和拆卸这种轴承(1)的方法。导向叶片轴承(1)包含轴承座(11)和层状轴承材料(13)和至少三个分别与底环(2)相连的区段，其中每个区段包括轴承座(11)的一部分和层状轴承材料(13)的一部分，并且其中，区段之间的接合部(10)设计为相对轴承轴线倾斜，因此区段具有楔形形状，并且其中轴承(1)包括轴承密封件，并且轴承密封件抗扭地与轴颈(4)相连，并且轴承座(11)具有构造为轴承密封件的密封唇的运行面的表面(12)。

Description

导向叶片轴承和维护方法
本发明涉及一种用于液压机的导向叶片轴承以及一种用于安装或拆卸这种轴承的方法。
为了控制流量，液压机(诸如涡轮机、泵或泵涡轮机)具有包括多个可运动的导向叶片的导向装置。可动导向叶片在两个环之间延伸，并由导向叶片轴承可移动支承在其中。其中一个环包括用于致动导向叶片的器件，即这样的器件，借助它们能够使导向叶片围绕其轴线转动。该环通常称为调节环或控制环。与控制环相对的环称为底环，因为该环位于具有垂直旋转轴线的液压机的下部。本发明涉及底环中的导向叶片轴承。然而，应该注意，本发明不应限于具有垂直旋转轴线的液压机。术语底环(即与控制环相对的环)仅用于避免繁琐的表述。清楚的是，此类导向叶片轴承是径向轴承。
为了例如为了维护目的安装和拆卸在底环中的导向叶片轴承，必须要么从水路的外部提供可触及性，要么必须将相关导向叶片从导向叶片轴承中拉出，这通常只有在拆卸液压机的盖子时才有可能。第一种可能性需要很大的空间，因此液压机相应较大地构成，第二种可能性意味着在维护轴承时大量的耗费。本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于底环的导向叶片轴承及其安装和拆卸方法，其既不需要从水路外部的可触及性、也不要求拆卸液压机的盖子来进行轴承的安装和拆卸。通过使用这种轴承，新的液压机器可以制造得更紧凑，未来在轴承磨损时的维护耗费不需要拆卸液压机的盖子。本发明的轴承可以从水侧或者说从上游面方向安装和拆卸。
由文献CH 277775已经已知一种通用的导向叶片轴承及其安装和拆卸方法。然而，已知的解决方案需要底环中的大空腔和用于安装轴承的复杂装置。此外，需要在底环中的附加开口，其必须用盖子盖住。本发明在底环中需要显著更小的空腔，并且完全不需要用于安装轴承的特定装置。底环中的开口也被消除。因此，根据本发明的解决方案比已知的解决方案更便宜且更紧凑，并且本发明的安装和拆卸方法比已知方法更容易实施。
根据本发明，所述技术问题通过具有独立权利要求1的特征的导向叶片轴承和独立的方法权利要求来解决。根据本发明的导向叶片轴承的其他有利实施例由从属权利要求得出。
发明人基于的构思在于，导向叶片轴承实施为分段式的。
下面参考附图解释根据本发明的解决方案。为此详细示出如下：
图1示出处于安装位置中的、在横向于轴承轴线的截面中的根据本发明的导向叶片轴承；
图2在侧视图中示出根据本发明的导向叶片轴承；
图3在沿轴承轴线的截面中示出根据本发明的导向叶片轴承；
图4示出按照本发明的用于拆卸和安装根据本发明的导向叶片轴承的方法的流程图。
图1以俯视图示出在安装位置中的根据本发明的导向叶片轴承。导向叶片轴承用1表示，底环用2表示。此外图1示出了轴承1中支承的导向叶片，其包括由3表示的导向叶片桨片和由4表示的导向叶片轴颈。从图1中可以看出，轴承1由四个区段组成。对于非常薄的导向叶片桨片3可以想到的是，根据本发明的导向叶片轴承1也可以仅由三个区段组成。然而，通常需要四个区段以允许从水侧维护轴承。原则上可以考虑区段数量的进一步增加，但出于经济原因而不是有利的。轴承区段具有用于将区段在底环2上螺栓连接的开口。此外在区段上设置另外的开口用于轴承的密封试验。
图2示出了根据本发明的导向叶片轴承的侧视图。在这种情况下，未示出左前轴承区段。未示出的区段和右前区段之间的接合部标记为10。可以看出，接合部10相对于轴承轴线略微倾斜。结果，未示出的区段在水侧边缘(图2中的上部)上沿圆周方向比在对置的边缘(图2中的底部)上更宽。在此的前提是，其他接合部平行于轴承轴线延伸。由于这种在所描述的定向上略微楔形的设计，所述区段可以容易地作为第一区段沿水路方向拆卸或者作为最后的区段被装入(见下文)。在本发明的范畴中，该区段简称为“楔形区段”。原则上，该区段的另一个接合部也可以是倾斜的，使得楔形形状分布在两个接合部上。但是，由于倾斜的接合部制造起来更加耗费，并且一个接合部的倾斜度完全足够，所以有利的是轴承的仅一个接合部倾斜地形成。
图3以沿轴承轴线的截面示出了已装入的根据本发明的导向叶片轴承的一部分。底环在此用2表示，导向叶片的轴颈以4表示。轴承包括所谓的用11表示的轴承座。用13表示的层状轴承材料固定在轴承座11上并且在装入状态中位于轴颈4和轴承座11之间。所述层状轴承材料13要么通过径向延伸的螺栓固定在轴承支架11上、要么粘接到轴承支架11上。在此，轴承的每个区段包括轴承座11的一部分和轴承材料层13的一部分。轴颈4还具有以40表示的卸荷槽。为了防止水进入轴承中，根据本发明的轴承还包括轴承密封件。其未在图3中示出。轴承密封件设置在靠近卸荷槽40的空腔中。在此，轴承密封件固定地安装在轴颈4上并随导向叶片一起旋转，使得密封唇在轴承座11的表面(以12表示)上滑动。表面12是实际的密封面。在传统的轴承中恰恰相反，也就是说，密封件固定地与轴承体连接，并且密封唇在轴颈的表面上滑动。清楚的是，用于支承轴承区段和轴颈(4)的底环(2)具有相应地设计尺寸的开口。为了安装密封件，在轴颈(4)的旁边和下方需要足够大的自由空间(见下文)。
图4示出了根据本发明的例如用于轴承的维护而用于拆卸和安装根据本发明的导向叶片轴承的方法的流程图。所有操作都是从水路一侧完成的。在由V1指定的方法步骤中，拆下螺栓，轴承部段借助所述螺栓固定在底环上。为此需要转动导向叶片，以便可以触及到被覆盖的螺栓(参见图1)。螺栓可以完全取下或仅松开。在后一种情况下，在V2和V3中完全拆除螺栓。在V2中，楔形区段从底环中取出。为此目的，楔形区段具有特殊的孔，拉出工具可以***所述孔中。通过这些孔或其他标记可用于识别楔形区段。但是，所述识别也可以由区段的安装位置产生。在V3中，拆卸剩余的区段。在此，导向叶片的旋转将是有帮助的。在V4中，密封件被拆除。这可以破坏式地进行或者类似于密封件的安装(见下文V5)。因此轴承被拆卸。在维护中，例如更换轴承材料层并清洁所有部件。接着进行安装轴承的步骤。在V5中，安装密封件。在维护中，这可能是新的替换密封件。为此，密封件在轴颈下方穿过。为此在轴颈侧面以及下方需要最小尺寸的空间。由此轴承区段的尺寸在径向大小方面以及在其轴向长度方面被确定，并且当然也确定了底环中的开口的大小。出于刚性原因，提供轴承区段的足够的径向大小。为了使得密封件的穿过变得容易，可以对其进行预热，使其具有柔韧性。在轴颈的下端部上的较大的穿引倒角同样是有帮助的。在V6中，安装在V3中拆下的区段。在此所属的螺栓可以是已经***的，但是不拧紧。在此，转动导向叶片将是有帮助的。在V7中，装入楔形区段。通过该区段的楔形形状，在***该区段时闭合在区段之间的间隙。在V8中，区段的螺栓被拧紧。在此，转动导向叶片也是有帮助的。
在安装轴承区段时，它们会在配合表面上滑动。轴承区段的配合表面是接合部，因为它们在已装入状态中无间隙地闭合。由于接合部的倾斜形态，恰在最后的、也就是楔形轴承区段的承受负载最高的安装时，避免了该区段的接合部上的较长的滑动。此外，由此当然显著使得所述区段的拆卸变得容易，尤其在那可以预见的是，在液压机运行之后会出现污染，其使得拆卸更加困难。区段的在安装位置中贴靠在底环上的表面也是配合表面。为了避免在该配合部上较长的滑动，轴承的外径上的引导结构被划分为两个较短的部分，也就是轴承座仅在其轴向端部上直接邻接在底环上(参见图2和3—当然，等效地，底环也可以具有凹部，并且轴承座实施为圆柱形的)。轴承座区段的材料有利地使用不锈的材料。在密封件的运行面的接合处(图3中的表面12)应注意的是，不能存在棱边和毛刺，因此不会导致过早的密封失效。建议进行去毛刺和轻微倒角。在安装轴承区段时还应注意，密封唇不能被损坏。为此有利的是，轴承直径大于密封件直径(参见图3—轴颈4的与轴承材料层13邻接的直径大于表面12的内径，其形成轴承密封唇的运行表面)。
如果轴承配备有排引装置将是有利的。由于区段之间的间隙没有额外密封，因此不能排除泄漏。
最后阐述的是，轴承座和层状轴承材料整体式制成也在本发明的范围内。也就是说，轴承材料集成在轴承座中，或者换句话说：轴承座完全由轴承材料制成。在此，除合理的滑动性能外，所用材料还必须具有足够的强度性能。相应的塑料适于用作适用的材料。

Claims (9)

1.一种用于液压机的导向装置，包括控制环、底环(2)、带有轴颈(4)的导向叶片和用于将轴颈(4)沿径向支承在底环(2)中的轴承(1)，所述轴承可以从液压机的水路的一侧被维护，其中底环(2)包括用于支承轴承(1)和轴颈(4)的开口，并且其中轴承(1)包括轴承座(11)和层状轴承材料(13)，其中轴承座(11)构造为使得它能够与底环(2)相连，并且层状轴承材料(13)构造为使得它包围轴颈(4)，其特征在于，轴承(1)包括至少三个分别与底环(2)相连的区段，每个区段包括轴承座(11)的一部分和层状轴承材料(13)的一部分，并且其中，区段之间的接合部(10)实施为相对轴承轴线倾斜，因此区段具有楔形形状，其中在轴承(1)的圆周方向上、楔形区段在水侧边缘处比在对置的边缘处更宽，并且其中轴承(1)包括轴承密封件，并且轴承密封件抗扭地与轴颈(4)相连，并且轴承座(11)具有构造为用于轴承密封件的密封唇的运行面的表面(12)，并且其中底环(2)中的开口的尺寸被确定为：当轴承(1)的区段未与底环(2)相连并且轴颈(4)位于底环(2)的开口中时，轴承密封件能够被装入。
2.根据权利要求1所述的导向装置，其中所述轴承(1)恰好包括四个区段，所述区段可以分别与所述底环(2)相连。
3.根据权利要求1或2所述的导向装置，其中用于所述轴承密封件的密封唇的运行面的直径小于所述轴承材料层(13)的内径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导向装置，其中，所述底环(2)和所述轴承座(11)构造为使得所述轴承座(11)仅在其轴向端部的区域中直接邻接到所述底环(2)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的导向装置，其中所述轴承座(11)由不锈的材料制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的导向装置，其中，所述轴承(1)包括排引装置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的导向装置，其中所述轴颈(4)在端部处具有穿引倒角。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的导向装置，其中，所述轴承座(11)由轴承材料构成。
9.一种用于拆卸和安装根据前述权利要求之一所述的导向装置的轴承(1)的方法，包括以给出的顺序的步骤：
(V1)解除轴承(1)的区段和底环(2)之间的连接；
(V2)向水路方向从底环(2)的开口中抽出楔形区段；
(V3)向水路方向从底环(2)的开口中抽出剩余的区段；
(V4)拆卸轴承密封件；
(V5)安装轴承密封件；
(V6)将在V3中拉出的区段从水路侧***底环(2)的开口中；
(V7)将楔形区段从水路侧***底环(2)的开口中；
(V8)建立轴承(1)的区段和底环(2)之间的连接。
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