CN206655907U - 抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦 - Google Patents
抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,由瓦面、钢基、隔热面、挡板四部分构成。工作瓦面承担水膜的承载功能,具有较好的自润滑作用;钢基为载荷的主要承担及传递者,隔热面具有较低热传导系数,核主泵发生热瞬态时,抑制轴向产生较大的温度梯度,进而控制瓦面非正常变形;推力瓦面径向存间隙,周向无间隙,降低了推力瓦因冲击导致的瓦面剥落,提高了可靠性,工作瓦面与隔热面方便替换;水润滑推力瓦,具有滋润滑、耐高温、耐磨特性,水中具有较好的化学稳定性和较低的杂质浸润释放率,可以广泛用于三代核电主泵及水利水电或轮船驱动领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦。
背景技术
三代核电压水堆具有较高的安全特性,核主泵为一回路的压力边界,核主泵一般分为屏蔽电机式核主泵和湿绕组电机式核主泵,两类核主泵均由水润滑推力轴承承载轴向水推力;尤其要求无高压介质顶起的状态下,启停不低于3000次,对推力瓦热瞬态有较高的要求。
传统水润滑推力瓦瓦面材料一般使用石墨、碳化硅等脆性材料,结构为双层布置,上层为推力瓦瓦面,下层不锈钢瓦基;此种结构发生热瞬态时,瓦面的凹变形会比较明显,对水膜的有效形成具有抑制作用。通过背面增设隔热层结构,通过可靠地紧固件把合,使得隔热层材料与瓦面均可以按周期替换,降低了维护难度和费用。
发明内容
本实用新型的目的提供一种抑制热瞬态时推力瓦瓦面变形过大、有效水膜降低的抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦。本实用新型的技术方案为:抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,推力瓦面(1)安装不锈钢瓦基(2) 上侧,隔热面(3)连接不锈钢瓦基(2)下侧,不锈钢瓦基(2)右侧设置有第一限位凹槽(11),不锈钢瓦基(2)左侧设置有第二限位凹槽(5),不锈钢瓦基(2)左侧上部设有第三限位凹槽(16),不锈钢瓦基(2)右侧上部设有第四限位凹槽(17),不锈钢瓦基(2)下层设置支撑圆块 (4);推力瓦面(1)外圆方向设置第一限位台阶(9),推力瓦面(1)内圆方向设置第二限位台阶(10),推力瓦面(1)左侧设置第一挡板(8),推力瓦面(1)右侧设置第二挡板(7)。
本实用新型推力瓦面(1)不锈钢瓦基(2)上侧,隔热面(3)位于不锈钢瓦基(2)下侧,当推力轴承水温迅速上升时,2分钟内将上升约30K,有推力瓦面(1)和隔热面(3)的存,不锈钢瓦基(2)上方和下方都存较大的热阻,发生热瞬态时,不锈钢瓦基(2)不会轴向上存较大的温度梯度,进而减少热瞬态时,推力瓦面(1)的凹变形。推力瓦面(1)凹变形一般为0.02-0.04mm,和平常的工作状态下的水膜厚度相近,由于本实用新型的上、下两面非金属的存,可以保证瞬态时的凹变形降至 0.01mm以内,使得对弹流体润滑水膜厚度不构成严重危害。第一限位凹槽(11)可以保证不锈钢瓦基(2)发生轴向移动时,不会超出既定范围,一般此范围为0至2mm,轴向移动范围如果过大,推力盘与推力瓦接触时,会产生较大的冲击载荷,导致脆性推力瓦发生剥落甚至断裂,影响水润滑推力轴承的安全。第一限位台阶(9)可以控制推力瓦面(1)不从外圆方向滑移,第二限位台阶(10)可以控制推力瓦面(1) 不从内圆方向滑移,第一挡板(8)可以控制推力瓦面(1)不从左侧方向滑移,第二挡板(7)可以控制推力瓦面(1)不从右侧方向滑移。第一限位台阶(9)与推力瓦面(1)存较小间隙,一般不大于0.5mm;第二限位台阶(10)与推力瓦面(1)也存较小间隙,应变不大于0.3mm;第一挡板(8)与推力瓦面(1)存小间隙,一般不大于0.05mm;第二挡板(7)与推力瓦面(1)存小间隙,一般不大于0.05mm。
第一内六角螺栓(12)与第一锁紧垫片(12)对中接触,第一挡板(8) 与不锈钢瓦基(2)接触无间隙,严格控制第一内六角螺栓(12)锁紧力矩,当第一内六角螺栓(12)材质为A2-70时,M6对应的锁紧力矩为 8.1NM,M8对应的锁紧力矩为18NM,锁紧力矩过小第一内六角螺栓(12) 长时间运行会松动,如果锁紧力矩过大,将会导致第一内六角螺栓(12) 螺纹发生变形,不锈钢螺纹副发生锁死或螺栓发生断裂。
第二内六角螺栓(14)与第二锁紧垫片(15)对中接触,第二挡板(7) 与不锈钢瓦基(2)接触无间隙,严格控制第二内六角螺栓(14)锁紧力矩,当第二内六角螺栓(14)材质为A-70时,M6对应的锁紧力矩为 7.1NM,M8对应锁紧力矩为18NM,锁紧力矩过小第二内六角螺栓(14) 长时间运行会松动,如果锁紧力矩过大,将会导致第二内六角螺栓(14) 螺纹发生变形,不锈钢螺纹副发生锁死或螺栓发生断裂。
第三内六角螺栓(19)与第三锁紧垫片(20)对中接触,锁紧压块(18)与不锈钢瓦基(2)无间隙,锁紧压块(18)可以对隔热面(3)进行良好轴向限位,但要保证隔热面(3)与不锈钢瓦基(2)之间存较小间隙,间隙值一般0.1mm至0.2mm,可以确保隔热面(3)吸水后的吸水膨胀、还有热膨胀和不锈钢瓦基(2)变形等情况稳定工作。第三限位台阶(37) 可以控制隔热面(3)不从不锈钢瓦基(2)背面左侧滑移,第四限位台阶 (36)可以控制隔热面(3)不从不锈钢瓦基(2)背面右侧滑移。
第五限位台阶(23)可以确保工作瓦面(1)倒挂时不会掉落,第五限位台阶(23)与工作瓦面(1)的轴向间隙一般不大于0.1mm,轴向间隙过小不利于装配,轴向间隙过大会造成冲击载荷过大。第一凸台(21) 深入不锈钢瓦基(2)侧面,第一凸台(21)与不锈钢瓦基(2)侧面接触无间隙。第五限位凹槽(24)为一个小的圆凹槽,可以保证不与推力瓦面 (1)侧板尖边缘发生接触应力。
第二挡板(7)上设置的第二沉孔(26),可以使得把合螺栓螺帽低于第二挡板(7)平面,降低对两推力瓦之间水流的阻碍,降低损耗,提高稳定性。第一圆倒角(27)可以提供内侧方向流水的圆滑过渡,减少对水流阻碍,第二圆倒角(28)可以提供外侧方向流水的圆滑过渡,减少对水流阻碍。
隔热面(3)为扇形,第一矩形孔(34)为推力瓦轴向限位结构让出空间,第六矩形孔为推力瓦径向限位结构让出空间,第二矩形孔(30)、第三矩形孔(31)、第四矩形孔(29)和第五矩形孔(32)为锁紧压块(18) 让出空间,隔热面(3)为具有隔热效果复合材料,耐热疲劳冲击。
当水温在90秒内提升20摄氏度,不锈钢瓦基(2)仅仅布置推力瓦面(1),经分析推力瓦面(1)将发生凹变形0.03mm,超过了正常运行时水膜厚度,破坏水介质的弹流润滑状态,使得摩擦副发生干摩擦;当在不锈钢瓦基(2)底部安装隔热面(3),将使得凹变形降至0.01mm 以下,不会对水膜杂质较大影响,达到抑制热瞬态时推力瓦瓦面变形过大、有效水膜降低的目的。
附图说明
图1本实用新型的抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦结构图
图2为图1的A向视图
图3为图2的C向视图
图4为图2的D向视图
图5为图1的B向视图
图6为图2中的第一挡板侧视图
图7为图2中的第二挡板侧视图
图8为图5的隔热面俯视图
具体实施方式:
图1为抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦结构,推力瓦面1瓦面形状为扇形,推力瓦面1材料为石墨瓦或碳纤维增强复合瓦,推力瓦面 1上表面为柱面或近似柱面的阶梯型构造,不锈钢瓦基2右侧设置有第一限位凹槽11,不锈钢瓦基2左侧设置有第二限位凹槽5,不锈钢瓦基2左侧上部设有第三限位凹槽16,不锈钢瓦基2右侧上部设有第四限位凹槽17,不锈钢瓦基2下层设置支撑圆块4,隔热面3与不锈钢瓦基2之间存0.05mm-0.10mm的间隙,可以较好的控制热瞬态时的凹变形,避免热瞬态时,轴向发生较大的温度梯度,从而避免了推力瓦面1发生超过0.01mm的凹变形,破坏水的动压润滑。
如图2所示,推力瓦面1外圆方向设置第一限位台阶9,推力瓦面1内圆方向设置第二限位台阶10,推力瓦面1左侧设置第一挡板 8,推力瓦面1右侧设置第二挡板7,可以控制推力瓦面1径向允许小幅度滑移,周向方向不滑移。
如图3所示,第一内六角螺栓12与第一锁紧垫片13接触连接,第一锁紧垫片13与第一挡板8接触,第一挡板8与不锈钢瓦基2连接,确保第一挡板8与不锈钢瓦基2无间隙。
如图4所示,第二内六角螺栓14与第二锁紧垫片15接触连接,第二锁紧垫片15与第二档板7接触,第一档板7与不锈钢瓦基2连接,确保第二挡板7与不锈钢瓦基2无间隙。
如图5所示,第三内六角螺栓19与第三锁紧垫片20接触连接,第三锁紧垫片20接触锁紧压块18,锁紧压块18安装隔热面3上侧,第三限位台阶37与隔热面3左侧接触,第四限位台阶36与隔热面3 右侧接触,隔热面3与不锈钢瓦基2存0.05mm-0.10mm的间隙。
如图6所示,第五限位台阶23第一挡板8上侧,第五限位台阶 23与第一挡板平台25连接,第五限位台阶23高出第一挡板平台25,第一挡板8上设置第五限位凹槽24,第一挡板8上设置第一凸台21,第一凸台21设置第一沉孔22,第五限位凹槽24为一个小的圆凹槽,可以保证不与推力瓦面1侧板尖边缘发生接触应力。
如图7所示,第二挡板7左侧设置第一圆倒角27,第二挡板7 右侧设置第二圆倒角28,第二挡板7外侧设置第二沉孔26,第一圆倒角27可以提供内侧方向流水的圆滑过渡,减少对水流阻碍,第二圆倒角28可以提供外侧方向流水的圆滑过渡,减少对水流阻碍。
如图8所示,第一矩形孔34位于隔热面3顶部,第二矩形孔30 位于隔热面3左上部分,第三矩形孔31位于隔热面3右上部分,第四矩形孔29位于隔热面3左下部分,第五矩形孔32位于隔热面3 右下部分,椭圆孔35位于隔热面3中间部分,第六矩形孔33位于隔热面3的下部。
Claims (7)
1.一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:推力瓦面(1)安装不锈钢瓦基(2)上侧,隔热面(3)连接不锈钢瓦基(2)下侧,不锈钢瓦基(2)右侧设置有第一限位凹槽(11),不锈钢瓦基(2)左侧设置有第二限位凹槽(5),不锈钢瓦基(2)左侧上部设有第三限位凹槽(16),不锈钢瓦基(2)右侧上部设有第四限位凹槽(17),不锈钢瓦基(2)下层设置支撑圆块(4);推力瓦面(1)外圆方向设置第一限位台阶(9),推力瓦面(1)内圆方向设置第二限位台阶(10),推力瓦面(1)左侧设置第一挡板(8),推力瓦面(1)右侧设置第二挡板(7)。
2.根据权利要求1所述的一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:第一锁紧垫片(13)与第一挡板(8)接触,第一挡板(8)与不锈钢瓦基(2)连接。
3.根据权利要求1所述的一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:第二锁紧垫片(15)与第二挡板(7)接触,第一挡板(7)与不锈钢瓦基(2)连接。
4.根据权利要求1所述的一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:第三限位台阶(37)与隔热面(3)左侧接触,第四限位台阶(36)与隔热面(3)右侧接触。
5.根据权利要求1所述的一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:第五限位台阶(23)位于第一挡板(8)上侧,第五限位台阶(23)与第一挡板平台(25)连接,第五限位台阶(23)高出第一挡板平台(25),第一挡板(8)上设置第五限位凹槽(24),第一挡板(8)上设置第一凸台(21),第一凸台(21)设置第一沉孔(22)。
6.根据权利要求1所述的一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:第二挡板(7)左侧设置第一圆倒角(27),第二挡板(7)右侧设置第二圆倒角(28),第二挡板(7)外侧设置第二沉孔(26)。
7.根据权利要求1所述的一种抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦,其特征是:第一矩形孔(34)位于隔热面(3)顶部,第二矩形孔(30)位于隔热面(3)左上部分,第三矩形孔(31)位于隔热面(3)右上部分,第四矩形孔(29)位于隔热面(3)左下部分,第五矩形孔(32)位于隔热面(3)右下部分。
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