DE2946471C2

DE2946471C2 - Hydrostatische Axiallagerung eines Rotors

Info

Publication number: DE2946471C2
Application number: DE19792946471
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. Dr. Zürich Christ; Mario Schio Peron
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1979-11-17
Filing date: 1979-11-17
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE2946471A1

Description

a) gegenüber seinem Träger neigbar gelagert ist,

b) gegenüber seinem Träger über einen Druckraum abgestützt ist,

c) mit Drucktaschen an seiner der Gleitfläche zugewandten Stützfläche versehen ist,

d) wobei die stützelementseitige Querschnittsfläche des Druckraumes und die Stützfläche des Stützelementes einander gegenüberliegen und

e) wobei die beiden hydrostatisch wirksamen Flächen des Stützelements durch einen Kanal verbunden sind und im wesentlichen gleich große Kräfte erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, daß

f) am Rotor (1) ein biegeweich ausgebildetes Stützelement (10) angebracht ist, das

g) gegenüber dem Rotor (1) in Stützrichtung unverschieblich gelagert ist,

h) gegenüber dem Rotor (1) über ein Druckpolster (13) abgestützt ist,

i) an der dem Druckpolster (13) gegenüberliegenden Seiu die dem Rotor (1) zugeordnete Gleitfläche (4) trägt,

j) wobei das Druckpolster (13) und die Gleitfläche (4) durch einen Kanal (14) ·erbunden sind und der Druck im Druckpolster (13) und der hydrostatisch wirksame Druck auf der Gleitfläche (4) im wesentlichen gleich groß gehalten ist, wobei

h) der wirksame Anteil der Stützfläche (6) und die Querschnittfläche (12) des Druckpolsters (13) im wesentlichen gleich groß sind.

2. Hydrostatische Axiallagerung nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß das am Rotor angebrachte Stützelement (10) als Kreisscheibe ausgebildet ist.

3. Hydrostatische Axiallagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Rotor angebrachte Stützelement (10) als Ringscheibe ausgebildet ist.

H| Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axiallage-

% rung eines Rotors gegenüber einem Fundament mittels

W. einer dem Rotor zugeordneten und mit ihm rotierenden

|j Gleitfläche und mit einem fundamentseitigen, hydrosta-

Ji tischen Stützelement, das

ψ\ a) gegenüber seinem Träger neigbar gelagert ist,

b) gegenüber seinem Träger über einen Druckraum abgestützt ist,

e) wobei die beiden hydrostatisch wirksamen Flächen des Stützelementes durch einen Kanal verbunden sind und im wesentlichen gleich große Kräfte erzeugen.

Solche Lagerungen sind beispielsweise aus der DE-OS 26 34 822 bekannt Bei diesen bildet sich zwischen der Gleitfläche des Rotors und der Stützfläche des Lagerkörpers an den die hydrostatischen Lagertaschen to umgebenden Rändern der Stützfläche nur ein sehr dünner Schmierfilm zwischen Gleitfläche und Stützfläche.

Bei kleineren Rotoren genügte die vorbekannte Lagerung den Anforderungen durchaus. Bei größeren Rotoren, d. h. bei Rotordurchmessern von mehreren Mets tern, wie bei großen Wasserturbinen, ergaben sich jeüoch Schwierigkeiten, da bei den entsprechend großen Betriebskräften die Gleitfläche nicht mehr eben bleibt und daher der Spalt zwischen der Stützfläche und der Gleitfläche nicht mehr die für eine einwandfreie Lagerung erforderliche, überall gleiche Größe hat.

Die vorliegende Erfindung setzt sich nun die Aufgabe, diesen Nachteil des Standes der Technik zu beseitigen und die vorbekannte Lagerung so weiterzubilden, daß eine einwandfreie Lagerung mit Ausgleich der Deformation auch bei größeren Rotoren erreicht wird, als dies mit vorbekannten Lagerungen möglich war.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

0 am Rotor ein biegeweich ausgebildetes Stützelement angebracht ist, das
g) gegenüber dem Rotor in Stützrichtung unverschieblich gelagert ist,

h) gegenüber dem Rotor über ein Druckpolster abgestützt ist,

i) an der dem Druckpolster gegenüberliegenden Seite die dem Rotor zugeordnete Gleitfläche trägt,
j) wobei das Druckpolster und die Gleitfläche durch einen Kanal verbunden sind und der Druck im Druckpolster und der hydrolytisch wirksame Druck auf der Gleitfläche im wesentlichen gleich groß gehalten ist, wobei

k) der wirksame Anteil der Stützfläche und die Querschnittsfläche des Druckpolsters im wesentlichen gleich groß sind.

Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß sich die größeren Rotoren unter den Betriebskräften und insbesondere den Stützkräften der Lagerung verbiegen, so daß die für die Lagerung des Rotors dienende Gleitfläche nicht mehr eben bleibt. Der Spalt zwischen der ebenen Stützfläche des Lagerkörpers und der uneLenen Gleitfläche des Rotors hat dadurch nicht mehr überall die gleiche Größe, Bei größeren Verbiegungen kann es zu direkter Berührung zwischen Gleitfläche und Stützfläche mit entsprechendem Verschleiß dieser Flächen kommen. Bei einer Lagerung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen wird jedoch erreicht, daß die Gleitfläche des Rotors auch dann eben bleibt, wenn sich der Rotor verformt.

Für eine Axiallagerung ist es häufig vorteilhaft, die Platte als Kreisscheibe auszubilden. Bei größeren Rotoren kann vorteilhafterweise auch eine kranzförmige Lagerung vorgesehen und die Platte als Ringscheibe ausgebildet sein.

]n der Zeichnung, anhand welcher die Erfindung näher erläutert wird, sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein zentrales Axiallager,

Fig.2 einen Axialschnitt durch ein kranzförmiges Axiallager und

Fig.3 einen der Fig.2 entsprechenden Ausschnitt für eine weitere Einzelheit

Bei der in F i g. 1 dargestellten Lagerung ist ein Rotor

1 mit einem Flansch 2 gegenüber einem Fundament 3 gelagert. Dem Rotor ist eine mit ihm rotierende Gleitfläche 4 zugeordnet Ein Lagerkörper 5 ist gegenüber dem Fundament 3 gelagert und weist eine mit der Gleitfläche 4 zusammenarbeitende Stützfläche 6 auf.

Der Lagerkörper 5 greift in einen mit dem Fundament 3 fest verbundenen Druckzylinder 7 ein und ruht auf der im Druckzylinder 7 befindlichen Flüssigkeit Eine Verbindung 8 des Lagerkörpers 5 mit dem Druckzylinder 7 ist so ausgebildet, daß sich der Lagerkörper 5 relativ zur Achse des Rotors 1 neigen kann. Eine biegeweiche Stange 9 hält den Lagerkörper 5 in Achsrichtung des Rotors 1 fest

Am Rotor 1 ist eine Platte 10 angebracht, die mit einer Stelle 11 des Rotors, & h. mit dem Umfang de-v Flansches

2 in Stützrichtung der Lagerung unverschieblich, aber relativ zum Rotor 1 biegeweich verbunden ist Die Platte 10 trägt an ihrer einen Seite die Gleitfläche 4 für den die Stützfläche 6 aufweisenden Lagerkörper 5 und bildet auf ihrer anderen Seite die Querschnittsfläche 12 eines Druckpolsters 13. Die Stützfläche 6 und die Querschnittsfläche 12 liegen einander gegenüber. Der wirksame Anteil der Stützfläche 6 ist im wesentlichen gleichgroß wie die Querschnittsfläche 12. Ein Kanal 14 verbindet den zwischen der Gleitfläche und dem wirksamen Anteil der Stützfläche 6 liegenden Raum mit dem Druckpolster 13, so daß der Druck auf beiden Seiten der Platte 10 im wesentlichen gleichgroß ist. Die Platte 10 bleibt also eben.

Während bei der zentralen Lagerung nach F i g. 1 die Platte 10 als Kreisscheibe ausgebildet ist, ist sie bei der in Fig.2 dargestellten kranzförmigen Lagerung als Ringscheibe ausgebildet Dementsprechend ist der Lagerkörper 5 ebenfalls ringförmig ausgebildet und weist kranzförmig verteilte Lagertaschen auf. Der Druckzylinder 7 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet. Die Achse des Rotors ist mit 16 bezeichnet.

Die Platte 10 ist an der Stelle 11 des Flansches 2, d. h. am Außer.iimfang des Flansches 2 mit dem Rotor 1, in Stützrichtung unverschieblich, aber relativ zum Rotor 1 biegeweich verbunden. Dabei weist der Flansch 2 eine über den ganzen Umfang verlaufende Ringnut 17 auf. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform ist an der Steile 11 eine schneidenförmige Auflage des Flansches 2 auf der Platte 10 vorgesehen.

In allen Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

Die Druckflüssigkeit wird den Lagerungen durch eine Leitung 18 zugeführt und gelangt direkt oder indirekt in den Druckraum des Druckzylinders 7 und über Drosselkanäle in die Lagertaschen der Stützfläche 6.

Der wirksame Anteil der Stützfläche wird bekanntlich dadurch erhalten, daß von der gesamten Stützfläche an allen. Abflußrändern die abflußseitige Hälfte des Randes abgezogen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Axialiagerung eines Rotors gegenüber einem Fundament mittels einer dem Rotor zugeordneten und mit ihm rotierenden Gleitfläche und mit einem fundamentseitigen, hydrostatischen Stützelement, das