Гидростатические подшипники

Параметры Гидродинамический подшипник Гидростатический подшипник

Рис. 18.К). Гидростатический подшипник

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК -

Рис. 26.8. Гидростатический подшипник

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК — подшипник скольжения, в к-ром масляный слой между трущимися поверхностями создаётся путём подвода к ним масла под давлением от насоса. Коэфф. трения у Г. п. при трогании с места мал, и износ практически отсутствует. Г. п. применяют для ответств. медленно вращающихся валов и роторов.

Нижний радиальный подшипник (см. рис. 2.7) может быть гидростатическим, питаемый с напора рабочего колеса насоса или от специальной внешней системы. Гидростатический подшипник, питаемый с напора насоса, обеспечивает надежную работу, но снижает объемный КПД. Практика показывает, что пуски и остановки для такого гидростатического подшипника не опасны, если использовать подходящие материалы для несущих поверхностей (например, сталь 20X13 с термообработкой рабочих поверхностей до HRC 40 ... 48). Гораздо опаснее для гидростатического подшипника переходные режимы (особенно в пусконаладочный период), связанные с изменением давления в контуре циркуляции и возможным вскипанием воды в корпусе ГЦН. В первую очередь это относится к АЭС с кипящими реакторами. Для таких реакторов внешний контур питания гидростатического подшипника следует считать обязательным. Нижний радиальный подшипник (а в некоторых схемах и верхний) может быть гидродинамическим. Для этого типа подшипника очень остро стоит проблема износостойких материалов, работающих при температуре теплоносителя 270—300 °С и значительных удельных нагрузках. В целях облегчения условий работы подшипника в схему ГЦН вводится дополнительный контур охлаждения. Схема одного из возможных вариантов питания гидродинамических подшипников охлажденной контурной водой показана на рис. 2.9. С напора вспомогательного рабочего колеса 4 автономного контура охлаждения вода проходит через специальный змеевиковый холодильник 5 и попадает в полость осевого подшипника 6. Далее по специальным каналам вода поступает в верхний // и нижний 12 гидродинамические подшипники и сливается на всасывание рабочего колеса автономного контура. Питание гидродинамических подшипников может осуществляться и водой от постороннего источника.

Рис. 2.12. Схема погружного заглубленного насоса для жидкого металла: 1 — напорный коллектор; 2 — рабочее колесо; 3 — нижний гидростатический подшипник; 4 — холодильник вала; 5 — стояночное уплотнение; 6 — узел уплотнения вала; 7 — верхний радиально-осевой подшипник; 8 — муфта; 9 — электродвигатель; 10 — максимальный уровень (насос остановлен); 11 — уровень заполнения; 12 — рабочий уровень; 13 — минимально возможный уровень при работе; 14 — корпус насоса

Погружные насосы с гидростатическими подшипниками. В погружных насосах нижний радиальный гидростатический подшипник погружен в теплоноситель, и металл подается к нему с напора рабочего колеса. Верхний радиальный подшипник совмещен с осевым в одном блоке и вынесен из рабочей полости насоса, что позволяет использовать минеральную смазку и применять как подшипник качения, так и подшипник скольжения (гидродинамический или гидростатический). Уплотнение вала целесообразно располагать ниже верхнего подшипника, поскольку это способствует снижению количества паров минеральной смазки, попадающих в теплоноси- э~ тель. Однако при этом ухудшаются условия замены уплотнения.

/ — нижний гидростатический подшипник; 2 — патрубок слива протечек; 3—уровень заполнения; 4 — биологическая защита; 5 — бак насоса; 6 — радиально-осевой подшипник; 7— уплотнение вала; S — муфта; 9 — электродвигатель; 10 — маховик; // — уровень в остановленном насосе; 12 — вал насоса; 13 — рабочий уровень

11 подачи в ГСП. Из ГСП вода под напором сливается на всасывание ГЦН по трубопроводу слива 15. После пуска второго ГЦН подача воды от насосов питания уплотнения может быть прекращена, так как для подачи воды в ГСП перед запуском остальных насосов посторонним источником теперь может служить работающий ГЦН, который одновременно питает собственный гидростатический подшипник через обратный клапан 13, мультигидроциклон

/ — рабочее колесо; 2 — всасывающая улитка; 3 — гидростатический подшипник; 4 — бак; 5 — вал насоса

Для тихоходных тяжелых валов, от которых требуется малое сопротивление вращению, а режим гидродинамического трения обеспечить не удается, применяют гидростатические подшипники. В этих подшипниках несущий масляный слой образуют путем подвода масла под цапфу от насоса. Давление насоса подбирают таким, чтобы цапфа всплывала в масле.

Гидростатические подшипники используют также для повышения точности центровки валов в прецизионных машинах, уменьшения износа тяжелонагруженных подшипников в периоды разгона до гидродинамического режима смазки и в некоторых других случаях.

В последнее время получили применение гидростатические подшипники с подачей в зазор масла под давлением от автономного насоса. В таких подшипниках трущиеся поверхности разделяются масляной пленкой еще до пуска машины; изменение скорости вращения не влияет на работоспособность подшипника.

Рис. 7. Гидростатические подшипники: а — упорный; 6 — радиальный

Гидравлические подпятники применяют для валов небольшого диаметра (в среднем до 50 мм), нагруженных силами до 1000 кгс. При больших нагрузках целесообразно применять энергетически более выгодные гидростатические подшипники (см. стр. 443).

Гидростатические подшипники обладают следующими преимуществами по сравнению с гидродинамическими:

Рис. 433. Гидростатические подшипники с карманами

Гидростатические подшипники чувствительны к перекосам. При наклоне лиска (рис. 432, а) расход масла через широкий участок щели увеличивается и давление в кармане уменьшается, тем более, что дроссель начинает при этом ограничивать подачу масла. В точке наибольшего сближения диска и упорной шайбы даже при умеренных перекосах может возникнуть металлический контак г.

§ 18.10. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ

Современные гидростатические подшипники обеспечивают необходимое центрирование вала и предотвращают опасность прижатия вала к вкладышу при любых изменения ч нагрузки в заданных пределах. Во вкладыше (рис. 18. Hi) делают несколько равномерно расположенных по окружности продольных карманов /. Карманы располагают не на всей длине вкладыша, и в каждый из карманов через дроссели или дозирующие отверстия 2 подводят масло. Между этими карманами параллельно им выполняют канавки для стока масла. Давление масла в карманах меньше, чем в сети; оно определяется соотношением гидравлических сопротивлений в дросселях или отверстиях и в зазорах подшипника. Радиальное смещение цапфы в каком-нибудь направлении вызывает повышение гидравлического сопротивления в зазорах, а следовательно, и давления масла в карманах той зоны, куда направлено смещение. Наоборот, с противоположной стороны сопротивление вытеканию масла через за зоры и давление масла уменьшаются. Таким образом возникают силы, стремящиеся восстановить центральное положение вала.

301 § 18.10. Гидростатические подшипники 396