Направляющие подшипники

/ — бак; 2 — крышка; 3 — вал насоса; 4 — нижний направляющий подшипник; 5 — уплотнение вала; 6—опора электродвигателя; 7 — соединительная муфта; 8 — электромагнит; 9 — маховик; 10 — электродвигатель

Стационарные установки. Для крупномасштабных применений характерны инерционные МН больших размеров и массы. Они рассчитаны на сглаживание пиков потребляемой мощности в электроэнергетических системах и предназначены для совместной эксплуатации с обратимой электрической машиной, смонтированной на общем валу с маховиком. Для таких установок характерна вертикальная компоновка. Известны разработки проектов перспективных МН на энергию от 70 до 200 ГДж с диаметрами наборов дисковых маховиков 4,5—18 м и общей высотой до 6-10 м. На 4.11 приведен пример конструктивной схемы НЭ на 400 МДж, разработанного в США. Маховик 1 сборного типа состоит из нескольких дисков диаметром 1,2 м, общей высотой порядка 1 м и массой 4,35 т. В верхней части маховика находится направляющий подшипник 2, а в нижней опорный подпятник 3. Электрическая машина 4 питается от системы переменного тока (/'= 60 Гц) через умножитель частоты и разгоняет маховик до 7200 об/мин в режиме заряда. При разряде МН эта машина работает как генератор и отдает энергию в электрическую систему [4.1—4.3].

/ — электродвигатель; 2 — контргайка; 3 — нижняя гайка; 4 — пружина; 5 — упорная втулка; 6 — вал; 7 — верхний подшипник; 8— масленка; S — рабочая плита; 10 ~ державка оптического микрометра; 11 — ста; 12 — втулка; 13 — направляющий подшипник; 14 — узел эксцент-

I — воздухоохладитель; 2 — вывод теплого воздуха в машинный зал; 3 — перекрытие; 4 — контактные кольца; 5 — регуляторный генератор; 6 — подвозбудитель; 7 — возбудитель; 8 —• верхний направляющий подшипник; 9 — масляная ванна направляющего подшипника; 10 верхняя крестовина; // — маслоохладитель; 12 — вентилятор; 13 — обмотка статора; 14 — корпус статора; 15 — диск ротора; 16 — обод ротора; 17 — полюс; 18 — пакет статора; 19 — втулка ротора; 20— диск подпятника; 21 — масляная ванна подпятника; 22 — тормоз; 23 — выгородки; 14 — неподвижный сегмент подпятника; 15 — фундаментная плита; 26— нижний направляющий подшипник; 27 — вал; 28 — нижняя крестовина

Для сохранения вертикального положения ротора и его центрирования относительно статора применяются установленные на крестовинах подшипники: верхний 8 (см. XII.33) и нижний 26. У генераторов зонтичного типа один направляющий подшипник может отсутствовать. Сердечники полюсов собираются на шпильках из неизолированных листов штампованной электротехнической стали толщиной 1 мм. Полюса 17 (см. XI 1.33) крепятся к ободу ротора 16 болтами (в генераторах малых мощностей) или с помощью Т-образных хвостов ( XI 1.34), которые входят в пазы обода ротора и заклиниваются полюсными клиньями. Обмотка возбуждения изготовляется из голой шинной меди намоткой на ребро. Изоляция между витками осу-

Радиальные усилия ротора воспринимаются направляющими подшипниками. В гидрогенераторах устанавливают один или два направляющих подшипника. Установка одного направляющего подшипника возможна благодаря жесткому фланцевому соединению валов гидрогенератора и турбины. Вторым направляющим подшипником является направляющий подшипник гидравлической турбины. Конструкция подшипников позволяет осуществлять регулировку сегментов при центровке агрегата.

з с Направляющий подшипник - - Подпятник

1 — сварная станина; 2 — сердечник статора; 3 — обмотка статора; 4 — ротор; 5 — обмотка ротора; б — несущий подпятник; 7 —направляющий подшипник; S — масляная ванна подпятника; 9 — крестовина, на которой укреплены подпятник и подшипник; ю — контактные к ольца для соединения обмотки вращающегося ротора с внешним источником постоянного тока; 11 — воздушный зазор; 12 — вал.

Регулирующее кольцо 7 направляющего аппарата может перемещаться от двух сдвоенных сервомоторов 6, закрепленных на опоре подпятника агрегата 31, установленной на крышке турбины 10. Сервомоторы представляют цилиндры, в которых перемещаются поршни, соединенные между собой штоком. Поршни перемещаются маслом, подаваемым в ту или другую плоскость цилиндра под давлением. В отечественных конструкциях принято давление в (4—6,3) МПа. Внутри крышки турбины закреплен масляный сегментный направляющий подшипник турбины 24. Подшипник направляет вал агрегата 30. К нижнему фланцу вала подвешено рабочее колесо 18, верхний фланец вала соединен со ступицей ротора генератора 3.

Внутри крышки турбины закреплен направляющий подшипник 8, состоящий из сегментов с навулканизированной резиной. Вода для смазки подается в корпус подшипника, попадает между сегментами, «смазывает» вал и уходит в отсасывающую трубу. Сверху корпус подшипника закрыт крышкой 6. На крышке закреплено уплотнение, не дающее воде проникать в шахту турбины. Вал агрегата 2 верхним фланцем соединен со ступицей генератора. К нижнему фланцу закреплено рабочее колесо 13. Колесо выполнено из нержавеющей стали.

/ — возбудитель вспомогательного генератора; 2 — втулка подпятника; 3 -^ подпятник; 4 — направляющий подшипник; 5 — верхняя крестовина; 6 — вспомогательный генератор; 7 — ротор; 8 — статор; 9 — вал генератора; 10 — болтовое соединение фланцев валов; // — направляющий подшипник турбины; 12 — сервомоторы направляющего аппарата турбины; 13 — крышка турбины; 14 — направляющий аппарат; 15 — статор турбины; 16 — нижняя цапфа лопатки направляющего аппарата; 17 — рабочее колесо турбины; /8 — отсасывающая труба

Выемная часть насоса состоит из корпуса с крышкой бака, подшипниковых узлов, вала, рабочего колеса 2, торцевого уплотнения вала 11, а также стояночного (ремонтного) уплотнения.. Корпус — разъемный, выполнен из углеродистой стали, за исключением крышки бака с биологической защитой, которые выполнены из нержавеющей стали Х18Н9. Для снижения температуры вала и задержания паров натрия при работе насоса в корпус выемной части встроен холодильник. Направляющие подшипники — цельно-корпусные, со сменными втулками, залитыми баббитом, — являются опорами скольжения с принудительной смазкой под давлением.. Осевой подшипник 10 состоит из плиты и семи самоустанавливающихся сегментов, наплавленных баббитом, которые вместе с опорным диском вала заключены в камеру, куда подается масло под давлением. Подшипниковые узлы насоса выносные, т. е. вынесены за пределы натриевой полости бака насоса. Газовая полость подшипниковых узлов соединяется с газовой полостью бака насоса кольцевой щелью между биологической защитой корпуса и валом. Для исключения возможности проникновения смазки подшипников в натриевую полость на крышке бака установлены лабиринты. Вал насоса — полый, сварен из двух частей. Рабочие шейки вала выполнены в виде втулок из цементированной стали, напрессованных на вал. Рабочее колесо 2 литой конструкции крепится на валу при помощи шпонки и диска с обтекателем. Торцевое уплотнение состоит из корпуса с неподвижными рабочими кольцами и обоймы, герметично посаженной на вал насоса, в которой установлены вращающиеся рабочие кольца с упругими элементами. Пары трения графит — азотированная сталь образуют вместе с валом и неподвижным корпусом замкнутый объем, в который подается запирающая жидкость, создавая гидравлический затвор и препятствуя выходу газа из корпуса насоса. Стояночное уплотнение служит для отсечения полости насоса при устранении неисправности или замене торцевого уплотнения. Уплотняющим элементом является резиновая прокладка прямоугольного сечения, помещенная в подвижный фланец. Резиновая прокладка поджимается фланцем к опорным поверхностям корпуса и втулки, сидящей на валу. Осевое перемещение подвижного фланца осуществляется подачей газа под давлением от 6 до 10 МПа во внутреннюю полость сильфонов,. закрепленных на корпусе.

Подпятники, направляющие подшипники и крестовины мощных гидрогенераторов/М. Я- Каплан, Э.В. Школьник, М. И.Зун-делевич, С. А. Прутковский — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1968. — 92 с., ил. — (Технология электромашиностроения; Вып. 5).—13 к.

Подшипники по конструктивным признакам подразделяют на подшипники качения (роликовые и шариковые подшипники) и подшипники скольжения. По роду воспринимаемой нагрузки различают опорные подшипники с радиальной нагрузкой и упорные подшипники с аксиальной нагрузкой, а по функциональным признакам — несущие и направляющие подшипники.

Подпятники, направляющие подшипники и крестовины мощных гидрогенераторов / М. Я- Каплан, Э. В. Школьник, М. И. Зунделгвич, С. А. Прутковский. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1968 —92 с., ил.— (Технология электромашиностроения; Вып. 5). — 13 к.

Особенности условий работы гидрогенератора и турбогенератора накладывают отпечаток на конструкцию этих машин. Гидрогенераторы ( 51-2) выполняются преимущественно с вертикальной осью вращения. Турбина располагается под гидрогенератором, и ее вал, несущий рабочее колесо, сопрягается с валом генератора с помощью фланцевого соединения. Так как частота вращения мала, а число полюсов велико, ротор генератора выполняется с большим диаметром и сравнительно малой активной длиной. Обычно ротор имеет явнополюсное исполнение (см. ниже). Активные части у этой тихоходной машины занимают сравнительно малую долю ее общего объема. Большую часть объема занимают конструктивные части: опорный подшипник — подпятник, воспринимающий массу вращающихся частей генератора и турбины; направляющие подшипники, придающие оси ротора определенное положение в пространстве; верхняя и нижняя крестовины, несущие на себе подпятник и подшипники, корпус статора, остов ротора, воздухоохладители, маслоохладители и др.

Подшипники по конструктивным признакам подразделяют на подшипники качения (роликовые и шариковые подшипники) и подшипники скольжения. По роду воспринимаемой нагрузки различают опорные подшипники с радиальной нагрузкой и упорные подшипники с аксиальной нагрузкой, а по функциональным признакам — несущие и направляющие подшипники.

Весьма ответственной частью вертикального гидрогенератора является упорный подшипник, или подпятник, который воспринимает веса вращающихся частей генератора и турбины, а также давление воды на лопасти турбины. Поэтому на подпятник действуют огромные -усилия (см. табл. 19-2). Особенно трудны условия работы подпятника при пуске и тем более при остановке агрегата, так как при малой скорости вращения масляный клин (пленка) между скользящими поверхностями подпятника не образуется и генератор с турбиной не «всплывают». Вследствие большой инерции гидроагрегата время его выбега (остановки) при закрытии воды и отключении от сети велико. Для уменьшения продолжительности вращения агрегата с низкой скоростью при его остановке применяются тормоза. Кроме подпятников, гидрогенераторы имеют также направляющие подшипники, которые воспринимают радиальные усилия.

подшипники скольжения. По роду воспринимаемой нагрузки различают опорные подшипники с радиальной нагрузкой и упорные подшипники с аксиальной нагрузкой, а по функциональным признакам — несущие и направляющие подшипники.

Весьма ответственной частью вертикального гидрогенератора является упорный подшипник, или подпятник, который воспринимает веса вращающихся частей генератора и турбины, а также давление воды на лопасти турбины. Поэтому на подпятник действуют огромные усилия (см. табл. 19-2). Особенно трудны условия работы подпятника при пуске и тем более при остановке агрегата, так как при малой скорости вращения масляный клин (пленка) между скользящими поверхностями подпятника не образуется и генератор с турбиной не «всплывают». Вследствие большой инерции гидроагрегата время его выбега (остановки) при закрытии воды и отключении от сети велико. Для уменьшения продолжительности вращения агрегата с низкой скоростью при его остановке применяются тормоза. Кроме подпятников, гидрогенераторы имеют также направляющие подшипники, которые воспринимают радиальные усилия.

Гидрогенераторы ( 27-3) выполняются преимущественно с вертикальной осью вращения. Турбина располагается под гидрогенератором, и ее вал, несущий рабочее колесо, сопрягается с валом генератора с помощью фланцевого соединения. Так как частота вращения мала, а число полюсов велико, ротор генератора выполняется с большим диаметром и сравнительно малой активной длиной. Обычно ротор имеет явнополюсное исполнение (см. ниже). Активные части у этой тихоходной машины занимают сравнительно малую долю ее общего объема. Большую часть объема занимают конструктивные части: опорный подшипник—подпятник, воспринимающий массу вращающихся частей генератора и турбины; направляющие подшипники, придающие оси ротора определенное положение в пространстве; верхняя и нижняя крестовины, несущие на себе подпятник и подшипники, корпус статора, остов ротора, воздухоохладители, маслоохладители и др.

Размах горизонтальной вибрации (двойная амплитуда) верхней и нижней крестовин генератора, в которых расположены направляющие подшипники, в зависимости от частоты вращения ротора гидроагрегата не должен превышать следующих значений: