Подшипник скольжения

Насос — горизонтальный одноступенчатый с рабочим колесом 1 двустороннего входа. Базовой деталью насоса служит корпус 2, выполненный из стальной отливки за одно целое с входным 4 и напорным 9 патрубками и опорными лапами. Подводы насоса 3 являются продолжением входного патрубка и образуют камеры подвода воды к рабочему колесу, а также служат торцевыми крышками корпуса насоса и базовыми деталями для размещения торцевых уплотнений 6 вала и крепления подшипников скольжения насоса 7. Отводящее устройство воды из насоса — двухзавит-ковая спираль, переходящая в напорный патрубок.

Ротор насоса имеет двусторонние выносные опоры 1, 5 в виде подшипников скольжения с консистентной смазкой. Разъемные корпуса подшипников на заточках шпильками крепятся к кронштейнам корпуса насоса. Для восприятия остаточного неуравновешенного осевого усилия один из подшипников 5 зафиксирован в корпусе в осевом направлении.

В качестве опор в насосах могут применяться как подшипники качения, так и подшипники скольжения. Наиболее важными характеристиками подшипника являются его несущая способность и потери на трение. Несущая способность подшипника качения определяется в соответствии с известными рекомендациями и ограничивается диаметром вала и его частотой вращения. Характеристики подшипников скольжения, которые разделяют на гидродинамические и гидростатические (ГСП), во многом определяются свойстве

Развитие подшипников скольжения. Развитие подшипников скольжения неотделимо от развития машиностроения. Совершенствование их происходило по нескольким направлениям: во-первых,, путем усовершенствования конструкции элементов деталей, осуществляющих вращательную кинематическую пару, а также деталей, сопряженных с ними; во-вторых, путем улучшения качества смазочного материала; в-третьих, путем применения для каждого-отдельного случая наиболее рационального подшипникового материала.

При усовершенствовании конструкции подшипников скольжения стремились: во-первых, устранять помехи, препятствующие развитию несущей способности масляного слоя; во-вторых, улучшать отведение тепла, развивающегося при трении (в обоих случаях повышается качество работы вращающейся кинематической пары), и, в-третьих, облегчить ремонт подшипников.

Расчет подшипников скольжения, работающих в режиме, близком граничному трению, выполняется обычно как проверочный, так как размеры подшипника (длина / и диаметр d) определяются конструктивно в соответствии с размерами вала и оптимальным для данного типа опор отношением l/d.

Расчет подшипников скольжения, работающих в режиме жидкостного трения, основан на гидродинамической теории смазки.

7.4. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

Предельную удельную нагрузку для упорных колодок «классических» подпятников ограничивают уровнем 4,2—5,3 МПа. В то же время большое внимание уделяется созданию быстроходных упорных подшипников скольжения, смазываемых маловязкими немаслянистыми жидкостями, в частности водой.

7.4. Конструктивные особенности подшипников скольжения . . . 310

Газодинамические опоры выполняются с цилиндрическими, коническими, сферическими или плоскими (для подпятников) поверхностями неподвижного и вращающегося элементов, разделенных зазором 8 к 10 мкм. Образующийся при вращении вала газовый клин обусловливает подъемную силу, приложенную к роюру, и работает подобно масляной смазке подшипников скольжения. Схемы устройства газодинамических опор приведены на 4.8, а, 6. Эти опоры допускают вращение ротора с высокими угловыми скоростями, причем потери трения в опорах незначительны. Вследствие малых зазоров между элементами опоры необходима повышенная точность при их изготовлении (размер зазора определяется требуемыми

'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 теплоноситель. Однако при этом ухудшаются условия замены уплотнения.

двух радиальных подшипниках. Нижний радиальный подшипник скольжения смазывается и охлаждается водой автономного контура. Циркуляция воды автономного контура во время работы насоса обеспечивается вспомогательным колесом, а во время стоянки— вспомогательным насосом. Вспомогательное колесо расположено на валу под нижним радиальным подшипником. Такое расположение вспомогательного колеса служит дополнительным барьером для предотвращения попадания горячей воды в нижний радиальный подшипник. Верхний радиальный подшипник скомпонован в одном корпусе с упорным, воспринимающим осевые усилия, возникающие из-за разности давления основного контура и окружающей среды. Рабочая среда опорно-упорного подшипника 7 — масло, которое подается к подшипнику по трубопроводам

Нижний подшипник скольжения предназначен для восприятия радиальной нагрузки и является нижней опорой вала. Подшипник изготовлен из специальной пресс-массы, по которой работает посаженная на вал втулка, изготовленная из стали 2Х17Н2Б-111 с поверхностной термообработкой током высокой частоты. Подшипник смазывается и охлаждается водой, циркулирующей в системе автономного контура.

Собственно насос ( 4.5) состоит из бака 4 и выемной части 8. Насос имеет верхний радиально-осевой подшипник скольжения 13 на масляной смазке и нижний гидростатический подшипник, питающийся с напора собственного рабочего колеса. Между верхним и нижним подшипниками расположен узел уплотнения вала 10, предотвращающий выход теплоносителя в обслуживаемое помещение. Для уменьшения осевой силы в заколесной полости предусмотрена разгрузочная камера, соединенная с всасыванием насоса специальным трубопроводом с запорной задвижкой.

Вал 3 насоса жестко соединен с валом электродвигателя муфтой 7, и, таким образом, образован единый ротор, вращающийся в трех подшипниках. В качестве нижней направляющей опоры в насосе применен гидродинамический подшипник скольжения 4, смазываемый и охлаждаемый водой, циркуляция которой осуществляется по автономному контуру посредством специального вспомогательного импеллера. В электродвигателе расположены два подшипника качения с масляной смазкой и осевой нагрузкой, передаваемой от насоса через соединительную муфту с помощью кольцевых шпонок. Монтаж и демонтаж муфты осуществляется за счет предусмотренного в ней продольного разъема. В самой муфте между торцами валов оставлен зазор 370 мм, что позволяет производить без демонтажа электродвигателя замену узла уплотнения и подшипника ГЦН.

Погружной насос с нижним гидростатическим подшипником ( 5.2), с рабочим колесом, расположенным консольно на валу,, который вращается на двух подшипниках. Нижний опорный подшипник— гидростатический, работает на натрии от напора собственного насоса. Верхний подшипниковый узел вынесен из рабочей полости насоса, работает на минеральной смазке (может применяться как шарико- или роликоподшипник, так и подшипник скольжения). Осевое усилие воспринимается верхним подшипниковым: узлом.

При числе ступеней более десяти в некоторых насосах иностранных фирм используется дополнительная промежуточная опора в серздине насоса в виде гидростатического подшипника. В момент пуска насоса опора работает как обычный подшипник скольжения, смазываемой перекачиваемой жидкостью. При работе насоса под действием напора одной ступени опора работает как гидростатический подшипник, уменьшает прогиб и повышает критическую частоту вращения ротора.

Ротор насоса 5 опирается на подшипники скольжения. Для восприятия неуравновешенных сил ротора предусмотрен упорный подшипник скольжения 10 типа Кингсбери.

Вязкое тренне характеризуется силами, в динамической модели действующими на сосредоточенной массе или в соединении и могущими быть пропорциональными скорости сосредоточенной массы (например, подшипник скольжения — МЕ = РСО) или скорости деформаций соединения [внутреннее вязкое сопротивление — .'VIв =-• р1 (MI — <вг)).

/ — ротор; 2 — обмотка статора; 3 — короткозамкнутый виток; 4 — подшипник скольжения; 5 — крестовина; 6 — спинка статора

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.