專利名稱：橫軸軸流式水輪機裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種橫軸軸流式水輪機裝置，它由一個被外殼包圍的發(fā)電機和一個水輪機所組成，這兩部分或裝在一根公共的軸上，或通過聯(lián)軸節(jié)將它們的軸互相連接起來，此時，在發(fā)電機與渦輪之間的軸段中設(shè)組合式支承和導(dǎo)向軸承。本發(fā)明尤其涉及一種用于此機械的組合式支承和導(dǎo)向軸承，其中，組合式支承和導(dǎo)向軸承裝在一個環(huán)繞著它的軸承座中，在此軸承座中固定了第一軸承部分，它們與第一圓柱形軸段共同工作成為徑向軸承支承面，在此軸承座中還固定了兩組第二軸承部分，它們與兩個沿軸向隔開間距的徑向軸段共同工作成為止推軸承支承面，以及，設(shè)有調(diào)整各軸承部分相對于上述軸段的相互位置的裝置。
本發(fā)明在這種情況下從總體上以先有技術(shù)為出發(fā)點，這種先有技術(shù)例如由公司文件BrowBoveri Mitteilungen，1970年4月，57卷，182-190頁，尤其在186頁上的圖5為已知。用于這類機械的組合式支承和導(dǎo)向軸承更詳細的結(jié)構(gòu)可見WO90/14523。
在管狀發(fā)電機，也稱軸流式水輪發(fā)電機中，設(shè)在渦輪與發(fā)電機之間的組合式支承和導(dǎo)向軸承，除了承受轉(zhuǎn)子部分的自重外，還必須承受總值達數(shù)百噸的液壓推力。此組合式支承和導(dǎo)向軸承裝在一個圍繞著它的軸承座中。在軸承座上固定了止推軸承部分，它們與在一個軸環(huán)上的兩個沿徑向的支承面共同工作，作為止推軸承支承面。在軸承座上還固定有徑向軸承部分，它們與上述軸環(huán)的圓柱形軸段共同工作，作為徑向軸承支承面。此外，還在此軸段中設(shè)置用于調(diào)整軸承部分相對于上述止推和徑向軸承支承面相互位置的所有部分和裝置(見WO90/14523)。
在這種情況下，止推軸承部分在軸承座中的支承裝置結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因為軸承座必須以一種最廣義上的U形圍繞著上述軸環(huán)。在作調(diào)整和檢查工作時必須拆除復(fù)雜的外殼部分，以便能靠近軸承的調(diào)整構(gòu)件。
本發(fā)明的目的是提出一種帶有組合式支承和導(dǎo)向軸承的軸流式水輪機裝置，這種軸承經(jīng)受得住所有的負荷，具有簡單的結(jié)構(gòu)，以及，在此軸承中的軸承部分再加上它們的調(diào)整構(gòu)件都便于接近。
按本發(fā)明為達到此目的是通過，在渦輪與發(fā)電機之間的軸段上，設(shè)計有一個帶垂直于軸線延伸的軸承支承面的環(huán)槽，第二軸承部分各固定在一根公共的支承梁沿徑向靠里的部分上，此支承梁可拆卸地固定在軸承座中并插入上述環(huán)槽中。
本發(fā)明的優(yōu)點尤其在于-軸承部分的裝配與拆卸易于進行；-無論是徑向的還是止推的軸承部分都便于接近，并能個別加以調(diào)整；-維修、保養(yǎng)和檢查工作可以快速進行；
-機器停車狀態(tài)軸承是無油的；-止推軸承的彈性可通過支承梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計和造型，以簡單的方法與軸流式水輪機的總彈性相匹配。
下面借助于附圖詳細說明本發(fā)明的實施例以及采用本發(fā)明可獲得的其他優(yōu)點。
在附圖中示意了本發(fā)明的實施例，其中
圖1通過軸流式水輪機裝置大為簡化了的縱剖面圖；圖2通過按圖1所示的發(fā)電機的支承和導(dǎo)向軸承更為詳細的縱剖面圖；圖3沿圖2中AA線通過按圖2所示發(fā)電機徑向的導(dǎo)向軸承一部分的橫剖面圖；以及圖4通過按另一種可供選擇方案的支承和導(dǎo)向軸承一部分的縱剖面圖。
在圖1大為簡化了的橫軸軸流式水輪機裝置示意圖中，表示的是發(fā)電機連同輔助裝置。與水輪機(圖中未表示)連接的發(fā)電機裝在一個流線形的外殼1中，外殼1借助于下支柱2和上支柱3固定在水下。在此實施例中，渦輪與發(fā)電機裝在同一根軸4上。發(fā)電機懸臂式地裝在軸4上，并包括一個定子5和一個轉(zhuǎn)子6。轉(zhuǎn)子6有帶轉(zhuǎn)子極(圖中未表示)的轉(zhuǎn)子體7，轉(zhuǎn)子體7固定在轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)8上。轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)8可拆式地固定在軸4端部的輪轂區(qū)9中。在軸4的另一端上裝渦輪轉(zhuǎn)子。
總體用標(biāo)號10表示的組合式支承和導(dǎo)向軸承裝在發(fā)電機與渦輪之間的軸段中并由軸承座11所支承，軸承座11通過一個錐形的固定部分12和一個在此舉例中為沿徑向設(shè)置的固定部分13固定在外殼1內(nèi)壁處的凸緣14上。此軸承完全被一個分成多個部分的軸承外套15、16所包圍。軸承外套15、16在軸的端部以徑向間隙密封的方式插在軸上的槽17中。
在這方面，軸流式水輪機裝置是已知的，并例如介紹和表示在上文中引用過的出版物Brown Boveri Mitteilungen的摘引處。
由Brown Boveri Mitteilungen的圖5或WO90/14523唯一的圖毫無疑問可以得出結(jié)論，為進行調(diào)整或檢查工作，不僅由于軸承外套而且也由于軸承座的構(gòu)件，都使得軸承部分難以接近。這種情況尤其也發(fā)生在按WO90/14523的組合式支承和導(dǎo)向軸承中，在那里，止推軸承部分與軸環(huán)的兩個側(cè)面共同工作。
因此，為了制成一種帶組合式支承和導(dǎo)向軸承的軸流式水輪機裝置，其中的軸承應(yīng)能經(jīng)得住所有的負荷、具有簡單的結(jié)構(gòu)，以及能方便地接近軸承部分和它的調(diào)整構(gòu)件，按照本發(fā)明規(guī)定，在渦輪與發(fā)電機之間的軸段中，設(shè)計有一個具有垂直于軸線延伸的軸承支承面20、21的環(huán)槽。配屬于這兩個軸承支承面20、21的軸承部分22、23固定在一個沿徑向的支承梁24的里端。在此舉例中共有12根的支承梁24沿圓周均勻分布(見圖3)。支承梁24用螺栓25可拆式地固定在軸承座11上(螺栓25沿軸向完全貫穿軸承座11)，并與固定在它們上面的軸承部分22、23一起插入上述環(huán)槽19中。在此舉例中這一結(jié)構(gòu)設(shè)計為，在軸承座11上垂直于軸4的軸線延伸的固定面26處于與在槽19側(cè)壁上的軸承支承面20同一個軸向尺寸位置。以此方式，在松開并拆除螺栓25后，支承梁連同軸承部分22、23可沿徑向外向拔并拆下。
若垂直于軸4的軸線延伸的在軸承座11上的固定面26，如在圖4中舉例所示之實施形式那樣，不處于與在槽19側(cè)壁上的軸承支承面20同一個軸向尺寸位置(在圖4中相同的部分用如圖2中那些相同的標(biāo)號表示)，則應(yīng)采取措施，使軸承部分23的徑向?qū)挾萣23，小于單個的環(huán)32與軸4之間的凈寬b。若滿足這一條件，那么在松開并拆下螺栓25后，首先沿徑向向外和接著沿軸向拉出支承梁，并因而可以拆下。
軸承部分22、23按已知的方式借助于第一沿軸向作用的調(diào)整構(gòu)件27可拆式地固定在支承梁上，并從外部易于接近。在軸4上的徑向軸承部分29的支承面28緊接著環(huán)槽19。徑向軸承部分29通過第二徑向作用的調(diào)整構(gòu)件30以及必要時通過隔距板31，可拆式地固定在軸承座11的內(nèi)圓周上。
軸承座11本身(在最終狀態(tài))由具有兩個沿軸向互相隔開間距的單個環(huán)32、33的雙環(huán)組成，這兩個單個的環(huán)32、33通過沿軸向延伸的徑向腹板34相互焊接在一起。為了使用于支承梁24的夾緊力不會作用在焊縫上，將結(jié)構(gòu)設(shè)計為，孔沿軸向穿過腹板34，每個單環(huán)32、33由多個環(huán)段組成，它們各與腹板34端部對焊。在這種結(jié)構(gòu)中，腹板向內(nèi)指的沿軸向延伸的窄側(cè)，同時用于導(dǎo)引和固定徑向軸承部分28。
在支承和導(dǎo)向軸承渦輪一側(cè)端部的軸承外套，包括一塊由兩個或多個環(huán)段組成的板16，板16插入槽18并用螺釘固定在軸承座11在發(fā)電機一側(cè)的端面35上。在渦輪一側(cè)端部的軸承外套由具有“L”形橫截面的分成兩部分或更多部分的箱形蓋36構(gòu)成，它可拆式地固定在沿徑向的固定部分13上。與發(fā)電機一側(cè)的端部類似，分成兩部分或更多部分的環(huán)形板37可拆式地固定在沿徑向指向內(nèi)部的支架上，并插入槽17中。軸承相對于渦輪和發(fā)電機腔實際上的密封，按已知的方式通過接觸密封裝置38和39實現(xiàn)，它們可拆式地固定在蓋36或環(huán)33外面。
為了敘述的完整性起見，在圖2中還表示了軸承10的潤滑油供應(yīng)，潤滑油供應(yīng)裝置包括一根在蓋36里面延伸的環(huán)管40，以及從環(huán)管40分出向內(nèi)通往軸承部分29、22或23的支管41、42、43。
由圖2無疑可以看出，在上述組合式支承和導(dǎo)向軸承10的結(jié)構(gòu)中，只要拆除蓋36，便可以沒有困難地接近主要的軸承零件。無論是徑向的還是止推的支承部分，不僅可方便地進行觀察，而且可加以調(diào)整，也可以不費力地將它們拆下。也就是說，在拆除支承梁24后，徑向軸承部分29也可以簡單地沿環(huán)槽19的方向移動，并從軸4和軸承座11之間的環(huán)腔取出。
所介紹結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點是，軸向?qū)б蛷较蛑С醒b置可以在無需復(fù)雜的支承和固定裝置的情況下設(shè)計得非常緊湊，因為它們固定在一個公共的固定機構(gòu)上，即軸承座11上。此外，采用唯一的一個用于兩個部分22、23的固定機構(gòu)(支承梁24)，通過支承梁適當(dāng)?shù)某叽缭O(shè)計，例如有關(guān)其橫截面，可以在止推軸承中引入規(guī)定的剛度或者是彈性，在必要時，還可以事后例如通過更換其他的支承梁加以改變。
在這里借助于一種軸流式水輪機裝置介紹了這種軸承結(jié)構(gòu)，在這種水輪機裝置中，發(fā)電機和渦輪裝在一根公共軸4上，以及，發(fā)電機轉(zhuǎn)子是懸臂支承的。當(dāng)然，這種軸承結(jié)構(gòu)也可用于發(fā)電機為兩端支承的水輪機裝置中，或也可以用于發(fā)電機和渦輪采用一根中間軸的裝置中，例如在引用過的Brown Boveri Mitteilungen第186頁圖5中便是這種情況。
權(quán)利要求
1.橫軸軸流式水輪機裝置，它由一個被外殼(1)包圍的發(fā)電機(5、6、7)和一個水輪機所組成，這兩部分或裝在一根公共的軸(4)上，或通過聯(lián)軸節(jié)將它們的軸互相連接起來，其中，在發(fā)電機與渦輪之間的軸段中設(shè)有一個組合式支承和導(dǎo)向軸承(10)，此組合式支承和導(dǎo)向軸承(10)裝在一個環(huán)繞著它的軸承座(11)中，在此軸承座(11)中固定了第一軸承部分(29)，它們與第一圓柱形軸段(28)共同工作成為徑向軸承支承面，以及，在此軸承座(11)中還固定了兩組第二軸承部分(22、23)，它們與兩個沿軸向隔開間距的徑向軸段共同工作成為止推軸承支承面，以及還設(shè)有調(diào)整各軸承部分相對于上述軸段的相互位置的裝置(27、30)，其特征為在渦輪與發(fā)電機之間的軸段中，設(shè)計有一個帶垂直于軸的軸線延伸的軸承支承面(20、21)的環(huán)槽(19)，第二軸承部分(22、23)各固定在一根公共的支承梁(24)沿徑向靠里的部分上，而此支承梁(24)則插入上述環(huán)槽(19)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的軸流式水輪機裝置，其特征為軸承座由兩個沿軸向隔開間距的單個環(huán)(32、32)組成，它們借助于沿軸向延伸的徑向腹板(34)彼此隔開間距并與腹板牢固連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的軸流式水輪機裝置，其特征為支承梁(24)借助于螺栓(25)固定在軸承座(11)上，螺栓(25)沿軸向穿過整個軸承座(11)。
4.按照權(quán)利要求1所述的軸流式水輪機裝置，其特征為軸承座由沿軸向延伸的徑向腹板(34)組成；腹板(34)的兩端與沿圓周方向延伸的環(huán)形部分對焊，腹板與環(huán)形部分以此方式構(gòu)成一種雙環(huán)式軸承座(11)；以及，支承梁(24)借助于螺栓(25)可拆式地固定在軸承座(11)上，螺栓(25)沿軸向穿過腹板(34)。
5.按照權(quán)利要求1、2或4所述的軸流式水輪機裝置，其特征為第一軸承部分(29)以調(diào)整構(gòu)件(30、31)為中間連接，可拆式地固定在腹板(34)的側(cè)端面上。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的軸流式水輪機裝置，其特征為在軸承座(11)上沿垂直于軸(4)的軸線方向延伸的固定面(26)位于與槽(19)側(cè)壁上的軸承支承面(20)的同一軸向位置。
7.按照權(quán)利要求1至5之一所述的軸流式水輪機裝置，其特征為當(dāng)在軸承座(11)上的固定面(26)以及槽(19)側(cè)壁上的軸承支承面(20)位于不同的軸向位置時，在軸(4)與軸承座(11)之間的凈寬度(b)，大于與軸承座(11)相鄰的部分(23)的徑向?qū)挾?b23)。
全文摘要
用于軸流式水輪機裝置的組合式支承和導(dǎo)向軸承(10)具有一個軸向的導(dǎo)向軸承，它有兩個在軸(4)的環(huán)槽(19)中延伸的軸承支承面(20、21)。軸承部分(22、23)各固定在一個公共的支承梁(24)上沿徑向靠里的部分上，此支承梁(24)可拆式地固定在軸承座(11)上，以及，此支承梁(24)插入上述環(huán)槽(19)中，這類結(jié)構(gòu)的軸承便于接近，各部分可易于調(diào)整，并還能方便地更換。
文檔編號F03B3/04GK1147595SQ9610866
公開日1997年4月16日 申請日期1996年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月15日
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