抗擾動自平衡水潤滑推力軸承支撐結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抗擾動自平衡水潤滑推力軸承支撐結構。
【背景技術】
[0002]隨著三代核電技術的發展，反應堆冷卻劑泵(簡稱核主泵)由軸封泵升級為屏蔽式電動泵，屏蔽式電動泵即泵與屏蔽電機融為一體，軸承采用水潤滑工作方式。推力軸承是核主泵最重要的部件之一，它的設計是否合理將直接影響到核主泵的可靠運行。水潤滑動壓滑動軸承的承載能力和磨損壽命是制約這種軸承應用的重要因素。傳統水潤滑推力軸承沒有自平衡系統，各個推力瓦平面難以保持在同一平面內，運行時載荷分布不均，使各推力瓦的水膜厚度、溫度、磨損量等運行參數不一致，整體軸承發揮不出最佳性能，長期運行時振動增加，軸瓦容易損壞，可靠性降低。這就需要開發一種軸瓦底部帶自平衡結構的水潤滑推力軸承。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種抗抗擾動自平衡水潤滑推力軸承支撐結構，自動調整各推力瓦高度，使其載荷波動幅值限制在± 10%以內，使各瓦負荷均勻，減小瓦面磨損，降低瓦面溫差，保持推力瓦與推力盤平穩接觸，減小推力盤對推力瓦的瓦面沖擊，避免因沖擊帶來的瓦面損壞。本發明的技術方案:一種抗擾動自平衡水潤滑推力軸承支撐結構，由限位結構、支撐結構、自平衡結構、隨動結構、流道結構五結構構成，軸承座(I)為主要支撐平臺，彈簧(15)位于軸承座(I)底部，彈簧板(13)安裝在彈簧(15)頂部；第一限位銷(16)穿過彈簧板
(13)安裝在軸承座⑴內側，第二限位銷(14)穿過彈簧板(13)安裝在軸承座⑴外側；平衡環(12)安裝在彈簧板(13)頂部，第一限位銷(16)穿過平衡環(12)內側，第二限位銷
(14)穿過平衡環(12)外側；支撐柱(11)位于平衡環(12)頂部，支撐柱(11)底部有球面
(40);推力瓦基(5)安裝在支撐柱(11)頂部，推力瓦面(6)位于推力瓦基(5)頂部；第三定位銷(17)位于軸承座⑴夕卜側，第四定位銷(7)位于軸承座⑴內側，推力瓦基(5)分別位于第三定位銷(17)和第四定位銷(7)頂部；外壓圈(2)安裝在軸承座(I)外側，第一螺栓(3)經第一落地牢墊圈(4)鎖緊在軸承座(I)上；內壓圈(8)安裝在軸承座(I)內側，第二螺栓(9)經第二落地牢墊圈(10)鎖緊在軸承座(I)上。
[0004]本發明的限位結構提供推力瓦的限位功能；支撐結構提供水潤滑軸承的支撐功能；自平衡結構負責平衡潤滑軸承各推力瓦之間的不平衡載荷，以確保各推力瓦所承受的載荷差保持最小；隨動結構負責水潤滑軸承的自動隨動，當推力面發生軸向竄動時，推力瓦及時隨動推力盤；流道結構負責水潤滑軸承流通功能，以便存儲潤滑水和形成流道。
[0005]限位結構負責推力瓦的限位功能，第四定位銷(7)位于軸承座(I)內測，第三定位銷(17)位于軸承座(I)外側，第四定位銷(7)和第三定位銷(17)均對推力瓦基(5)形成軸向限位，當推力瓦基(5)在上下移動時，可以保障推力瓦基(5)在軸向較小幅度竄量，同時第四定位銷(7)和第三定位銷(17)還實現了對推力瓦基(5)周向限位。內壓圈(8)安裝在軸承座⑴內側，外壓圈⑵安裝在軸承座⑴夕卜側，內壓圈⑶和外壓圈⑵同時完成對推力瓦基(5)的軸向限位，內壓圈(8)與推力瓦基(5)之間設有第三間隙(27)，外壓圈
(2)與推力瓦基(5)之間設有第四間隙(28)，使得推力瓦基(5)在軸向不超過設計允許竄量。彈簧(15)對彈簧板(13)和具有軸向限位作用，彈簧板(13)對平衡環(12)也具有軸向限位作用。
[0006]支撐結構負責水潤滑軸承的支撐功能。彈簧(15)位于軸承座(I)下部，彈簧板
(13)位于彈簧(15)的頂部，平衡環(12)位于彈簧板(13)的頂部，支撐柱(11)位于平衡環(12)的頂部，推力瓦基(5)位于支撐柱(11)的頂部，推力瓦面(6)位于推力瓦基(5)頂部，如此構成了一個支撐系統，其中平衡環(12)的剛度應為彈簧(15)剛度的50-100倍，以保障平衡環(12)在軸向維持一個比較小的變形狀態。
[0007]自平衡結構負責平衡潤滑軸承各推力瓦之間的不平衡載荷，以確保各推力瓦所承受的載荷差保持最小。上平衡體(41)和下平衡體(42)依次連接構成平衡環(12)，下平衡體
(42)內側設有第一定位孔(37)，下平衡體(42)外側設有第二定位孔(36)，上平衡體(41)與下平衡體(42)之間設有Z型連接立筋(35);上平衡體(41)頂部設有矩形平臺(34)，上平衡體(41)底部設有第一梯形平臺(33)，上平衡體(41)側面設有第一斜面(39);下平衡體(42)底部設有柱面(31)，下平衡體(42)頂部設有第二梯形平臺(32)，下平衡體(42)側面設有第二斜面(38)，梯形結構是為了減少連接處的應力；Z型連接立筋(35)上側設有第一過渡圓弧(30)，Z型連接立筋(35)下側設有第二過渡圓弧(29)。第一定位孔(37)與第一限位銷(16)徑向存在間隙，第二定位孔(36)與第二限位銷(14)徑向存在間隙，如此可以保證平衡環(12)處在非完全限位狀態，使得當各瓦存在高度差時，通過蠕動和周向傳遞以降低各個瓦之間的高度差。
[0008]隨動結構負責潤滑軸承的自動隨動功能，當推力面發生軸向竄動時及時隨動推力面，以降低傳統水潤滑軸承結構中推力盤接觸瓦面時多產生的瞬間沖擊和動載荷。當推力瓦基(5)承載額定載荷時，壓縮彈簧(15)，此時彈簧板(13)與軸承座(I)下部接觸，平衡環
(12)底部與彈簧板(13)頂部接觸；當推力瓦基(5)載荷消失，在彈簧(15)彈力的作用下，彈簧板(13)和平衡環(12)向上移動，與推力瓦基(5)保持隨動。彈簧板(13)與軸承座(I)內側之間設有第一間隙(18)，彈簧板(13)與軸承座⑴外側之間設有第二間隙(19)，第一間隙(18)和第二間隙(19)可以確保彈簧板(13)和平衡環(12)在軸向方向移動順暢。
[0009]流道結構負責給水潤滑軸承提供流通功能，以便存儲潤滑水和形成流道。內壓圈
(8)外側設有第一倒角(24)有利于水流平緩地流過抑制湍流，外壓圈(2)內側設有第二倒角(23)有利于水流平緩地流過抑制湍流。兩個相鄰推力瓦基(5)中間設有第一存水槽
(22)，推力瓦基(5)內側設有第二存水槽(26)，推力瓦基(5)外側設有第三存水槽(25)，第一存水槽(22)可以確保在相鄰兩個推力瓦基(5)間存留潤滑用的水，第二存水槽(26)增加了推力瓦基(5)內側存留潤滑用水的空間，第三存水槽(25)增加了推力瓦基(5)外側存留潤滑用水的空間。
[0010]本發明提供的抗擾動自平衡水潤滑推力軸承支撐結構，可以保證在推力瓦載荷存在較大差異時，動態地調整并縮小各瓦之間載荷差，從而減小瓦溫及損耗，降低偏載所帶來瓦面材料疲勞剝落的風險。同時，本發明具有自動隨動功能，當推力盤發生軸向移動時，推力瓦可以動態實時隨動推力盤發生軸向移動，使得推力瓦與推力盤始終保持接觸，排除了水潤滑軸承中碰撞瞬間的動載荷，緩解了動載荷對瓦面材料的沖擊，提高了軸承運行的可靠性。本發明增加了自平衡功能，其中平衡環有兩大特點，一是均載，即各推力瓦載荷存在較大差值時，可自動調整各推