该新型推力滑动轴承( 以下简称新型推力轴承) 由湖南崇德工业技术有限公司研发, 与传统推力轴承不同的是, 推力瓦形状有所改变, 每块推力瓦下均有一碟形弹簧(以下简称碟簧)协调受力; 增加了由瓦调节螺栓构成的微调装置以及高于油位的绝缘装置, 如图1、图4 所示。

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图 1　平面推力轴承典型结构
1- 推力头; 2-导轴承瓦; 3 -卡板; 4-导瓦调节螺栓; 5-密封件; 6-推力瓦; 7-承板; 8 -导轴承座

　　新型推力轴承中, 推力头为加工精度很高的旋转推力环,与镜板构成整体结构。导轴承瓦固定在导轴承座上,内圆与推力头外圆之间形成油膜, 承受旋转机械的径向负载, 其油隙大小靠安装在导轴承座上的导瓦调节螺栓调节。卡板的下平面开有泄油槽, 其表面精度较高,可以和推力头表面形成油膜, 承受旋转机械在起动、停机时瞬间出现的向上推力。导瓦调节螺栓( 包括弹簧、刻度套等组件)安装在导轴承座上, 用来支撑导轴承瓦, 可根据刻度套上的刻度值方便地调节导轴承瓦与推力头之间的油隙。

　　新型推力轴承与传统立式推力轴承的工作原理相似, 均由推力头和镜板承受轴向荷载, 通过镜板与推力瓦间润滑油膜的承载将力传递给推力瓦, 并由推力瓦承受整个机组转动部分的重量, 同时靠油箱中冷却器的作用, 使油温维持在适宜温度或不至于过高。与传统推力轴承相比, 新型推力轴承主要做了如下 5 个方面的改进。

　　1、采用碟簧支撑的圆形推力瓦

　　碟簧是一种几何尺寸小、承载能力强( 传递载荷集中)、单位体积变形能大、缓冲减振性好的弹性元件。正确的尺寸设计,可获得高疲劳寿命和低加载损失及蠕变倾向。采用碟簧支撑的圆形推力瓦( 碟簧被加工到同一高度上) , 主要优点有：

　　(1) 利用碟簧的自适应能力及阻尼特性, 使得每块推力瓦都具有自动调平功能, 亦可抑制任何可能出现的荷载冲击。另外, 由于油膜的刚度比碟簧的刚度大, 推力瓦的压力分布是均匀的, 不会出现瓦块超载的现象,从而提高了瓦块的承载力。

　　(2) 采用圆形瓦面, 消除了采用扇形瓦面时的边缘效应。此外, 圆形瓦的热变形和弹性变形容易计算, 这样就便于进行瓦块的优化设计, 以选择更合理的瓦块直径与其厚度的比值。

　　(3) 圆形推力瓦在运行中可以自动调整倾角, 比传统的可倾瓦具有更好的调整效果, 且其承载能力比可倾瓦大, 同时制造成本较低。特别是圆形推力瓦降低了安装精度要求, 很大程度上避免了由于安装原因引起的烧瓦、机械振动等故障, 安装使用更加方便。

　　(4) 采用碟簧支撑, 允许的轴线倾摆角增大, 如图2。轴线倾摆角 X(弧度) 按下式计算：

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　　式中：FBmax为轴承的最大承受载荷，N ; FB 为轴承的实际工作载荷, N; Cges为碟簧的刚度系数, N/mm; CRD 为单个碟簧的刚度系数, N/ mm; Z 为推力瓦的块数。

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图 2　采用碟簧后允许的轴线偏摆角

　　根据实际运用情况, 一般精度的安装均能满足这种轴承的使用要求, 安装过程不需要打偏摆,尤其是低速运行的电机, 要求还可降低。

　　2、导瓦间隙微调装置

　　间隙微调装置采用带有刻度的调节螺杆(可精确到0. 01mm) 来调整导瓦的位置,如图 3。 调节螺杆的尾部有一带刻度的台肩, 在加工有螺纹的螺杆上套有弹簧, 将调节螺杆拧入轴承的导瓦座或支架, 使弹簧压缩在导瓦座与调节螺杆的刻度台肩之间, 并使其尾部顶住导瓦, 此时在弹簧的作用下螺纹的单边间隙被消除, 故可根据调节螺杆的螺距及刻度来准确、方便地调整导瓦与推力头轴颈之间的间隙。

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图 3　立式滑动轴承导瓦调整螺杆

　　采用此微调装置后, 机组的安装和调试方便有利。如调整导瓦与转轴的轴线对中, 改变导瓦与推力头轴颈之间的径向间隙, 这些对于改变导瓦运行性能及与之相关的临界转速均有帮助, 使轴承始终处在最佳工作状态,机组安全、稳定运行。

　　3、防止轴电流侵袭的高位绝缘装置

　　机组运行中, 如果在导瓦和推力瓦两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流存在, 那么会使电机轴承的使用寿命大大缩短。轻微的,可缩短运行时数上千小时, 给安全生产带来不可低估的直接和间接损失。

　　正常情况下, 转轴轴颈与轴承轴瓦间有润滑油膜存在, 能起到绝缘作用。对于较低的轴电压, 这层润滑油膜仍能保持其绝缘性能, 不会产生轴电流。但是,当轴电压增加到一定数值,尤其在电机启动时, 轴承内的润滑油膜还未稳定形成, 轴电压将击穿油膜而放电, 构成回路, 轴电流将从轴承与转轴的金属接触点通过, 由于金属接触点小,电流密度大, 会在瞬间产生高温, 使轴承局部烧熔,通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状的电弧伤痕。

　　在工作现场一般能采取的防范措施有: ①在轴端安装接地碳刷, 使其可靠接地,以降低轴电位( 保持为 0 电位),消除轴电流; ②为防止磁拉力不平衡等原因引起的轴电流, 在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘板( 或绝缘垫), 以切断电流回路。但是, 这些措施显得复杂、笨拙, 使用起来也不方便, 结构体积较大。

　　传统推力动轴承的绝缘垫片置于镜板与推力头之间, 起到绝缘和调整轴线( 刮削绝缘垫) 的双重作用, 而绝缘垫片无论工作与否始终都浸泡在油内, 容易腐蚀和污染油质; 同时为了调整轴线, 绝缘垫片往往被刮削变薄以至残破, 这些情况均会影响绝缘效果。

　　另外, 机组在运行中,轴向负荷全部作用在推力轴承上, 推力头、镜板及其中的绝缘垫片只有在彼此平行的平面上, 才能满足面接触的要求。若推力头或镜板加工面的平面度不够或

　　绝缘垫片刮削不均匀形成中凸现象, 使 3 者之间连接后存在局部间隙, 则极易造成绝缘垫片的腐蚀。

　　新型推力轴承将绝缘装置埋置在推力头内, 且采用高位安装, 使绝缘装置高于油位而不受润滑油品质影响, 避免了上述情况的发生, 绝缘效果好。新型推力轴承的绝缘装置见图4。

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1-推力头; 2 -油位; 3-箱体; 4-支板; 5 -连接板; 6-电机转轴; 7-导轴瓦;8-推力瓦; 9 -导瓦座; 10-绝缘垫板; 11 -轴套; 12 -座套; 13-绝缘环套;14-绝缘套层; 15 -垫圈; 16-螺钉
图 4　滑动轴承的绝缘装置示意图( 下图为上图的局部放大)

　　4、推力头与转轴间的涨紧消隙装置

　　新型推力轴承采用了一种带消隙装置的推力头, 如图 5示。推力头与电机转轴之间采用间隙装配, 并通过消隙装置消除装配间隙。

　　该涨紧消隙装置的工作原理是: 在电机立式滑动轴承的推力头中开环形孔, 在环形孔内装有外锥涨环、光孔双面锥环、带螺纹孔的双面锥形、内锥涨环等, 通过调节螺钉将推力头与外锥涨环、带螺纹孔的双面锥环、内锥涨环连接在一起,当装好平键的电机转轴与推力头装配至可安装 2 个半圆弧键的位置时,拧紧调节螺钉使外锥涨环向外涨大, 内锥环向内缩小, 从而达到消除装配间隙的目的。

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1-推力头; 2 -外锥涨环; 3-光孔双面锥环; 4-带螺纹孔的双面锥环; 5 -内锥涨环; 6-调节螺钉; 7 -平键; 8 -电机转轴; 9 -半圆弧键
　图 5　带有涨紧套装置消隙的推力头结构示意图

　　该涨紧消隙装置提高了推力头的装配效率, 方便推力头的拆卸, 减少了电机转轴及推力头内孔的擦伤。同时, 采用该装置, 可使推力头与轴系的联接方便而可靠; 将轴承总成整体直接安装到主机上, 大大简化了主机轴承安装的过程, 提高了推力头工作的可靠性, 克服了传统轴承采用过盈装配时的拆卸困难和麻烦。

　　5、其他技术措施

　　( 1) 对导轴承座、推力头及有关密封件结构进行合理的设计,使形成 2条独立而清晰的油路, 分别对导轴瓦和推力瓦起润滑作用, 克服了以前扇形瓦推力轴承体积庞大、结构复杂的缺点。

　　( 2) 解决轴承漏油问题。新型推力滑动轴承利用上机架旋转的推力头, 通过腔内液体和气流的相互作用, 在上机架腔内形成一负压( 略小于电机内部的大气压力) , 使得油雾不会外泄。另外,在电机轴与整个上机架的中间配合位置加装了迷宫式密封, 阻止液体外流。即使有凝露的油, 也不会通过该密封的迷宫。经过多年的实际运行检验, 在停机检修时观察, 甩油盘内几乎未见油滴。

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