научная статья по теме О ВОЗМОЖНОСТИ ИСКЛЮЧЕНИЯ ГРОМОЗДКИХ И ПОЖАРООПАСНЫХ СУДОВЫХ СИСТЕМ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «О ВОЗМОЖНОСТИ ИСКЛЮЧЕНИЯ ГРОМОЗДКИХ И ПОЖАРООПАСНЫХ СУДОВЫХ СИСТЕМ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ»

СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

СУДОСТРОЕНИЕ 5'2012

По эксплуатационным качествам гидропленочные амортизаторы превосходят резинокордные пневматические, так как не требуют периодической подкачки воздуха. Проверка состояния положения механизмов блочных насосных станций после 10 лет эксплуатации на этих амортизаторах также не обнаружи-

В период с 2005 по 2011 г. ОАО ПО «Севмаш» была проведена большая работа по определению возможности перевода высокоскоростных подшипников жидкостного трения с циркуляционной смазкой на автономную смазку. Работа выполнялась по заказу ОАО АК «Транснефть» и первоначально подшипники предназначались для насосопе-рекачивающих станций. Полученный опыт можно при- а) менить и в судостроении.

Системы циркуляционной смазки, в которые входят масляные насосы, масляные системы с фильтрами и масло- _ охладителями, громоздки, — сложны в обслуживании, пожароопасны. Замена таких систем автономными подшипниками позволит упростить конструкции энергетических установок, повысит нсдежносгь ' и обеспечит значительную экономию средств (рис. 1).

Есть несколько причин, мешающих созданию высо- ■ коскоростных автономных подшипников жидкостного трения:

1. Большое количество тепла, выделяемое в смазочном слое при высоких окружных скоростях.

2. Большой расход масла, необходимый для заполнения смазочного слоя.

3. Трудности в отводе этого тепла из-за низкого ко-

ла изменения просадки амортизаторов и соответственно положения блоков и механизмов.

Литература

1. Найденко О. К., Петров П. П. Амортизация судовых двигателей и механизмов. Л.: Суд-промгиз,1962.

2. Маслов Г. С. Расчеты колебаний валов. М.: Машиностроение, 1968.

эффициента теплоотдачи при охлаждении масла.

4. Невозможность обеспечения необходимого расхода масла имеющимися средствами в существующих автономных подшипниках (мас-лоподающими кольцами, маслопода-ющими дисками).

5. Существующие средства подачи смазки при повышении окруж-

3. Сергеев С. И. Демпфирование механических колебаний. М.: Физматгиз, 1959.

4. Альпин А. Я. и др. Упругий элемент. А. с. 1357615//БИ. 1987. № 45.

5. Кокотков Н. И., Некрасов В. А. Опыт применения амортизатора ГПА-2-5,6-М для виброизоляции насосного агрегата на нефтеперекачивающей станции «Невская»//

XXXVI Ломоносовские чтения в Северодвинске. Сб. докладов. Северодвинск: ГРЦАС, Севмашвтуз, 2008.

ных скоростей вспенивают масло в картере, что вызывает протечки через концевые уплотнения.

Многолетний научно-технологический опыт ОАО ПО «Севмаш» в области использования подшипников жидкостного трения привел к открытию эффекта сверхвысокого теплообмена в смазочном слое и позволил разработать новые способы образования смазочных слоев (зонально-вязкостный, вакуумный, напорный смазочные слои, с внутренней циркуляцией) и отвода тепла в зоне трения, защищенные патентами на изобретения [1—3].

Использование этих способов образования новых видов опорных и упорных смазочных слоев обеспечивает увеличение нагрузок при существующих габаритах упорных и опорных частей, снижение тепловыделения при жидкостном трении, увеличенный теплоотвод, внутреннюю циркуляцию смазки.

Например, по одному из указанных способов: если упорные подушки охлаждать только на выходе из смазочного слоя, то создается валик вязкого масла, который препятствует выходу масла из слоя. В результате толщина смазочного слоя увеличивается, возрастает несущая способность подшипника. Кроме того, применение такого типа охлаждения подушек позволяет снизить в 2 раза количество выделяемого тепла.

Подсос масла в вакуумную часть слоя (рис. 2) обеспечивает подпитку смазочного слоя маслом, которое в основном циркулирует в этом слое и незначительно сливается в картер (рис. 3). Кроме того, создаваемый вакуумный слой позволяет решить проблему

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСКЛЮЧЕНИЯ ГРОМОЗДКИХ И ПОЖАРООПАСНЫХ СУДОВЫХ СИСТЕМ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ

А. А. Хабаров, А. Я. Альпин, Н. И. Кокотков, докт. техн. наук (ОАО ПО «Севмаш», тел. (8184) 504726, e-mail: ipko@sevmash.ru) удк 621.822:629.5.03

12 3 4 5 6 7

5 IM 1 [ ц J с — — я

Ц=1 / / |~i .1 1 X

Рис.1. Схемы двигательной установки судна: а — традиционная

(с циркуляционной смазкой); б — перспективная (с автономной смазкой);

I — цистерна запаса турбинного масла; 2 — главный упорный подшипник; 3 — редуктор; 4 — масляная система (насосы, цистерны, сепараторы, охладители, фильтры); 5 — подшипники турбины; 6 — турбина; 7 — турбогенератор и подшипники

СУДОСТРОЕНИЕ 5'2012

СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Рис. 2. Вакуумный смазочный слой:

1 — зона вакуума в слое; 2 — зона давления в слое (несущий смазочный слой); 3 — уровень масла в картере

вспенивания масла и протечек через уплотнения.

Таким образом, в подшипниках создается внутренняя циркуляция смазки в смазочном слое (см. рис. 3), т. е. смазка, попав в смазочный слой, снова туда возвращается, в основном не попадая в картер подшипника, при этом она охлаждается непосредственно в самом слое. Это обеспечивает большое количество смазки, необходимое для заполнения смазочного слоя при высоких окружных скоростях.

На рис. 4 показаны два варианта охлаждения подшипника (воздушное и водяное), из которых следует применять только один. Опорная нагрузка передается через втулку на нижнюю половину вкладыша, упор-

Рис. 3. Смазочный слой с внутренней циркуляцией:

1 — торцевые канавки; 2 — продольная канавка; 3 — верхний накопитель масла; 4 — верхний вкладыш; 5 — картер; 6 — движение масла из смазочного слоя в торцевые канавки, в продольную канавку и в смазочный слой; 7 — подсос смазки в слой; 8 — нижний вкладыш; 9 — малый картер; 10 — движение масла из малого картера на смазку упорной части, в верхний накопитель масла и в смазочный слой

Рис. 4. Конструкция автономного подшипника жидкостного трения диаметром 180 мм с двумя вариантами охлаждения (воздушное и водяное) для электродвигателя:

1 — подвод воды; 2 — верхняя обойма; 3 — верхний вкладыш; 4 — выход охлаждающего воздуха; 5 — импеллер; 6 — крышка; 7 — корпус; 8 — винтовая втулка; 9 — нижняя обойма; 10 — нижний вкладыш; 11 — трубка, расположенная по ширине вкладыша; 12 — упорная подушка; 13 — упорный гребень; 14 — диск; 15 — вход охлаждающего воздуха

ная нагрузка — через упорные гребни втулки на упорные рабочие поверхности обоймы. Общая нагрузка передается через обойму на корпус подшипника. Для отвода тепла от подшипника предусмотрена прокачка воды через трубки охлаждения.

Использование всего комплекса мер позволило разработать, изготовить и испытать высокоскоростные автономные подшипники жидкостного трения для магистральных насосных агрегатов ОАО АК «Транснефть» с частотой вращения до 3000 об/мин.

Полученные положительные результаты свидетельствуют о возможности применения автономных подшипников для кораблей и судов всех классов и назначений вместо используемых в настоящее время подшипников жидкостного трения на циркуляционной смазке.

В частности, подшипники с циркуляционной смазкой применяются в двигательных установках судов и кораблей, на которых установлены турбины. Используемые подшипники работают на частотах вращения до 3000 об/мин (подшипники турбины, турбогенераторов) и наряду с редуктором требуют принудитель-

ной смазки. Системы принудительной подачи масла очень громоздки, а также пожароопасны. Замена подшипников с циркуляционной смазкой на автономные подшипники с водяным или воздушным охлаждением уменьшит массогабаритные характеристики оборудования (исключается необходимость в масляной системе с насосами, фильтрами, маслоохладителями, цистернами, трубопроводами, арматурой и автоматикой), а также позволит снизить пожароопасность и удешевит конструкцию.

Литература

1. Альпин А. Я. Способ образования гидродинамического слоя жидкой или газовой среды. Пат. 2002135. М.: Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам, 1993.

2. Альпин А. Я. Способ смазки опорно-упорного подшипника скольжения. Пат. 2292493. М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2007.

3. Альпин А. Я. Способ повышения несущей способности и быстроходности автономного опорно-упорного подшипника жидкостного трения. Пат. 2442033 С2. М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2012.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»