Patent NO-125464-B (NO)
Inventor: LEHOCZKY KALMAN NAGY
IPC: F16N7/36
Filed: 1967-09-26
Abstract: Anordning for væskesmurte spiralsporlager med smøremiddel-. tilførsel i ytterkant av lageret.Oppfinnelsen vedrører radiale bg aksiale spiralsporlager eller en kombinasjon av disse, med væske-smøring. Ved anvendelse av spiralsporlager for store og/eller hurtigløpende maskiner er det visse problemer i forbindelse med tilførsel av smøremiddelet. Det skyldes at det i tillegg til de hydrostatiske og hydrodynamiske krefter også virker sentrifugalkrefter på smøremiddelet ved innløpet til spiralspo-rene. Denne samtidige påvirkning av krefter er meget uheldig i de tilfelle hvor smøremiddelet må tilføresplralsporene utenfradet vil si fra en større mot en mindre radius. I dette tilfelle melder det seg pulsasJoner og skumdannelse ved innløpet til sporene, og dette fører ofte til et sammenbrudd av smøre mi ddeltilf ørselen.Det ville være nærlig-gende kun å bruke spiralsporlager hvor spiralmønsteret forutsetter at smøremiddelet utelukkende transporteres fra en mindre radius mot en større. Imidlertid er det et spesielt forhold som gjør seg gjeldende ved spiralsporlagere, nemlig at bæreevnen er betydelig større hvis smø-remiddeltransporten foregår utenfra og innover, det vil si i retning av akselen. Visse undersøkelser, offentliggjort i tidsskriftet "Wear" nummer 9 av 1966, side 118 - 1^1, viser at bæreevnen kan være opp til 68 % større ved innoverpumping i forhold til utoverpumping. Denne sam-menligning gjelder kun ved gasslagere. Ved et oljesmurt spiralsporlager med gjennomstrømning fra en større mot en mindre radius får man meget store problemer ved spiralsporenes inntak, hvor oljestrømningen går mot sentrifugalkraften. Sentrifugalkraften vanskeliggjør innstrømningen. Inntaket vil virke som separator hvor den relativt tunge olje blir slengt ut, mens oljens lettere bestanddeler, eksempelvis luft, blir su-get inn i lageret. Luften mellom lagerets glideflater nedsetter lagerets bæreevne, og i tillegg hertil vil det kunne oppstå uønskede væske-gass-pulsasjoner ved inntakene. Disse problemer var hittil uløste. Når det gjelder oljesirkulasjonskretsen har man de såkalte selvpumpende lågere, det vil sl det er forutsatt brukt visse pumpehull plassert i lagerets roterende deler. Slike konstruksjoner er kjent eksempelvis fra norsk patent nr. 111 775, britisk patent nr. 620 672 og østerriksk patent nr. 205 298. Disse løsninger er kjennetegnet ved at pumpehullene ikke påvirker det statiske smøremiddeltrykk ved aksiallagerets største diameter fordi de leverer smøremiddelet direkte til smøremiddelkjøleren. På denne måte har de hverken mulighet for å forbedre innløpsforholdene ved lagerets største diameter eller å skille ut luften fra smøremidde-let.Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å frembringe løsninger som øker trykket ved glideflatens største diameter og muliggjør en ef-fektiv luftutskillelse. I henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt en anordning ved væskésmurte lågere, særlig vertikale aksiallagere, med slike spiralspormønster i glideflatene som betinger at smøremiddelet pumpes fra en større mot en mindre radius, og hvor det i lagerets roterende deler er utført tverrgående pumpekanaler som virker som sentrifu-galpumpe i smøremiddelsirkulasjonen, kjennetegnet ved at det i tilknytning til pumpehullene er anbrakt et kammer som roterer sammen med pumpehullene og hvor det på den siden av kammeret som er lengst borte fra rotasjonsaksen er anbrakt uttaksåpning/er som leder smøremiddelet til et trykkammer som står i forbindelse med spiralspormønsteret, mens det på den siden av kammeret/ne som er nærmest rotasjonsaksen er visse uttak som fører mot lagerhusets luftrom over smøremiddelnivået.Andre kjennetegn og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av det på tegningen viste utførelses-. eksempel.Tegningen viser et skjematisk bilde av et kombinert aksial-radiallager med vertikal rotasjonsakse. Begge lågere er forutsatt ut-ført som spiralsporlagere med spiralspormønster 7 anbrakt på lagerhodets 12 glideflater, Lagerhodet er låst til akselen 13 ved hjelp av låse-ring 14• Den aksiale lagerbelastnlng overtas av en lagerring 15 som viderefører kraften til en elastisk understøtning, bestående av en stiv mellomring 21, elastisk mellomlegg 22 og en holder 23. Holderen 23 hvi-ler på lagerhuset 24. Lagerringen 15 og mellomringen 21 har en innbyr-des kontaktflate som tillater at lagerringen nærmest fritt kan innstille seg etter lagerhodet 12. Denne utførelse er fordelaktig med hensyn til mekaniske og varme-deformasjoner i lagerhode 12 og lagerring 15Lagerringen er forøvrig utstyrt med kjølespiraler 17 som er støpt inn I et lagermetall-toelegg 16.Lagerringen 19 f,or radlallageret er via knaster 28 avstøttet mot lagerhuset 24. Lagerringen 19 er forsynt med et belegg av lagermetall 16..Lagerhuset 24 er forsynt med en stående sylinder 10 som sammen med tetningsringen 11 danner lagerhusets indre avgrensning, slik at akselen 13 ikke kommer i berøring med oljen. Oljestanden er markert med 25. Det indre tetnlng3system er forbedret ved å forsyne lagerhodet (12) og den stående sylinder 10 med ringene 8 o, som i fellesskap demper de eventuelle svingninger i oljestanden 25.Oljeslrkulasjonssystemet er bygget opp på følgende måtej Lagerhuset (24) er fylt med kald olje. En del av oljen suges inn på akslallagerets minste diameter, mens størsteparten av oljen befordres av pumpehuller 1 som virker som sentrifugalpumper. Pumpehullene er ut-ført med en viss stigning i vertikalt plan, slik at luften som eventu-elt melder 3eg i oljen lettere kan drives oppover og utad sammen med oljen. I tilknytning til pumpehullene <1) er det arrangert visse kammere 2 , Disse kammere bør Tia en tilstrekkelig stor radial dimensjon, slik at dé kan virke som separatorer. Luften, som er lettere enn oljen, vil samle seg så nær rotasjonsaksen som mulig, mens oljen vil bli pres-set ut på den størst mulig radius. For at den utskilte luften skal kunne unnvike føres visse uttak 4 fra kammeret 2 Innover mot rotasjonsaksen. Disse uttak (4) skal munne ut i lagerhusets indre luftrom på en radius som er lik eller mindre enn den radius hvor inntaksåpnlngene til pumpehullene 1 ligger. Derved oppnås at det maksimale statiske trykk i pumpehullene (1) på grunn av,sentrifugalkraften vil ligge under det som vil oppstå i uttaket (4) hvis det sistnevnte er fylt av oljen.På denne måte kan man oppnå at det kun er luften som kan komme ut gjen-. nom uttak (4). I henhold til oppfinnelsen kan det i uttak (4) benyttes automatiske lufteventiler som kun slipper ut gass men ingen væske.Oljen i kammeret 2 har et høyt statisk trykk og er fri for luftinneslut-ninger. Oljeforsyningen til aksiallageret skjer via et trykkammer 27,. som står i forbindelse med spiralspormønsteret 7Oljens høye statiske trykk i trykkammeret 27 vil overvinne de uønskede innstrømningsfenomener ved spiralspormønsteret. Sentrifugalkraften fra spiralsporenes inntak vil ikke lenger kunne bringe forstyrrelser i oljeinnstrømningen. Kamme-. ret 2 forsyner også radiallageret med smøreolje via to radiale kanaler.Både i disse kanaler samt i pumpehullene (1) er det anbrakt strømnings-motstander som regulerer oljefordelingen mellom aksial- og radiallageret.Den oppvarmede olje fra begge lågere videreføres via innstillbare strøm-ningsmotstander 18 og samlerør 20 til en oljekjøler som er utenfor lagerhuset (24). En mindre, men ikke uvesentlig detalj ved denne konstruk-. sjon er en skillevegg 6 som hører til lagerhodet (12). Skilleveggens oppgave er å skille oljestrømmen som går direkte til aksiallagerets minste diameter fra den strøm som går i retning av pumpehullene.Når det gjelder anvendelsesområdet for denne oppfinnelse vil. den gjelde for alle typer av spiralsporlager som er væskesmurt og hvor smøremiddelet tilføres ved en stor radius a-v spiralspormønsteret. Videre kan oppfinnelsen brukes for forskjellige kombinasjoner av lagertyper. Eksempelvis for et spiralspor-aksiallager med et konvensjonelt radial-. lager med hydrodynamlsk arbeidende bæreflater/segmenter eller et spiralspor-radiallager kombinert med et aksiallager av Michel-type.