ДИСКОВАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ ВЫНОСНОГО КОРПУСА ПОДШИПНИКА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при производстве и модернизации многоцилиндровых паровых турбин.
Как известно, для организации прямолинейного движения выносных корпусов подшипников многоцилиндровых паровых турбин в заданном направлении применяются неподвижные направляющие (т.н. «продольные шпонки») в виде прямоугольных призм, продольная ось которых лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось турбины, и частично заглубленных в фундаментную раму, выступающая часть направляющих сопрягается с пазом в опорной поверхности выносного корпуса подшипника [А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; Под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп.- М: Издательство МЭИ, 2001. - 488 с. ил, стр. 311]. Заглубление направляющей в фундаментную раму составляет не менее 1/3 от ее высоты.
Недостатком таких направляющих является то, что при повороте корпуса подшипника в горизонтальной плоскости под действием внешних сил, приложенных к корпусу со стороны цилиндров турбины, значительно уменьшается площадь контакта направляющих и корпуса подшипника и возникают пластические деформации в точках контакта направляющих и корпуса подшипника, проявляющиеся в появлении натиров и задиров металла. Пластические деформации на поверхностях сопряжения, в сочетании с перемещением корпуса вдоль направляющих, приводят к износу сопрягаемых поверхностей и, соответственно, к увеличению зазоров в сопряжении. [Кобзарь Ю.В. Опыт применения композиционных материалов с макрогетерогенной структурой для нормализации тепломеханического состояния паровых турбин / Ю.В. Кобзарь, А.С. Калиниченко, Е.О. Воронов // Энергетика: Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 2013. №3. С.79-86].
Наиболее близким к технической сущности заявляемой полезной модели является выбранное в качестве прототипа конструктивное решение поворотной направляющей выносного корпуса подшипника паровой турбины состоящей из выполненных заедино поворотной части в виде прямого кругового цилиндра и гребня в виде прямоугольной призмы сопрягающейся боковой гранью с верхним основанием цилиндра таким образом, что основание цилиндра не выходит за пределы этой боковой грани [ii/Injenernaya-podderjka-yelektrostanciy-v-reshenii-problem-yekspluatacii-i-remonta-turbinnogo-oborudovaniya.pdf]. Для организации прямолинейного движения корпуса подшипника по фундаментной раме используется, как минимум, две поворотных направляющих, поворотная часть которых вставляется в цилиндрические отверстия в фундаментной раме таким образом, что плоскость, проходящая через оси вращения цилиндрических выступов, совпадает с вертикальной плоскостью, проходящей через ось турбины. Гребни поворотных направляющих сопрягаются с призматическим пазом в опорной поверхности выносного корпуса подшипника.
Недостатком таких направляющих является то, что для обеспечения достаточной несущей способности поворотной части (т.е. способности воспринимать нагрузки без пластических деформаций), сопоставимой с несущей способностью заглубленной части неподвижных направляющих, ее высота должна значительно превышать величину заглубления неподвижных направляющих в фундаментную раму. При установке таких направляющих в существующие фундаментные рамы паровых турбин требуется проведение трудоемких работ по организации специальных посадочных гнезд (установка специальных стаканов)
Задачей полезной модели является обеспечение постоянства площади контакта на сопрягаемых поверхностях направляющих и корпуса подшипника, при повороте корпуса подшипника в горизонтальной плоскости под действием внешних сил, с сохранением вертикальных габаритов направляющих, характерных для неподвижных направляющих.
Указанная задача достигается за счет того, что диаметр поворотной части, предлагаемой дисковой направляющей, выполненной в виде прямого кругового цилиндра больше ширины гребня, например призматической формы, выполненного на основании цилиндра, за единое целое с ним.
Полезная модель поясняется чертежом. Дисковая направляющая 1 представляет собой поворотную часть в виде прямого кругового цилиндра 2, на котором, заедино с ней, выполнен гребень 3, например, в виде прямоугольной призмы. Диаметр «D» поворотной части направляющей превышает ширину гребня «В». В фундаментной раме 4 выполнено отверстие 5, в котором заподлицо заглублена поворотная часть направляющей. В опорной поверхности выносного корпуса подшипника 6 выполнен паз 7, который сопрягается с гребнем 3 направляющей.
1
2
Предлагаемые дисковые направляющие, так же как поворотные направляющие прототипа, располагаются на фундаментной раме таким образом, что продольная ось гребня лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось турбины. При повороте корпуса подшипника в горизонтальной плоскости поворотная часть дисковой направляющей, под действием сил приложенных к гребню, повернется в отверстии фундаментной рамы, и поверхность гребня всегда будет прилегать к сопрягаемой поверхности паза в опорной поверхности корпуса. Выворачиванию дисковой направляющей из отверстия в фундаментной раме относительно точки «О» под действием бокового усилия P препятствует сила реакции P, возникающая при взаимодействии поворотной части дисковой направляющей и опорной поверхности корпуса подшипника. Соответственно, боковое усилие Р1 полностью воспринимается поверхностью сопряжения поворотной части с отверстием в фундаментной раме. Если диаметр «D» поворотной части равен длине неподвижных направляющих, а ее высота «h» равна величине их заглубления в фундаментную раму, то напряжения смятия на этих поверхностях сопряжения не будут превышать напряжений возникающих при использовании неподвижных направляющих. То же справедливо и для гребня, у которого длина равна диаметру поворотной части, а высота «Н» равна высоте выступающей части неподвижной направляющей
Таким образом, применение в качестве направляющих выносного корпуса подшипника паровой турбины предложенной конструкции обеспечивает постоянство площади контактной поверхности направляющей и корпуса подшипника при сохранении вертикальных габаритов, характерных для неподвижных направляющих, что является техническим результатом.