专利名称：全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机的制作方法
全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机属于电学类发电机分类。
水轮发电机有立式和卧式两种。立式水轮发电机的轴承系统是由上导轴承、下导轴承、水轮机导轴承和推力轴承构成的。卧式水轮发电机是由推力轴承和导轴承构成的。由于弹性金属塑料推力轴瓦的普及应用，已经取得良好的运行效果。所以逐步向导轴承发展。例如专利962022624提出的一种园弧形弹性金属塑料轴瓦就已经应用在水轮发电机的导轴承中，主要是应用于分块的导轴承中。由于塑料轴瓦所特有的热胀系数大，是金属的8-10倍，所以塑料瓦有热应力集中、边缘效应和油楔生成不良的影响，常常发生烧瓦事故。因此水轮发电机尚没有完全实现全部轴承都弹性金属塑料瓦化，但是弹性金属塑料轴瓦虽有上述的缺点，如果能找出办法加以克服的话，那么全塑料化的水轮发电机一定会表现出更优良的性能。
本发明提供了一种全弹性金属塑料瓦的水轮发电机，它的轴承系统全部使用弹性金属塑料瓦，使水轮发电机的轴承事故减少，维修方便，不用刮研。
本发明是这样实现的为了解决多支撑弹性金属塑料推力轴承的技术难题，把推力塑料瓦面的平面状态改革成由导入面，进油楔面、承重面和出油面构成的凸形的多面结构。本发明则引进这种构思，不但水轮发电机的推力轴承，而且导轴承也设置A导入面、B进油楔、C承重面、D出油面。为了消除热胀应力的影响，再把园周塑料分成若干块或是把塑料园周面分成若干段。这样热应力被分散了，再考虑到塑料边缘效应的影响，采用预先设置的办法解决。B进油楔面和D出油面都与轴面形成半月牙形的油隙空间。这种月牙形的油隙便是自然存在的油楔，它比现有导轴瓦是与轴面同心园的情况大大改善了油膜生成的条件。
B进油楔面的月牙形进口距轴面距离应大于轴胀间隙加2倍以上油膜厚度再加塑料边缘效应值的总和。
D出油面的月牙形出口距轴面的距离应大于轴胀间隙加上1.5倍以上油膜厚度再加塑料瓦的边缘效应。A导入面可以是园导角，也可以是(10-20)×20-30度的斜面。
B进油楔面的宽度应大于该段塑料面弧长的五分之一，而不大于二分之一。因为少于五分之一时，油楔所产生的压力不足，当大于二分之一时，承重面减小，影响负荷能力。D出油面的宽度，应不大于八分之一该段塑料面弧长。因为过宽会使负荷面减少，使泄压太快而减少负荷能力。
在水轮发电机轴承系统中，立式的上导和下导一般是采用分块式塑料轴瓦，每套由八块或大型的由10块以上组成。每块塑料导瓦都应设置A进入面、B进油楔、C承重面、D出油面。为了加工方便和自然形成进出油面的月牙形可以简单地采用塑料瓦面的半径比轴面半径大百分之(0.5-3)的加工处理。
立筒式塑料轴瓦可以按油槽进行自然分段，每段设置A、B、C、D面。使他们与油槽平行。为了使进油和出油不相混合，还可以设置出油槽与进油槽分开。进油槽上端封住，下端与进油孔相连接。出油槽下端封死，上端开口。如果是进油在上边的话，则进出油槽的设置与上述相反。
卧式水轮发电机的塑料轴瓦的水平合缝面下半块瓦最少应该分成三段，其中中垂线上的承重面应保有50弧度以上进油和出油面的两端应该封死，以免边缘泄油。
本发明与现有技术相比，不仅推力轴承而且导轴承全部用弹性金属塑料轴瓦，自然设置了进油楔面和出油面与轴面形成月牙形油楔，又加上分段和消除边缘影响，使油膜能正常运行而不会被破坏。所以使水轮发电机的轴承事故减少，由于塑料瓦不用刮研，维修自然方便了。
本发明附图1是立式全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机结构示意图。
附图2是卧式全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机结构示意图。
附图3是分块式弹性金属塑料导轴承的示意图。
附图4是圆筒式弹性金属塑料导轴承的示意图。
附图5是圆筒式弹性金属塑料导轴承的塑料瓦面按合缝面M-N展开图。
附图6是带有出油槽的圆筒式弹性金属塑料导轴承的塑料瓦面按合缝面M-N展开图。
附图7是卧式弹性金属塑料轴瓦的示意图。
附图8是卧式弹性金属塑料轴瓦瓦面按合缝面M-N展开图。
本发明最佳实例结合
如下例1、立式全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机如图1所示。图中2是机壳，在机壳上固定有4上导轴瓦，5推力轴瓦，7是子电枢，8下导轴瓦、9水轮机导轴瓦。这些合起来称为定子。转子则由1励磁机、3镜板、6转子电枢和10水轮机组成同轴转动结构。5推力轴承是弹性金属塑料轴瓦，是平面扇形瓦。4上导轴瓦和8下导轴瓦是园弧形弹性金属塑料轴瓦。是分块结构，分为8块，如图3所示。图中21是轴，22是单块的导轴瓦。轴的半径为R0，而导轴瓦的半径R比R0大百分之(0.5-3)。因此才能构成B进油楔面与轴面间的半月牙形油楔空间。当轴以V速转动时，则自然会形成油膜。9水轮机导轴承一般是园筒形导轴瓦，分为两半，有油槽，如图4所示。图中23涂黑的表示为油隙。24是塑料导轴瓦，由两半组成园周面。25是轴以V速度旋转。轴半径R0进油楔面的半径是RB，出油面的半径是RD，合缝面为MN，该筒式导轴瓦的塑料面被4个油槽E分成四段，每段A导入面、B进油楔、C承重面、D出油面均不在同一弧面上。承重面与轴面半径R0相近，只差油膜厚和轴胀值。RB进油楔面半径。进油楔面入口值确定是R0加上轴胀值再加上2倍的油膜2003再加上塑料边缘效应约(0.05-0.10)的总和。边缘效应是依靠试验来确定的数据。根据油槽分段的A、B、C、D面的设置如图5所示，这是从合缝面展开的塑料瓦面图。图中26是进油孔，进油孔进入的油流W沿水平油槽Q流入进油槽E。E是倾斜的槽，轴的转速V时，则油流W沿E上升，分别流经A、B、C、D，然后从上面离开轴瓦面。为了使进油和出油分开，还设计了图6所示的塑料瓦面系统。进油孔26流进的油流W随转V进入E，经过A、B、C、D由F油槽排出。
例2、卧式全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机如图2所示。这是一种卧式灯泡形发电机组。图中的灯泡形外壳17是固定部份的支撑结构。轴承座13、18和定子绕组15固定在它上面。转子则由12推力板、16转子电枢和20水轮机组成。推力轴承11和前导轴承14组合在一起，轴承座的接触面为园球面。19是水导轴承。14与19的尺寸形状可以完全相同，它是由上下二半塑料瓦组成的如图7所示。图中27是上半瓦，28是轴，29是下半瓦。30涂黑部份表示为油流，31为进油孔。轴的半径为R0以V方向依次设置AB1C1D-B2C2D-B3C3D其中中垂线方向的承重面C2的弧面应大于50弧度为好。下半瓦塑料面各段各面展开图如图8所示。图中A导入面是R5×10的园导角，有利于油流进入。其余面为了加工方便，做成弧形。B1二两端封住，DB2和DB3也两端封住。但每段分缝面最小为1mm。
权利要求
1.涉及一种电学类发电机分类的全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机，其特征是(1)、推力轴承和导轴承全部是弹性金属塑料轴瓦组成的；(2)、导轴瓦被分成若干块或塑料瓦面被分成若干段；(3)、每段塑料面由A导入面、B进油楔面、C承重面、D出油面构成；(4)B进油楔面与轴面呈半月牙形的空间，其进口处距轴面距离大于2倍以上的油膜厚加塑料边缘效应和轴胀值；(5)D出油面与轴面呈半月牙形的空间，其出口处距轴面的距离大于1.5倍以上油膜厚加塑料边缘效应和轴胀值；
2.如权利要求1所述的全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机，其特征是分块式导轴瓦的塑料面半径比轴半径大百分之(0.5-3)。
3.如权利要求1所述的全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机，其特征是立轴筒式导轴承沿油槽分段，每段设置A导入面、B进油楔面、D出油面都与油槽平行。
4.如权利要求1所述的全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机，其特征是卧式园筒轴瓦的下半块塑料面最少分为三段；其中垂线所在段的C承重面不得小于50度弧面。
5.如权利要求1所述的全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机，其特征是塑料轴瓦与轴承座的接触面为球形面。
6.如权利要求1与3所述的铨弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机，其特征是设置出油槽。
全文摘要
全弹性金属塑料轴瓦的水轮发电机属于电学类发电机分类。它解决了导轴承塑料面的应力集中、油膜生成不良和边缘效应影响所引起的烧瓦现象。它的特征是推力轴承和导轴承全部是弹性金属塑料轴瓦构成的,导轴承被分成若干块或塑料面被分成若干段。每段塑料面是由A导入面、B进油楔面、C承重面、D出油面构成。B进油楔面与轴面是半月牙形空间,分块的轴瓦半径大于轴半径百分之(0.5—3)。立筒式塑料瓦面按油槽分段,每段A、B、C、D面均与油槽平行。卧筒式轴瓦的下半瓦最少分成三段。本发明用于水力发电系统中。
文档编号H02K5/00GK1261219SQ9910141
公开日2000年7月26日 申请日期1999年1月20日 优先权日1999年1月20日
发明者孙晶, 杨纯, 孙守驯 申请人:孙晶, 孙守驯