Завзятий підшипник служить для сприйняття осьового зусилля, що діє на ротор під час роботи турбіни, і передачі його на деталі статора.
Завзятий підшипник фіксує осьове положення ротора турбіни по відношенню до її нерухомим деталей; при цьому положення ротора в наполегливому підшипнику і положення самого наполегливої підшипника в корпусі визначають величину осьових зазорів у проточній частині турбіни і ущільненнях.
На величину зазорів у проточній частині турбіни і в ущільненнях під час роботи турбіни впливає також різниця температурних подовжень циліндра і ротора. Ця обставина має враховуватися при першій установці наполегливої підшипника, його пригоні, а також перевірці осьових зазорів в турбіні, особливо в тих ущільненнях, які максимально віддалені від наполегливої підшипника (діафрагми останніх ступенів, заднє кінцеве ущільнення).
У парових турбінах застосовуються два типи наполегливих підшипників: борін і сегментні [7,10, 11, 55. 61].
Гребінчасті наполегливі підшипники завдяки простоті конструкції і великий наполегливої поверхні (що сприяє гарному відведення теплоти і достатньої надійності в експлуатації) мали широке поширення в турбінах низьких і середніх параметрів пара. На рис. 6.11 показаний розріз гребенчатого наполегливої підшипника турбін ХТЗ. Втулка з гребенями насаджена на вал і заклинило шпонками. Кільцеві канавки вкладиша залиті бабітом, і кожна з них має свій підведення масла через свердління в тілі валу і гребенчатой втулки.
Недоліками цих підшипників є: великі лінійні розміри (довжина), значні втрати на тертя, проблеми забезпечення рівномірного розподілу тиску між гребенями і відсутність умов для освіти масляного клина.
У сучасних парових турбінах застосовуються тільки сегментні наполегливі гідродинамічні підшипники ковзання.
1 У деяких випадках для ущільнення горизонтального роз'єму корпусів підшипників, що мають дефекти, застосовують ущільнюючі матеріали: тонкий азбестовий шнур, "стрічку ФУМ" та інші. При цьому необхідно враховувати, що ці матеріали в роз'ємі будуть протискуєте неповністю і будуть впливати на фактичний натяг по верхній колодці підшипника. Тому в разі установки в роз'єм прокладок при регулюванні натягу на верхню колодку вкладиша треба вводити поправку на прокладки.
Конструкція сегментних наполегливих підшипників реалізується таким чином, щоб рухома і нерухома поверхні утворювали між собою звужується в напрямку обертання валу зазор. З цією метою вкладиш розділений на кілька окремих сегментів (рис. 6.12), кожен з яких встановлюється під невеликим кутом до поверхні рухається частини. Завдяки розподілу наполегливої поверхні на сегменти і виділенню їх в окремий вузол з можливістю зміни положення щодо наполегливого диска для організації масляного клина підшипник працює в умовах рідинного тертя (на масляному клині). За способом установки сегментів розрізняють два види сегментних підшипників:
- підшипник з жорсткою установкою сегментів, іноді званий "підшипником Міт- Челяев" ;.
- підшипник з самоустанавливающимися колодками "типу Кінгсбері", що називається так само підшипником балансирного типу.
Завзятий підшипник з жорсткою установкою сегментів (найчастіше виконується комбінованим опорно-наполегливою) застосовується заводами ЛМЗ і ТМЗ у всіх типах що випускаються турбін. Обойма опорно-упорного підшипника з реглируется колодками встановлюється в розточення корпусу підшипника, а в осьовому напрямку фіксується установочними кільцями.
Сферичний опорно-завзятий вкладиш встановлюється в обойму з натягом 0,02. 0,05 мм. Кульова поверхня вкладиша забезпечує його правильне просторове становище (при складанні) щодо ротора і сприймає осьові навантаження під час роботи. Для компенсації ваги консольної частини вкладиша під нею встановлюється пружинний амортизатор.
Сегменти (колодки), на які спирається ротор при роботі турбіни, прийнято називати робочими колодками, а колодки, що сприймають зусилля при переміщенні ротора в протилежну сторону, - установочними.
Сегменти наполегливих робочих і настановних колодок спираються і фіксуються на опорних півкільцях. За допомогою зміни товщини робочих і настановних кілець регулюється масляний зазор (розбіг ротора) у впертій частини підшипника. При нормальній роботі наполегливої підшипника величина масляного розбігу ротора в підшипнику повинна складати 0,5. 0,7 мм.
На рис. 6.13 представлений односторонній опорно-завзятий вкладиш підшипника турбіни Т-100-130 ТМЗ. Опорна частина внеском
дихаючи поміщена всередині обойми; завзята частина є консольної, під нею розміщено пружинний амортизатор. Запекла частина вкладиша має два ряди колодок, розташованих по обидва боки наполегливої диска ротора. Колодки спираються на опорні кільця і утримуються на них півкільцями з зубом, що входять в паз на колодках, і пальцями, що входять в отвори на опорних площадках.
На деяких типах турбін, наприклад К-300-240 ЛМЗ, Т-250 / 300-240 ТМЗ, Т-175-130 ТМЗ і інших, застосовується комбінований двосторонній опорно-завзятий вкладиш із симетричною установкою наполегливих сегментів (по обидві сторони опорної частини) .
На рис. 6.14 показаний комбінований двосторонній опорно-завзятий підшипник турбіни Т-250 / 300-240 ТМЗ. Така конструкція характерна для потужних парових турбін, в яких на змінних режимах роботи осьове зусилля може змінювати свій напрям. Сегменти розташовані на настановних кільцях. Кожен сегмент підвішується на двох спеціальних гвинтах, утримується за допомогою заплічок і контактує ребром гойдання, що містить інсталяційний кільцем.
У турбінах виробництва КТЗ також застосовуються опорно-наполегливі підшипники з жорсткою установкою сегментів. Відмінною рисою турбін КТЗ є об'єднання головного масляного насоса в один вузол з опорно-наполегливим підшипником [11]. Конструкція насос-підшипник, показана на рис. 6.15, має такі особливості:
- в якості наполегливої диска використано колесо відцентрового масляного насоса, який забезпечує подачу масла на всі вузли агрегату;
- вкладиш переднього опорного підшипника одночасно є ущільненням насоса;
- підведення масла до наполегливою колодкам здійснюється по периферії, а відведення - від внутрішньої поверхні.
Опорно-завзятий підшипник турбін КТЗ виконується без обойми і спирається на циліндричну розточення корпусу.
Недоліком конструкції наполегливої підшипника з жорстким опертям сегментів з точки зору ремонтопридатності можна вважати необхідність точної підгонки товщини робочих колодок, що встановлюються на шліфовані півкільця (разнотолщинность сегментів не повинна перевищувати 0,02 мм).
У турбінах виробництва ХТЗ застосовуються наполегливі підшипники "типу Кінгсбері" з самоустанавливающимися колодками, котрі спиралися б на вирівнює систему [58]. На рис. 6.16 показаний завзятий підшипник турбіни К-300-240 ХТЗ.
Відмінною особливістю даного типу наполегливої підшипника є те, що при збільшенні навантаження на одну з колодок переміщення цієї колодки передається на обидві сусідні колодки через опори вирівнює системи, викручуючи їх в сторону наполегливої гребеня. Під цими колодками зменшується товщина масляного клина, зростає тиск, а між ними відбувається перерозподіл навантаження. Така система установки наполегливих колодок дозволяє рівномірно розподілити на них навантаження і не вимагає підвищеної точності пригону товщини колодок.
Недоліком наполегливої підшипника балансирного типу можна вважати складність регулювання масляного розбігу ротора в зв'язку з наявністю в системі додаткових пружних елементів.
Вкладиші самовстановлюються комбінованих підшипників і обойм виконуються з поковок низьковуглецевих сталей марок Ст. 10 (15) [7, 55].
Сегменти наполегливих підшипників виготовляються з бронзи ОФ-10-1, а в якості антифрикційного матеріалу для заливки сегментів застосовується баббит марки Б-83.
Несуча здатність наполегливої підшипника визначається:
- забезпеченням рівномірного розподілу навантаження між окремими колодками;
- раціональною конструкцією наполегливих колодок;
- організацією надійного маслоснабжения, що визначає умови тепловідведення від колодок.
Для підвищення несучої здатності наполегливих підшипників потужних парових турбін в останні роки були розроблені спеціальні конструкції. Одне з основних їх відмінностей - зміна конструкції наполегливої колодки. На рис. 6.17 показана наполеглива колодка нової конструкції. На сталеве підстава за допомогою планок і штифтів кріпиться тонка сталева накладка з наплавленим на робочій стороні шаром бабіту товщиною 1 мм. На підставі виконані радіальні канавки прямокутного перетину, по яких рухається масло, охолоджуючи накладку і підстава, зроблені зі сталі В СТ-Зсп4.
Введення охолодження забезпечує вирівнювання температурного поля в завзятій колодці та підвищення її середньої питомої навантаження приблизно на 30% в порівнянні з колодкою без охолодження.