[发明专利]金属瓦块水润滑摩擦副结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属瓦块水润滑摩擦副结构。

背景技术

随着核电站安全标准日益提高，反应堆一回路低泄率成为主流技术方案，传统的压水堆主泵采用的是轴封式主泵，轴封存在辐射物泄露隐患，新型三代压水堆采用屏蔽式核主泵或湿绕组核主泵，这两种核主泵均采用水润滑轴承，叶轮的水推力主要由水润滑推力轴承承担。需要水润滑摩擦副具有耐高温、辐射、冲击等要求，传统水润滑摩擦副一般推力盘采用金属材料，推力瓦采用非金属材料。

一般推力盘面积较大，在推力盘钢基上堆焊硬化层或等静压硬化层，都会较高的成本，同时技术上难度较高。推力瓦一般采用石墨类材料，在热瞬态时，会出现凹变形，使得正常厚度的水膜难以建立，导致过度磨损增加，摩擦副甚至发生不可逆的损坏。

发明内容

本发明的目的提供一种抑制热瞬态时推力瓦凹变形过大的金属瓦块水润滑摩擦副结构。本实用发明的技术方案为：金属瓦块水润滑摩擦副结构，推力盘(3)安装在轴(2)上，非金属推力面(5)通过定位销(4)配合固定在推力盘(3)上，第一压环(6)通过第一螺栓(7)把合在推力盘(3)底部；推力瓦(13)底部设置支撑块(11)，支撑块(11)安装在轴承座(10)上，第二压环(17)通过第二螺栓(16)把合在轴承座(10)外圆上侧，第三压环(14)通过第三螺栓(15)把合在轴承座(10)内圆上侧；轴承座(10)安装在机座(1)上方，轴承座(10)内圆底部安装第一O型密封圈(8)，轴承座(10)外圆底部安装第二O型密封圈(9)。

支撑块(11)下底面为球面(24)；推力瓦(13)左上侧与轴承座(10)水平方向存在第一间隙(28)，推力瓦(13)左侧与轴承座(10)高度方向存在第二间隙(34)，推力瓦(13)左下侧与轴承座(10)水平方向存在第三间隙(27)；推力瓦(13)右上侧与轴承座(10)水平方向存在第四间隙(30)，推力瓦(13)右侧与轴承座(10)高度方向存在第五间隙(26)，推力瓦(13)右下侧与轴承座(10)水平方向存在第六间隙(33)，支撑块(11)与轴承座(10)水平方向存在第七间隙(25)，推力瓦(13)底部与轴承座(10)存在第八间隙(29)；第一间隙(28)取值范围为1mm至2mm，第二间隙(34)取值范围为0.5mm至1mm，第三间隙(27)取值范围为0mm-0.5mm，第四间隙(30)取值范围为1mm至2mm，第五间隙(26)取值范围为0.5mm至1mm，第六间隙(33)取值范围为0mm-0.5mm，第七间隙(25)取值范围为0.2mm-0.8mm，第八间隙(29)取值范围为2mm-8mm。

推力瓦(13)底部内圆方向有第一限位台阶(18)，推力瓦(13)底部外圆方向有第二限位台阶(19)，推力瓦(13)顶部内圆方向设有第一倒角(20)，推力瓦(13)顶部外圆方向设有第二倒角(21)，推力瓦(13)顶部左上侧设有第一圆倒角(22)，推力瓦(13)右下侧设有第二圆倒角(23)；推力瓦(13)的材料为高铬碳化物双相不锈钢铸件。

表面硬化层(24)布置在钢基(12)顶部，表面硬化层(24)的厚度取值范围为0.5mm-3mm。

推力盘(3)由第一压环(6)约束轴向限位，支撑块(11)底部为球面，支撑块(11)与轴承座(10)之间存在径向间隙，在推力瓦(13)运行时，可以提供有效的位置约束。推力瓦(13)内圆有第三压环(14)轴向限位，推力瓦(13)外圆有第二压环(17)轴向限位。轴承座(10)底部内圆方向设置第一O型密封圈(8)，轴承座(10)底部外圆方向设置第二O型密封圈(9)。

推力瓦(13)为金属瓦块，在失去冷却水的工况下，环境水温急剧上升，推力瓦(13)不会出现较明显的凹变形，顺同时不会对正常水膜造成冲击。推力盘(3)是可拆卸式，便于运营检修时根据实际磨损进行更换，定位销(4)可以在推力盘(3)运转时防止松动。第一O型密封圈(8)和第二O型密封圈(9)可以发生弹性形变，当轴(2)发生倾斜时，可以保证轴承座(10)跟随调整角度，进而避免轴(2)倾斜带来的载荷突变，提供了水润滑轴承的运行稳定性。