Подшипники турбины: паровой и газовой
Подшипники являются переходным звеном между подвижной и неподвижной частями турбины. Они служат для снижения трения и износа ротора и статора.
В паровых и газовых турбинах используются подшипники скольжения. Они центруют вал, воспринимают его вес и силы, действующие при вращении.
Подшипник состоит из корпуса и вкладышей. Последние нужны для распределения смазочной жидкости.
Преимуществами применения подшипников скольжения являются их высокая несущая способность, работоспособность при значительных скоростях вращения, надежность и длительный срок службы.
Для охлаждения и смазывания подшипника на него подается масло. При работе ротор «плавает» в масляном зазоре, благодаря чему предотвращается контакт и износ деталей.
В моменты включения и выключения агрегата подшипники испытывают максимальное трение и износ, так как еще не сформированная на малых скоростях вращения пленка не способна защищать детали. Для предотвращения повреждений в моменты пуска-останова турбин на внутреннюю поверхность вкладышей подшипников заливают или напыляют баббит – сплав на основе олова, меди и других легирующих примесей.
Подшипники паровых и газовых турбин постоянно и непрерывно должны смазываться маслом. Для этого в конструкции предусмотрены каналы для прохода жидкости.
В случае перебоев в снабжении смазкой в турбину прекращается подаваться рабочее тело. До полной остановки агрегата масло заливается из аварийной системы.
Подшипники микротурбины
Для микротурбинных установок, служащих для бесперебойного создания чистой энергии, используются газодинамические подшипники. Они работают без применения смазочных жидкостей.
Такие устройства состоят из нескольких загнутых или плоских пластин, которые устанавливаются между вращающимся валом и корпусом. Принцип их действия основан на деформации лепестков под воздействием высоких скоростей вращения, в результате чего между деталями образуется воздушная подушка, предотвращающая контакт и износ элементов.
Лепестковые газодинамические подшипники подвергаются усиленному износу в моменты запуска и остановки агрегата. Для предотвращения фрикционного разогрева и повреждений лепестков на их несущую поверхность наносятся антифрикционные твердосмазочные покрытия. Например, для обработки деталей, функционирующих при нагреве до +500 °С, применяют MODENGY 2560. Благодаря этому на стороне пластины, обращенной к валу, образуется устойчивый слой, состоящий из частиц твердой смазки, который обеспечивает увеличение срока службы деталей.
Преимущества применения лепестковых газодинамических подшипников:
- Обеспечение снижения габаритов конструкции за счет отказа от масляного оборудования
- Отсутствие вредных испарений
- Неограниченная скорость вращения ротора
- Стабилизирующие свойства и вибростойкость
- Отсутствие необходимости в обслуживании и длительный срок службы при условии использования защитных покрытий
Из-за низкой грузоподъемности такие подшипники пока не распространены в крупногабаритных турбинах.
Дальнейшее совершенствование подшипников энергетических турбин будет идти по пути отказа от смазочных жидкостей и масляного оборудования. Это поможет снизить габариты и повысить экологичность работы установок.
