Łożyska oporowe dużych turbin wodnych są obiektami podlegającymi wysokim obciążeniom, pochodzącym od ciężaru wirnika pompoturbiny, wału i generatora, a także poosiowej składowej ciśnienia hydraulicznego. Siła wzdłużna w dużych hydrozespołach może przekraczać nawet 60 MN. Aby zminimalizować straty tarcia, jest ona zwykle przenoszona w warunkach smarowania hydrostatycznego i hydrodynamicznego. Jednym ze stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych jest odmiana segmentowych łożysk wzdłużnych, w których segmenty są wsparte zespołami sprężyn śrubowych. W założeniach projektowych sprężyny są identyczne, jednak wskutek technologicznych ograniczeń procesu ich produkcji, wykazują znaczne zróżnicowanie parametrów. W skrajnym przypadku, przy losowo niekorzystnej lokalizacji sprężyn, może to doprowadzić do nieprawidłowego podparcia segmentu, jego przechylenia i zakłócenia ciągłości filmu olejowego, jeszcze w trakcie rozruchu maszyny. Nawet lokalna utrata warunków tarcia płynnego prowadzi do intensywnego zużywania współpracujących powierzchni, a także do innych szkodliwych efektów.
W ramach pracy opracowano model segmentu wzdłużnego łożyska ślizgowego, wspartego na zespole sprężyn śrubowych, których parametry są zmiennymi losowymi. Model opisuje zachowanie się segmentu w fazie smarowania hydrostatycznego. Posługując się metodyką Monte Carlo, przeanalizowano wpływ parametrów losowo wygenerowanych przykładowych zestawów sprężyn na prawdopodobieństwo zaistnienia prawidłowego filmu olejowego.
A PRIORI ESTIMATION OF RELIABILITY OF THRUST BEARINGS WITH PADS SUPPORTED ON HELICAL SPRINGS
Thrust bearings of large water turbines are heavily loaded with both the weight of the turbine, the shaft and generator, and with axial component of hydraulic pressure. Axial force in large hydro-generators may exceed 60 MN. In order to minimize friction losses, thrust bearings operate in hydrostatic and hydrodynamic lubrication conditions.
One of the designs of hydro-generators bearings comprises a set of titlable bearing pads, which are rested on sets of helical springs. The springs are assumed to be identical, but due to technological restrictions of the manufacturing process, they reveal significant dispersion of the parameters. In extreme cases, when the springs arrangement is unfavorable, it may lead to incorrect pad support, its excessive tilt and oil film perturbation, still in the start-up phase. Even the local loss of fluid friction conditions causes intensive mating faces wear, but also development of other noxious effects. Within the work, a model of a thrust bearing pad, rested on a set of helical springs, of random values of free length and rate, has been developed. The model describes the behavior of the pad in the hydrostatic jacking phase. Using a Monte Carlo method, an influence of randomly generated, exemplary sets of springs on the probability of proper oil film existence, has been analyzed.
!["Język żyje. Rzecz o współczesnej polszczyźnie", red. Kazimierz Ożóg, Rzeszów 2009 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)