CH390001A - Gasgeschmiertes Radial-Gleitlager für Turbomaschinen - Google Patents

Description

  Gasgeschmiertes     Radial-Gleitlager        für        Turbomaschinen       Die Erfindung betrifft ein gasgeschmiertes     Radial-          Gleitlager    für     Trubomaschinen,    insbesondere für  Gasturbinen, mit stark wechselnder Betriebstempera  tur und hoher Geschwindigkeit des     umlaufenden     Lagerteils.  



  Es ist bekannt, bei solchen Gleitlagern eine  Materialkombination aus Stahl und Graphit, d. h.  für die umlaufenden Lagerteile     Stahl    und für die fest  stehenden Teile Graphit, zu verwenden. Die um  laufenden Teile werden dabei durch geeignete Form  gebung, z. B.     Mehrflächengleitlager,    oder durch Zu  fuhr des schmierenden Gases an ausgezeichneten  Stellen des Lagerumfanges schwingungssicher ge  macht. Trotzdem solche gasgeschmierten Gleitlager  meist trocken anlaufen, da der     Schmierstoff    ja erst  während des Betriebes der Maschinen     zur    Verfügung  steht, weisen sie günstige     Anfahreigenschaften,    d. h.  geringe oder praktisch nicht feststellbare Abnützung  der trocken aufeinander reibenden Teile auf.  



  Als Nachteil bei dieser Kombination von Stahl  und Graphit muss jedoch angesehen werden, dass  Graphit einen erheblich anderen Ausdehnungskoeffi  zienten als die bekannten für solche Lager verwen  deten Stähle hat. So beträgt der Ausdehnungs  koeffizient von Graphit oder     Graphitmischungen    mit  überwiegendem     Graphitanteil    etwa 5 bis     6-1o    auf  die Längen- und Temperatureinheit bezogen. Er ist  somit weniger als die     Hälfte    der Koeffizienten der  Stähle. Lager in der Kombination     Graphit/Stahl     eignen sich auch nicht für     Umfangsgeschwindigkeiten     von über 100     m/sek.     



  Für Lager mit solchen Umfangsgeschwindigkeiten  sollte auch der rotierende Teil einen grossen     Elasti-          zitätsmodil    aufweisen, um bei den hohen     Umfangs-          geschwindigkeiten    keine nennenswerten Dehnungen  zu haben. Weiter sollte die Wärmeleitung des rotie-         renden    Teiles möglichst hoch sein, damit bei eventuel  ler Berührung mit der     Graphitoberfläche    keine ört  lich hohen Temperaturstauungen     mit    entsprechenden  Wärmedehnungen auftreten.

   Bei der bekannten Kom  bination     Stahl/Graphit    beispielsweise tritt bei einer  Erwärmung von 200  C bereits eine Spieländerung  von etwa     10/0o    des Zapfendurchmessers auf. Für die  verlangten hohen Betriebstemperaturen ist daher diese  Kombination ebenfalls     nicht    geeignet, da sich ja  das Lagerspiel viel zu rasch unzulässig verkleinern  würde. Zudem ist die Wärmeleitung der für die  Zapfen verwendeten Stähle zu gering.  



  Erfindungsgemäss werden die verlangten Eigen  schaften dadurch erhalten und die     Unzulänglichkeiten     dadurch vermieden, dass mindestens eine Partie des  umlaufenden Lagerteils aus einem nur oder über  wiegend     Molybdän    enthaltenden Werkstoff gefertigt  ist, während mindestens eine Partie des feststehenden  Lagerteils aus einem nur oder überwiegend Graphit  enthaltenden Werkstoff besteht. Zweckmässig besteht  dabei der rotierende Lagerteil aus einem     Stahlzapfen     mit einer aufgeschrumpften     Molybdänbüchse,    wäh  rend der     feststehende    Lagerteil durch eine in einen  Träger     eingepresste        Graphitbüchse    gebildet wird.  



  Bei Verwendung der     erfindungsgemässen    Kombi  nation der Werkstoffe ist der Ausdehnungskoeffi  zient des umlaufenden Lagerteils praktisch gleich  demjenigen des feststehenden Teils. Im weitem ist  er für     Molybdän    gleich wie für Graphit von der  Temperatur unabhängig. Auch ist der     Elastizitäts-          modul    um etwa 50 % gegenüber Stahl höher, und die  Wärmeleitfähigkeit entspricht derjenigen von Ma  gnesium, d. h. sie ist etwa fünffach höher als bei  Stahl.

   Darüber     hinaus    ist     Molybdän    korrosionsbe  ständig     bis    etwa 500 C und     weist        wesentlich    höhere  Festigkeit bei erhöhter Temperatur gegenüber Stahl  auf.      In den Figuren ist schematisch ein gasgeschmier  tes Gleitlager dargestellt, bei welchem auf dem Stahl  zapfen 1 die eigentliche Laufbüchse 2 aus     Molybdän     aufgeschrumpft ist.

   Die Laufbüchse 2 läuft mit  Spiel 3 in der in den Träger 5     eingepressten    Graphit  büchse 4, wobei bei der Verwendung der auf den       Stahlzapfen    1     aufgeschrumpften        Molybdänbüchse    2  als umlaufender Lagerteil selbstverständlich darauf  zu achten ist, dass bei der Dimensionierung von  Büchse und Zapfen im Betrieb keine unzulässigen  Spannungen auftreten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gasgeschmiertes Radial-Gleitlager für Turboma schinen, insbesondere für Gasturbinen, mit stark wechselnder Betriebstemperatur und hoher Geschwin digkeit des umlaufenden Lagerteils, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens eine Partie des umlaufenden Lagerteils aus einem nur oder überwiegend Molybdän enthaltenden Werkstoff gefertigt ist, während min destens eine Partie des feststehenden Lagerteils aus einem nur oder überwiegend Graphit enthaltenden Werkstoff besteht.

   UNTERANSPRUCH Gasgeschmiertes Radialgleitlager nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Lagerteil aus einem Stahlzapfen (1) mit einer auf geschrumpften Molybdänbüchse (2) besteht, während der feststehende Lagerteil durch eine in einen Träger (5) eingepresste Graphitbüchse (4) gebildet wird.