发电厂汽轮机运行技术问答400题 下载本文

内部压力。

65、支持轴承的轴向长度对其产生的油压和轴承的载荷能力有什么影响?

答:对于同一轴承,在其它条件(如转速、轴瓦内径、轴颈直径及润滑油)相同量,若轴承轴向长度越长,则产生油压越大,轴承的承载能力越大,轴颈抬起越高,偏心距越小;反之,轴承轴向长度越短,则产生油压越小,承载能力越低,偏心距越大。但是轴承长度过长,将影响轴承的冷却,并增加转子轴向长度,因此,轴承不宜做得过长。

66、什么是油膜振荡现象,什么情况下会发生油膜振荡,对轴承油膜的形成和转子运动有何影响?

答:旋转的轴颈在滑动轴承中,带动润滑油高速流动,在一定条件下,高速油流反过来激励轴颈,产生一种强烈的自激振动现象,这种现象称为油膜振荡。油膜振荡的振幅很大,会使轴承油膜破裂。轴颈与轴瓦碰撞以致损坏轴承。此外,因其振动频率刚好等于转子的第一临界转速,成为转子共振的激发力,使转轴发生象第一临界转速一样的共振现象导致转轴损坏。油膜振荡只有在转速高于第一临界转速的两倍才能发生。所以转子的第一临界转速越低,其支持轴承发生油膜振荡的可参性越大。对于刚性转子和第一临界转速大于1500转/分(指工作转速为3000转/分的机组)的挠性转子,在工作转速范围之内,不会产生油膜振荡,只可能发生半速涡动。

67、影响油膜振荡有哪些主要因素?

答:? 临界转速。对于刚性转子和工作转速小于2倍的第一临界转

速的挠性转子,不会发生油膜振荡,至多只能发生半速涡动。但对于大功率的机组来说,各个转子或整个轴系的第一临界转速往往低于工作转速的一半,因此有可能发生油膜振荡。

? 相对偏心率。轴颈与轴瓦的绝对偏心距与它们的半径差之比称为相对偏心率。轴颈在轴瓦中的相对偏心率越大,越不容易发生半速涡动和油膜振荡;反之,相对偏心度越小,则转子越不稳定,相对偏心率大于0.7时,轴颈在任何工况下都不会发生油膜振荡。

? 润滑油的粘度。润滑油粘度越大,轴颈在旋转时带入油楔的油量越多,油膜越厚,使轴颈在转瓦中浮的越高,相对偏心率越小,轴颈就越容易失稳而产生油膜振荡。因此,提高油温,使油的粘度降低是有利于轴承的稳定工作。

? 轴承载荷。轴承载荷不同,将使轴径在轴瓦中的相对偏心率不同,在一定转速下轴承在重载下的稳定性比轻载时的稳定性好,在重载时,轴颈相对偏心率较大,而轻载时则相对偏心率较小。

? 转速。转速高将使轴颈的相对偏心率减小,而且轴颈带入油楔的油量增加,油膜压力增大,也使相对偏心率减小,因而容易产生油膜振荡。

68、如何防止和消除油膜振荡现象?

答:? 增大比压。比压越大,轴颈越不易浮起,相对偏心率越大,轴承的稳定性越好。

? 减少轴颈与轴瓦之间的接触角,一般可减小到30-40°,这样能够降低油温和增大轴颈的相对偏心率。

? 降低润滑油粘度,其方法是提高油温或更换粘度较小的润滑油。 ? 在千瓦适当位置上开泄油槽,降低油楔压力,这一方法可起到增大比压的同样作用。

? 调整轴承间隙,对于圆筒瓦及椭圆瓦,减少轴瓦顶部的间隙,增大上瓦的乌金厚度,可以增加油膜阻尼,产生或加大向下的油膜作用力,从而增大相对的偏心率。同时加大两侧间隙时效果更为显著。 ? 消除转子上不平衡重量,尽管油膜振荡不是一个平衡问题,但尽量减小不平衡重量,能够降低转子在第一临界转速下的放大能力,从而减少产生的振幅。

此外,在设计制造上,应充分考虑油膜振荡问题。如尽量提高第一临界转速的数值,采用稳定性较好的轴承。

69、支持轴承有哪些结构形式?各有哪些优缺点?

答支持轴承(又称为主轴承)的形式很多,按轴承支承方式可分为固定式和自位式两种,按轴瓦可分为圆筒形轴承,椭圆形轴承,多油楔轴承及可倾瓦轴承等。

? 固定支持轴承:其轴承体外部为圆筒形,,轴瓦由上、下两半组成,下轴瓦支持在三个用碳素钢制成的垫块上,垫块用螺栓与轴瓦固定在一起,轴瓦一般用优质铸铁铸造。在轴瓦内部车出燕尾槽,然后浇铸一层乌金,形成一圈圈乌金层,乌金又称巴氏合金。乌金层的形状有正圆形和椭圆形。乌金层成为正圆形的轴承又称单油楔轴承,椭圆形轴承由于两侧间隙加大,使油膜收缩更加急剧,有利于形成液体摩擦,增大承载能力。运行中,可形成下部和上部两个对称方向的油楔,相

互作用,使油膜刚性较好,在垂直方向的抗振性增强,在运行中,加园筒形轴瓦固定不动,轴瓦的角度不能随轴颈一起变动,故称为固定式轴承。这种轴承结构简单,但由于轴瓦外体为圆筒形,不能因为轴颈的倾斜度改变而跟随转动,故在运行中,在轴瓦的两端容易与轴颈发生摩擦。只适宜在主轴长度较小的情况下使用。

? 自位式支撑轴承:称为球面支撑轴承,轴承体的外圆表面做成球面形,装有具有与其密合的球面瓦枕内。由于采用球面压枕,这种轴承在运行中轴承体能随主轴垂弧的变化而自动调整位置,使轴瓦乌金面与轴承保持平行,使油膜均匀稳定。

? 三油楔轴承:这种轴承的部分面水平面反转倾斜35°,上半瓦有两段固定油楔,下半瓦有一段固定油楔。轴颈旋转时,三个油楔都建立油膜,油膜的压力作用在轴径的三个方向上,下部大油楔产生的压力起承受载荷作用,上部两个小油楔产生的压力使轴运行平稳,由于两个油楔的作用,使三油楔轴承抗振性能提高。但是这种轴承结构复杂,制造和检修都较为困难,特别是中分面与水平成一定夹角,给检修工作带来不少困难,而且费工。因此,这种轴承目前尚未被广泛采用。

? 可倾瓦支撑轴承:这种轴承是由3-5块或更多的弧形瓦块组成,瓦块在工作时可随转速或载荷不同而自由摆动,在轴颈周围形成多油楔。它具有高度的稳定性,由于瓦块能自由摆动增加了支撑柔性,具有吸收振动能量的能力,具有较好的减振性,此外,还具有较大的承载能力,摩擦功耗少以及允许承受各个方向的径向载荷等方面的优点。