汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)：第六節(jié)軸承

第六節(jié)軸承及軸承箱（座）一、概述（一）軸承的類型和作用汽輪機(jī)采用的軸承有推力軸承和支持軸承。支持軸承的作用：承擔(dān)轉(zhuǎn)子的重量和不平衡重量產(chǎn)生的離心力，并確定轉(zhuǎn)子的徑向位置，保證轉(zhuǎn)子中心與汽缸中心一致，以保持轉(zhuǎn)子與靜止部分間正確的徑向間隙。推力軸承的作用：承受蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，以保證通流部分動(dòng)靜間正確的軸向間隙。（二）軸承的工作條件1、概述汽輪機(jī)都是采用具有液體摩擦的滑動(dòng)軸承。工作時(shí)，在軸頸和軸瓦之間形成油膜，建立起液體摩擦，以保證機(jī)組安全平穩(wěn)地工作（即正常工作時(shí)，軸頸支承在油膜上，起潤(rùn)滑作用；還起冷卻作用，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量和轉(zhuǎn)子傳遞的熱量）。2、建立起液體摩擦的條件（1）兩表面之間必須形成楔形間隙；（2）兩表面之間充入足夠的具有一定壓力和粘性的潤(rùn)滑油；（3）兩表面之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向是使?jié)櫥蛷男ㄐ伍g隙的寬口流向窄口。（三）支持軸承的工作原理影響油膜厚度的因素：（1）機(jī)組轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速高，油膜后；反之則薄。（2）潤(rùn)滑油溫度：溫度低，油膜后；反之則薄。（3）軸承軸向長(zhǎng)度：軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)，油膜厚；反之則薄。（三）軸承的油膜振蕩1、半速渦動(dòng)和油膜振蕩（1）軸頸在軸承內(nèi)未失去穩(wěn)定時(shí)的運(yùn)動(dòng)是單一運(yùn)動(dòng)——旋轉(zhuǎn)；一旦失去穩(wěn)定時(shí)其運(yùn)動(dòng)是渦動(dòng)（軸頸不僅本身旋轉(zhuǎn)而且整個(gè)軸頸又在旋轉(zhuǎn)），而且是半速渦動(dòng)（即渦動(dòng)轉(zhuǎn)速為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的一半）。（2）失穩(wěn)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)子開始產(chǎn)生渦動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速（原因是：油膜產(chǎn)生的力和轉(zhuǎn)子重量不在一條直線上，其合力分解成恢復(fù)力和失穩(wěn)分力，當(dāng)失穩(wěn)分力大于恢復(fù)力時(shí)就會(huì)失去穩(wěn)定）。（3）油膜振蕩：在汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到2倍第一階臨界轉(zhuǎn)速后，半速渦動(dòng)的頻率正好和轉(zhuǎn)子的第一階臨界轉(zhuǎn)速重合，渦動(dòng)被放大，振幅急劇增加的劇烈振動(dòng)。（書上有另外一種描述方法）油膜振蕩的特點(diǎn)——油膜振蕩的慣性效應(yīng)：一旦發(fā)生油膜振蕩，隨著轉(zhuǎn)速的升高軸頸的渦動(dòng)頻率和振幅不再發(fā)生變化的現(xiàn)象。2、半速渦動(dòng)和油膜振蕩的危害油膜振蕩的危害：一旦發(fā)生油膜振蕩，會(huì)引起軸承油膜破裂、軸頸與軸瓦碰撞甚至損壞；還會(huì)激發(fā)轉(zhuǎn)子共振，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸損壞。半速渦動(dòng)的危害：半速渦動(dòng)時(shí)，雖然振幅不大，不會(huì)破壞油膜，但長(zhǎng)期工作，會(huì)引起零件的松動(dòng)和疲勞破壞。因此半速渦動(dòng)和油膜振蕩都應(yīng)設(shè)法消除。3、半速渦動(dòng)和油膜振蕩的消除說明：剛性轉(zhuǎn)子可能發(fā)生半速渦動(dòng)，但不會(huì)發(fā)生油膜振蕩。而大功率機(jī)組的撓性轉(zhuǎn)子就可能發(fā)生油膜振蕩，為此只要將轉(zhuǎn)子的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速提高到額定轉(zhuǎn)速之上，即可避免發(fā)生油膜振蕩。半速渦動(dòng)的消除是通過提高轉(zhuǎn)子的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速也就是提高軸頸的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)的（減小軸頸在軸承內(nèi)的徑向移動(dòng)位移，失穩(wěn)分力就小，越穩(wěn)定）。油膜振蕩的防止和消除基本方法：提高轉(zhuǎn)子的第一階臨界轉(zhuǎn)速和失穩(wěn)轉(zhuǎn)速。具體措施：（1）增加軸承比壓；（2）增大軸瓦工作弧段的橢圓度；（3）在下瓦適當(dāng)位置開泄油槽，降低油楔壓力；（4）提高潤(rùn)滑油的溫度；（5）減小軸瓦頂部間隙，增大上瓦烏金寬度；（6）采用穩(wěn)定性好的軸瓦。防止油膜振蕩最好的軸承——可傾瓦軸承。現(xiàn)今很多軸承設(shè)計(jì)時(shí)的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速都高于工作轉(zhuǎn)速，因此啟動(dòng)過程中一般不會(huì)發(fā)生油膜振蕩。二、支持軸承1、固定式圓筒形軸承1-軸瓦；2-調(diào)整墊塊；3-墊片；4-節(jié)流孔板；5-油擋；6-進(jìn)油口；7-鎖餅；8-連接螺栓2、自位式圓筒形軸承1-溫度計(jì)插孔；2-擋油環(huán)；3-軸瓦缺口槽；4-軸承體；5-軸瓦槽道；6-軸瓦；7-支持墊塊；8-墊片；9-進(jìn)油口自位式圓筒型軸承（國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)低壓缸后軸承）1-上軸承體；2-下軸承體；3-軸承合金；4、11-六角埋頭螺栓；5-軸承安裝銷；6-軸承調(diào)整塊；7、8、9-調(diào)整墊片；10-定位銷；12-軸承調(diào)整塊用螺釘3、橢圓型軸承原理4、三油楔軸承1-調(diào)整墊鐵；2-節(jié)流孔；3-帶孔調(diào)整墊鐵；4-軸瓦體；5-內(nèi)六角螺釘；6-止動(dòng)墊鐵；7-高壓油頂軸進(jìn)油5、可傾瓦軸承原理可傾瓦軸承（國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)高、中壓缸前軸承）1-軸瓦；2-軸承體；3、8-軸承體定位銷；4-定位銷；5-墊片；6-自位墊塊；7-內(nèi)墊片；9-螺塞；10-軸承蓋螺栓；11-彈簧；12、14-擋油板；13-軸承蓋；15-螺栓；16-擋油環(huán)限位銷；17-油封環(huán)；18-油封環(huán)銷可傾瓦軸承（國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)高、中壓缸后軸承）1-軸承體；2-軸瓦；3、4-浮動(dòng)油擋支持板；5-浮動(dòng)油擋；6、8-內(nèi)外墊片；7-襯墊；9-埋頭六角螺栓；10-臨時(shí)固定用螺栓；11-平行銷；12-防轉(zhuǎn)銷；13、15-軸承調(diào)整塊；14、16-調(diào)整墊片；17-六角螺栓三、推力軸承單個(gè)推力軸承；支持-推力聯(lián)合軸承：各自位于一側(cè)；推力軸承在兩側(cè)，支持軸承在中間。1、密切爾型推力軸承（a）固定式；（b）擺動(dòng)式2、國(guó)產(chǎn)300MW汽輪機(jī)推力軸承3、國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)推力軸承1-瓦塊；2-調(diào)整塊調(diào)整螺釘；3、8-調(diào)整塊；4-瓦塊托架；5-支承環(huán)；6、12-墊片；7、13-油封環(huán)；9-定位銷；10-支承環(huán)鍵；11-支承環(huán)鍵螺釘；14-軸承殼體4、東汽300MW汽輪機(jī)推力軸承四、軸承箱（座）北侖電廠2號(hào)汽輪機(jī)前軸承箱1-前軸承箱；2-盤車裝置；3-測(cè)速發(fā)電機(jī)；4-1號(hào)軸承；5-軸承箱主臺(tái)板；6-頂起螺栓；7-軸承箱副臺(tái)板；8-齒形聯(lián)軸器；9-減速齒輪；10-主油泵；11-盤車電動(dòng)機(jī)；12-測(cè)速發(fā)信器齒輪北侖電廠2號(hào)汽輪機(jī)中軸承箱復(fù)習(xí)思考題：1、汽輪機(jī)上采用的軸承有哪些類型？他們的作用是什么？2、熟悉軸承的工作原理和建立液體摩擦的條件，影響油膜厚度的因素。3、什么是油膜振蕩？它的危害怎樣？消除的基本方法和措施分別是什么？4、了解軸承的結(jié)構(gòu)。內(nèi)容總結(jié)第六節(jié)軸承及軸承箱（座）。第六節(jié)軸承及軸承箱（座）。汽輪機(jī)采用的軸承有推力軸承和支持軸承。承受蒸汽作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，以保證通流部分動(dòng)靜間正確的軸向間隙。還起冷卻作用，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量和轉(zhuǎn)子傳遞的熱量）。（2）兩表面之間充入足夠的具有一定壓力和粘性的潤(rùn)滑油。（1）機(jī)組轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速高，油膜后。（2）潤(rùn)滑油溫度：溫度低，油膜后。（3）軸承軸向長(zhǎng)度：軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)，油膜厚。（1）軸頸在軸承內(nèi)未失去穩(wěn)定時(shí)的運(yùn)動(dòng)是單一運(yùn)動(dòng)——旋轉(zhuǎn)。一旦失去穩(wěn)定時(shí)其運(yùn)動(dòng)是渦動(dòng)（軸頸不僅本身旋轉(zhuǎn)而且整個(gè)軸頸又在