汽輪機(jī)軸承
2023-05-15
1.螺釘；2.油封；3.擋油圈；4.沉頭螺釘；5.主推力瓦圈； 6.螺釘；7.副推力瓦圈；8.墊圈；9.螺釘；10.軸承體；11.彈性板；12.螺釘；13.球面座；14.沉頭螺釘；15.墊圈；16.軸瓦；17.擋油圈 ；18.螺釘；19油封圈
汽輪機(jī)常用的軸承有圓柱軸承、橢圓軸承、多油契軸承和可傾瓦軸承。我公司只用除圓柱軸承之外的軸承。四油契軸承適用于高速輕載工況。可傾瓦軸承穩(wěn)定性較好，為防止汽輪機(jī)軸系發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，被廣泛應(yīng)用于大型機(jī)組。此軸承用于高速、功率較大的汽輪機(jī)?？蓛A瓦軸承瓦塊的分布方式有兩種，一種是上三下二，另一種是上二下三。
汽輪機(jī)軸承有徑向軸承和推力軸承兩類。徑向軸承的作用是用來承受轉(zhuǎn)子的重量以及由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、不對稱的部分進(jìn)汽度、啟動和機(jī)械原因引起的振動和沖擊等因素所產(chǎn)生的附加載荷，并保證轉(zhuǎn)子相對靜子部分的徑向?qū)χ小?/p>
推力軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的軸向載荷，目的是平衡運(yùn)行狀態(tài)下汽流給予轉(zhuǎn)子的軸向載荷，確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，使機(jī)組動靜部分之間保持正常的軸向間隙。
汽輪機(jī)在運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子受到順汽流方向的軸向力，其大小隨運(yùn)行工況變化，一般為50～300KN，在甩負(fù)荷等工況下，轉(zhuǎn)子可能出現(xiàn)逆汽流方向的負(fù)推力。
一、徑向軸承
安裝在前后軸承座中的徑向軸承是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的支承。由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、臨界轉(zhuǎn)速和負(fù)荷情況的不同，可以分別選用二油葉、四油葉和可傾瓦軸承。
結(jié)構(gòu)：
徑向軸承有軸向剖分的兩半軸瓦組成，軸瓦的工作表面上澆有巴氏合金。在適當(dāng)位置上安裝的定位銷能防止軸承在軸承座內(nèi)的軸向或徑向位移。
與通常使用的普通圓柱軸承相比較，該軸承的特征是內(nèi)徑是橢圓的。在二油葉軸承中，二軸向潤滑油槽配置在工作表面的對稱位置上，同樣，在四油葉軸承中，四個軸向潤滑油槽配置在彼此等分的位置上，且根據(jù)規(guī)定的精確度加工成使軸承的孔徑稍大于軸頸外徑。在轉(zhuǎn)子軸頸和軸承軸瓦工作表面之間的這個半徑差就構(gòu)成了楔形間隙。
潤滑：
軸承由帶壓力的油潤滑。潤滑油通過環(huán)形油槽徑向進(jìn)入油孔和軸向油葉對軸承軸頸供油的。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時把油引入楔形油隙。而當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時就建立起流體動力油膜。當(dāng)楔形油隙的形狀、油的粘度與圓周速度之間的關(guān)系適當(dāng)時，通過摩擦和壓縮現(xiàn)象所產(chǎn)生的潤滑油壓足以把軸從軸瓦上抬起，甚至在重載的條件下也不例外，因而轉(zhuǎn)子將支承在潤滑油膜上且沒有任何金屬間的直接接觸。我公司生產(chǎn)的25MW以上的大型機(jī)組要用頂軸油泵。盤車、啟動時要先開啟頂軸油泵，由于該汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量太大，不用頂軸油泵會損壞軸承。
溫度監(jiān)控：
為了確保汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，軸承裝有測溫裝置。測得的溫度可用作指示、報(bào)警或汽輪機(jī)跳閘。
（一）溫度測量的兩種方法：
1、 測量軸承金屬的溫度
對于徑向軸承而言，在軸承Z小油隙區(qū)的金屬溫度提供了Z精確的測量值。軸瓦的溫度由進(jìn)口油溫、油量以及汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的負(fù)荷大小、轉(zhuǎn)速來決定。測溫元件能靈敏地直接測到快速變化的溫度。軸瓦上的孔可供熱電阻測溫元件深埋至離巴氏合金運(yùn)行表面僅2～3毫米的地方。
2、 測量潤滑油的溫度
另一種可供選用的監(jiān)控軸承溫度的常用方法是測量潤滑油的回油溫度。在軸承的頂端開有一小孔，將油引至溫度計(jì)。從而測量經(jīng)過運(yùn)行以后排出的潤滑油溫度。
注：采用此方法測量比使用測量軸承金屬溫度的方法所測得的溫度要偏低，而且溫度的變化反應(yīng)較緩慢。溫度計(jì)所測溫度75度以下為安全溫度，熱電阻所測溫度105度以下為安全溫度。
二、汽輪機(jī)軸承的潤滑方式
1、流體動力潤滑。它借軸頸轉(zhuǎn)動所造成的流體動壓形成油膜，起到隔離摩擦付的表面接觸和流體動力潤滑的作用，并用流體動壓平衡外載荷。
2、流體靜力潤滑。它借外界供給的高壓油形成油膜，并用流體靜壓力平衡外載荷。25ＭＷ汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子低速盤車采用的高壓油頂軸系統(tǒng)即為這種方式。
3、邊界潤滑。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在低速盤車而無高壓頂軸油系統(tǒng)時，難以形成流體動力潤滑（油膜），軸頸與軸承之間只有幾個分子層的潤滑油加以分隔。我公司生產(chǎn)的25MW以上機(jī)組就需用頂軸高壓?來盤車。
汽輪機(jī)軸承在各種可能出現(xiàn)的工況條件下都應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以確保機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性，要求壽命長、磨損和功耗低，以及有良好的工藝和經(jīng)濟(jì)性。為滿足這些要求，汽輪機(jī)基本上采用動壓油膜軸承。
軸承在設(shè)計(jì)時考慮到額定工況及變工況運(yùn)行條件下能使軸頸和軸瓦之間始終保持有一層足夠厚度的動力油膜來承擔(dān)載荷。軸承溫升及供油條件（包刮進(jìn)油溫度和壓力以及油量、清潔度）應(yīng)在規(guī)定的許可范圍內(nèi)，潤滑油應(yīng)具有良好的潤滑性能。對徑向軸承，除了上述要求之外，特別強(qiáng)調(diào)要有良好的動態(tài)穩(wěn)定性能，。
在正常運(yùn)行時軸承工作區(qū)域離非穩(wěn)定邊界要有足夠的裕度，還要考慮到兩轉(zhuǎn)子間的對中引起的軸承載荷變化，以及超速范圍內(nèi)確保不出現(xiàn)油膜失穩(wěn)等異?，F(xiàn)象。
三、軸承間隙和緊力的調(diào)整方法
軸承間隙的調(diào)整在汽輪機(jī)裝配和安裝過程中是非常重要的一個環(huán)節(jié)，如果間隙過大，汽輪機(jī)振動就會增加，如果間隙過小軸承溫度就會升高。
怎樣才能使振動在合理的范圍內(nèi)，軸承溫度在較理想的區(qū)域內(nèi)，合理的軸承間隙是非常重要的。一般軸承間隙是軸頸的1.5～2‰，轉(zhuǎn)速高于6000r/min的汽輪機(jī)一般軸承間隙在1.5‰左右，也可以根據(jù)現(xiàn)場情況靈活調(diào)整。汽輪機(jī)在運(yùn)行時軸承溫度低于50℃，振動偏大，此時可以適量減小軸承間隙。
軸承間隙的測量一般用壓鉛絲的方法，在軸承的中分面墊上0.2～0.3mm的銅皮，用1mm以下的鉛絲，把鉛絲彎成U型放在軸頸上，兩U型鉛絲的寬度應(yīng)在軸承寬度的范圍之內(nèi)。擰緊軸承上的螺栓之后再松開，拿出鉛絲用分厘卡（千分尺）測量。測量出的數(shù)值減去銅皮的厚度，就是軸承的間隙。測量軸承間隙只允許一個變量（鉛絲）。
測軸承緊力的方法也可用抬軸法，具體測試的方法：用兩只百分表，一只裝在軸頸上，另一只裝在軸承頂部，（軸承必須安裝到位,不得裝軸壓蓋）用手葫蘆輕輕往上拉，拉到軸承頂部的百分表一動即可。用軸頸上的百分表讀數(shù)減去軸承頂部的百分表讀數(shù)就是軸承間隙。
在測軸承緊力之前，首先要把軸承安裝完畢。軸承緊力的測量方法與軸承間隙的測量方法一樣，只是墊的銅皮厚度要增加一些，銅皮的厚度是鉛絲直徑的70～80％，測出鉛絲的數(shù)值減去銅皮的厚度，如果是負(fù)值就是緊力。
軸承緊力：軸頸100mm以下0.03～0.05mm，軸頸110mm以上0.04～0.08mm。
（來源：焦化干熄焦技術(shù)）