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汽轮机轴承的分类

2018年09月19日

汽轮机的轴承的类型
汽轮机轴承有径向轴承和推力轴承两种。
径向轴承是承担转子的重量及转子不平衡质量产生的离心力,并确定转子的径向位置,保证转子中心与气缸中心一致,以保证转子与静止部分间正确的径向间隙。
推力轴承是承受转子上未平衡的轴向推力,并确定转子的轴向位置,以保证动、静部分间的轴向间隙。
汽轮机径向轴承的工作原理
径向滑动轴承中,轴瓦内孔直径略大于轴径,转子静止时,轴颈处在轴瓦底部,轴颈与轴瓦之间自然形成楔形间隙。如果连续向轴承间隙中供应具有一定压力和粘度的润滑油,当轴颈旋转时,润滑油随之转动,在右侧的间隙中,润滑油被从宽口带向窄口。由于此间隙进口油量大于出口油量,润滑油便聚集在狭窄的楔形间隙中而是油压升高。当间隙中的油压超过轴颈上的载荷时,就把轴颈抬起。轴颈被抬起后,间隙增大,油压又有所降低,轴颈又下落一些,直到间隙中的油压与载荷平衡时,轴颈便稳定在一定的位置上旋转。此时,轴颈与轴瓦完全被油膜隔开,形成了液体摩擦。

汽轮机推力轴承的工作原理
推力轴承的结构就是在推力盘的正反面各安装了若干推力瓦块,靠近发电机侧一般称为工作瓦,主要承受正向轴向推力,另一侧称为非工作瓦,主要承受有时瞬时出现的反推力。汽轮机转动后,润滑油跟着推力盘一起转动,进入推力盘与瓦块之间的间隙,当转子产生轴向推力时,间隙中的油层受到压力,并传递给推力瓦块,由于推力瓦快是偏心支承的,受力产生偏转,这样就与推力盘之间构成了楔形间隙;随着汽机转速升高,油膜建立,此时,推力盘与推力瓦块之间完全被油膜隔开,形成了液体摩擦。

汽轮机径向轴承的分类
目前在汽轮机中采用的轴承有圆柱形轴承、椭圆形轴承、多油楔(3-5油揳)轴承以及可倾瓦轴承等。
汽轮机径向轴承分为固定瓦轴承与可倾瓦轴承两类
圆柱瓦轴承:圆柱瓦轴承按支持方式可分为固定式和自调心式(又称球面式)两种。这种轴承加工和调整均较麻烦,一般应用在容量不大的机组上。

椭圆瓦轴承:椭圆瓦轴承的结构与圆柱形轴承基本相同,只是轴承侧隙加大,轴瓦上、下部都可以形成油楔。由于上瓦油膜力向下作用压低了轴心的位置,以及轴瓦的曲率半径增大是轴瓦中心与轴承中心不重合,增大了轴颈在轴瓦内的绝对偏心距,使偏心率增加,因此具有较好的稳定性,主要应用在大、中型汽轮机中。

三油楔轴承:具有较好的抗振性、稳定性,但是它的加工制造和安装检修都很复杂,且其承载能力并不很大,稳定性也不很理想,适用高速轻、中载场合下使用。
可倾瓦轴承:四块可倾瓦轴承,瓦块在该背部有压向转子的倾向,防止瓦块的进油侧与轴颈产生制动的不良倾向,同时在瓦面进油侧修斜,以利润滑油进入瓦面。能够承受各个方向的径向载荷,具有较高的稳定性,可以避免油膜震荡的产生,支撑柔性好,具有很好的减振性,特别适合在高速轻载及要求振动很小的场合下应用。

上半为圆瓦,下半由二块可倾瓦组成的可倾瓦轴承,这种结构的轴承的稳定性比圆柱轴承强,承载力比一般可倾瓦轴承大,具有可倾瓦轴承对偏载和不对中敏感性较小的优点。
目前较新型的瓦面进油边带有进油槽的可倾瓦轴承,润滑油采用直接供油和排油的方式。每一瓦块有一进油槽,润滑油在瓦面工作后直接排出,具有较小的功耗。



 

汽轮机轴承的检修
汽轮机轴承的检修主要包括接触度检查、可倾瓦轴承调整、轴承间隙测量等。
1、接触度检查
轴承壳体与轴承座之间的均匀接触面积大于75%,各调整垫片与垫块之间以及调整垫片与瓦块之间的接触情况均匀接触面积大于75%,各可倾瓦块与相应的心轴匹配,均匀接触面积大于80%。如果轴承处于正确的位置,则沿径向线和轴线转动轴承约2到4度,这个运动应当一步一步地进行,每个方向只能一次移动一点点,避免快速移动,否则印痕反映不出实际的表面接触情况。
如果修复需要很大的工作量:粗修时,打磨比修刮工作效率高。打磨时应当很小心地进行以避免壳体几何变形,这一点很重要。可使用翼片砂轮来打磨球面壳体,推荐使用的砂轮粒度为160-180。精修时推荐使用刮刀。
2、可倾瓦轴承调整的主要步骤
(1)根据转子需要调整的数据计算出下半瓦块调整垫片需要调整的厚度量。例如:如果要抬高转子0.20mm,则必须把下半左右两块调整垫片更换成比原垫片厚0.20×0.7 = 0.14mm的垫片(通过加工备用垫片);如果要把转子右移0.20mm,则把右下垫片磨去0.20×0.7 = 0.14mm,同时再把左下调整垫片更换成比垫片厚0.14mm的垫片(通过加工备用垫片)。
(2)下半瓦块调整垫片的厚度改变后,为保证轴承间隙不变,应当相应地改变对角方位的上半瓦块调整垫片。例如,#3瓦块的调整垫片增厚0.14mm,则#1瓦块的调整垫片应相应地减薄0.14mm。

3、轴承间隙值的测量
对于固定瓦轴承可采用压铅丝或者塞尺进行测量,对于可倾瓦轴承可采用如下方法进行测量。先分别单独测量转子及轴承各零件的尺寸,并做好相应记录,具体步骤如下:
(1)测量转子轴颈直径:选择多个位置进行测量,取其平均值,与图纸设计值相比,应相符。
(2)测量轴瓦内径:轴瓦内径尺寸是由壳体内孔尺寸减去瓦块与垫块及其调整垫片的总厚度值得出。

①测量壳体内孔:壳体上下半用螺栓拼合,并按规定的力矩拧紧螺栓,然后测量分别测量#1、#3垫块处的内径以及#2、#4垫块处的内径。
②分别测量#1、#2、#3、#4瓦块与其垫块及调整垫片组合件的厚度。可将瓦块扣放于芯轴(芯轴直径大于或等于转子轴颈,小于或等于瓦块内径)上,用标准样块及靠表来测量。垫块外表为双圆柱面,因此测量时必须测到其最高点。
(3)根据测得数据计算轴承间隙,轴承间隙等于壳体内径减去瓦块组件厚度再减去转子轴颈。