汽轮机结构：第六节轴承

第六节轴承及轴承箱（座）一、概述（一）轴承的类型和作用汽轮机采用的轴承有推力轴承和支持轴承。支持轴承的作用：承担转子的重量和不平衡重量产生的离心力，并确定转子的径向位置，保证转子中心与汽缸中心一致，以保持转子与静止部分间正确的径向间隙。推力轴承的作用：承受蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，以保证通流部分动静间正确的轴向间隙。（二）轴承的工作条件1、概述汽轮机都是采用具有液体摩擦的滑动轴承。工作时，在轴颈和轴瓦之间形成油膜，建立起液体摩擦，以保证机组安全平稳地工作（即正常工作时，轴颈支承在油膜上，起润滑作用；还起冷却作用，带走摩擦产生的热量和转子传递的热量）。2、建立起液体摩擦的条件（1）两表面之间必须形成楔形间隙；（2）两表面之间充入足够的具有一定压力和粘性的润滑油；（3）两表面之间要有相对运动，且运动方向是使润滑油从楔形间隙的宽口流向窄口。（三）支持轴承的工作原理影响油膜厚度的因素：（1）机组转速：转速高，油膜后；反之则薄。（2）润滑油温度：温度低，油膜后；反之则薄。（3）轴承轴向长度：轴向长度长，油膜厚；反之则薄。（三）轴承的油膜振荡1、半速涡动和油膜振荡（1）轴颈在轴承内未失去稳定时的运动是单一运动——旋转；一旦失去稳定时其运动是涡动（轴颈不仅本身旋转而且整个轴颈又在旋转），而且是半速涡动（即涡动转速为汽轮机转速的一半）。（2）失稳转速：转子开始产生涡动时的转速（原因是：油膜产生的力和转子重量不在一条直线上，其合力分解成恢复力和失稳分力，当失稳分力大于恢复力时就会失去稳定）。（3）油膜振荡：在汽轮机的启动过程中，当转速升高到2倍第一阶临界转速后，半速涡动的频率正好和转子的第一阶临界转速重合，涡动被放大，振幅急剧增加的剧烈振动。（书上有另外一种描述方法）油膜振荡的特点——油膜振荡的惯性效应：一旦发生油膜振荡，随着转速的升高轴颈的涡动频率和振幅不再发生变化的现象。2、半速涡动和油膜振荡的危害油膜振荡的危害：一旦发生油膜振荡，会引起轴承油膜破裂、轴颈与轴瓦碰撞甚至损坏；还会激发转子共振，可能导致转轴损坏。半速涡动的危害：半速涡动时，虽然振幅不大，不会破坏油膜，但长期工作，会引起零件的松动和疲劳破坏。因此半速涡动和油膜振荡都应设法消除。3、半速涡动和油膜振荡的消除说明：刚性转子可能发生半速涡动，但不会发生油膜振荡。而大功率机组的挠性转子就可能发生油膜振荡，为此只要将转子的失稳转速提高到额定转速之上，即可避免发生油膜振荡。半速涡动的消除是通过提高转子的失稳转速也就是提高轴颈的稳定性来实现的（减小轴颈在轴承内的径向移动位移，失稳分力就小，越稳定）。油膜振荡的防止和消除基本方法：提高转子的第一阶临界转速和失稳转速。具体措施：（1）增加轴承比压；（2）增大轴瓦工作弧段的椭圆度；（3）在下瓦适当位置开泄油槽，降低油楔压力；（4）提高润滑油的温度；（5）减小轴瓦顶部间隙，增大上瓦乌金宽度；（6）采用稳定性好的轴瓦。防止油膜振荡最好的轴承——可倾瓦轴承。现今很多轴承设计时的失稳转速都高于工作转速，因此启动过程中一般不会发生油膜振荡。二、支持轴承1、固定式圆筒形轴承1-轴瓦；2-调整垫块；3-垫片；4-节流孔板；5-油挡；6-进油口；7-锁饼；8-连接螺栓2、自位式圆筒形轴承1-温度计插孔；2-挡油环；3-轴瓦缺口槽；4-轴承体；5-轴瓦槽道；6-轴瓦；7-支持垫块；8-垫片；9-进油口自位式圆筒型轴承（国产引进型300MW汽轮机低压缸后轴承）1-上轴承体；2-下轴承体；3-轴承合金；4、11-六角埋头螺栓；5-轴承安装销；6-轴承调整块；7、8、9-调整垫片；10-定位销；12-轴承调整块用螺钉3、椭圆型轴承原理4、三油楔轴承1-调整垫铁；2-节流孔；3-带孔调整垫铁；4-轴瓦体；5-内六角螺钉；6-止动垫铁；7-高压油顶轴进油5、可倾瓦轴承原理可倾瓦轴承（国产引进型300MW汽轮机高、中压缸前轴承）1-轴瓦；2-轴承体；3、8-轴承体定位销；4-定位销；5-垫片；6-自位垫块；7-内垫片；9-螺塞；10-轴承盖螺栓；11-弹簧；12、14-挡油板；13-轴承盖；15-螺栓；16-挡油环限位销；17-油封环；18-油封环销可倾瓦轴承（国产引进型300MW汽轮机高、中压缸后轴承）1-轴承体；2-轴瓦；3、4-浮动油挡支持板；5-浮动油挡；6、8-内外垫片；7-衬垫；9-埋头六角螺栓；10-临时固定用螺栓；11-平行销；12-防转销；13、15-轴承调整块；14、16-调整垫片；17-六角螺栓三、推力轴承单个推力轴承；支持-推力联合轴承：各自位于一侧；推力轴承在两侧，支持轴承在中间。1、密切尔型推力轴承（a）固定式；（b）摆动式2、国产300MW汽轮机推力轴承3、国产引进型300MW汽轮机推力轴承1-瓦块；2-调整块调整螺钉；3、8-调整块；4-瓦块托架；5-支承环；6、12-垫片；7、13-油封环；9-定位销；10-支承环键；11-支承环键螺钉；14-轴承壳体4、东汽300MW汽轮机推力轴承四、轴承箱（座）北仑电厂2号汽轮机前轴承箱1-前轴承箱；2-盘车装置；3-测速发电机；4-1号轴承；5-轴承箱主台板；6-顶起螺栓；7-轴承箱副台板；8-齿形联轴器；9-减速齿轮；10-主油泵；11-盘车电动机；12-测速发信器齿轮北仑电厂2号汽轮机中轴承箱复习思考题：1、汽轮机上采用的轴承有哪些类型？他们的作用是什么？2、熟悉轴承的工作原理和建立液体摩擦的条件，影响油膜厚度的因素。3、什么是油膜振荡？它的危害怎样？消除的基本方法和措施分别是什么？4、了解轴承的结构。