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[转载]可倾瓦

(2011-12-26 13:02:57)
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分类: 电厂
学习
原文地址:可倾瓦作者:jk4z

又叫做米切尔式径向轴承

定义:由三块以上带支持点支撑的能自动调整油楔的可倾弧形瓦块组成的滑动轴承。
可倾瓦支持轴承通常由3~5个或更多个能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成,所以又叫活支多瓦形支持轴承,也叫摆动轴瓦式轴承。由于其瓦块能随着转速、载荷及轴承温度的不同而自由摆动,在轴颈周围形成多油楔。且各个油膜压力总是指向中心,具有较高的稳定性。其特点是:可避免油膜振荡,运转中具有良好的稳定性,可倾瓦之上瓦块出油侧外圆沉孔处装有减振弹簧将瓦块紧压于轴颈上,运转时可防止上瓦摆动。
大型机组为了防止汽轮机在低速下摩擦损坏,减小汽轮机的盘车功率,确保盘车时平稳运转,汽轮机均配有顶轴油系统,低压转子和发电机大轴的轴承由于承载较重故均配有顶轴油管路,而高、中压转子的轴承是可倾瓦式且承载较轻,故不配顶轴油装置。
注意:使用可倾瓦将产生非线性振动,与椭圆瓦产生的振动有较大区别,不要误诊。
 
   可倾瓦是滑动轴承中的一种液体动压轴承,由若干独立的能绕支点摆动的瓦块组成。按承受载荷的方向,可分为可倾瓦块径向轴承和可倾瓦块推力轴承。
   可倾瓦块径向轴承。轴承工作时,借助润滑油膜的流体动压力作用在瓦面和轴颈表面间形成承载油楔,它使两表面完全脱离接触。油楔进口和出口处的油膜厚度1和2之比称为间隙比,是影响瓦块承载能力的主要参数。与最大承载能力相应的间隙比称为最优间隙比,其值随瓦宽(瓦块的轴向尺寸)B和瓦长L之比而定,大约在2~3之间变化。瓦块支点的位置应偏于油楔的出口,其值由间隙比确定。当间隙比为2.2时,支点距瓦块的进油边约为 0.58L。随着轴承工作状况的变化,瓦面倾斜度和油膜厚度都会发生变化,但间隙比不变,始终保持设计状态。这是可倾瓦块轴承优于其他成型面多油楔轴承之处。
   可倾瓦块径向轴承的承载能力是各瓦块承载能力的向量和。因此,它比单油楔液体动压径向轴承的承载能力低,但回转精度高,稳定性能好,广泛用于高速轻载的机械中,如汽轮机和磨床等。瓦块数目一般为3~6。瓦块的布置方式有载荷正对相邻瓦块支点之间和载荷正对某一瓦块支点两种。若载荷相同,后者轴的偏心率较小;若承受载荷最大的瓦面最小油膜厚度相同,前者承载能力高、功耗小、温升低。  
   可倾瓦块推力轴承的承载能力是各瓦块承载能力之和。瓦块数目最少为 3块。对于瓦块数目较多的大型推力轴承,各瓦块间载荷的均衡十分重要。

可倾瓦轴承在汽轮机中的应用

张发柳

  青州造纸厂15万t浆板系统配套电站引进了一台奥地利AE&E SGP/WB及ELIN公司生产的20MW次高压汽轮发电机组。该汽轮机为抽汽背压式,带有一级冲动级和十三级反动级。额定参数为:6.0MPa、470℃、145t/h、6800r/min,经过一对人字齿轮减速箱减速为发电机转速1500r/min。该汽轮机前后轴承为可倾瓦结构,每个轴承有4个可摆动瓦块(图1)。目前我国使用的可倾瓦大都局限在进口的机组上,它的使用与维护对我们来说将是一个新的课题。

http://elec.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.articles/sbglywx/sbgl2000/0003/image3/t17.gif
1.垫铁及调整垫片
2.可倾瓦 3.转子
4.上、下瓦座(水平安装后旋转45°)
图1

  一、可倾瓦简介
  可倾瓦也就是可变式多油楔轴承。这种轴承由三个以上瓦块组成,有四块、五块、六块。每个瓦块可绕支点作微小的摆动,以适应合适的工作位置,使每个瓦块都能形成收敛的油楔,瓦块与轴颈形成的油楔可以在运行参数(负荷、速度、润滑油粘度等)改变的情况下,自动调整为合适的形状,由此不会产生失稳分力;瓦块位置能自动调整,使每个瓦块上产生的油膜力都通过支点和轴颈中心(图2),即总保持外载荷交于一点,这样就不会产生一个使轴颈涡动的切向分力。

http://elec.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.articles/sbglywx/sbgl2000/0003/image3/t17-2.gif
图2

  可倾瓦有最好的稳定性,还可以有较少的摩擦损失、较低的温升以及适中的负荷承受力,在汽轮机及重要的运转设备中将应用的越来越广泛。
  它的主要缺点是结构比较复杂,加工、安装方面比较麻烦。现以奥地利引进的汽轮机为例介绍如下。

  
二、可倾瓦的结构(图3)

http://elec.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.articles/sbglywx/sbgl2000/0003/image3/t18.gif
1.垫铁及调整垫片 2.可倾瓦 3.圆柱销
4.瓦座 5.螺钉 6.挡油圈 7.钢丝
图3

  该汽轮机的可倾瓦由四块组成,装在45°剖分的圆筒形瓦座内。两半瓦座4通过两个螺钉对角连接在一起,另外用两个圆柱销对角定位。瓦座外表面上均布有四组垫铁及调整垫片,通过增减调整垫片进行转子找中心。瓦座整体用瓦枕(图中未示出)压紧在轴承座内,通过垫片调整瓦枕和瓦座的紧力。可倾瓦块通过螺钉连接在瓦座4内,装配时螺钉的螺牙涂上Ioctite 242胶,防止松动。螺钉与瓦座为间隙配合,因此可倾瓦块和螺钉5一起能在瓦座内摆动一定的角度。四块可倾瓦中有一块处于最低位置用来支承转子。两组对半分开的挡油圈分别通过两个圆柱销连接在一起,并用一条弹簧钢丝保持为一体,挡油圈本身用圆柱销3固定,以防转动。瓦座上备有C、D两个接口,用于安装温度和振动传感器。该轴承的正常使用温度45~65℃,报警值100℃,跳闸120℃。


  
三、可倾瓦的使用与维护
  作为径向主轴承,可倾瓦主要承担转子重力及不平衡产生的离心力的负荷以及蒸汽参数变化所带来的负荷;确定转子的径向位置,以保证转子与定子同心;保证轴颈与轴承间有可靠的油膜润滑。由于可倾瓦结构较复杂,安装比较麻烦,因此可倾瓦的正常使用与维护就显得更加重要。
  由于整套汽轮发电机组使用同一种汽轮机油,因此对汽轮机油的选用,要求即满足变速箱高负荷及汽轮机高转速,又满足调速系统的可靠性。外方提出该机组使用的汽轮机油必须符合下列要求:
  运动粘度(40℃):41.1~50.6mm2/s
  粘度指数:≥95
  开口闪点:≥185℃
  空气释放值(50℃):≤5min
  破乳化时间:≤300s
  FZG(A/8,3/90):>10级
  由于可倾瓦为可摆动式瓦块,它的间隙不能象圆筒式与椭圆式轴承一样用压铅丝法来测量。它的测量采用以下两种方式:

  1.百分表测量法(图4)。在转子(靠近轴瓦)上安装一只百分表,在瓦座上也安装一只百分表,将转子慢慢抬高到瓦座上百分表指针刚好动为止,此时转子上百分表指针数即为轴承间隙。用这种方法测量可倾瓦间隙方法虽简单,但由于转子提升时不可能保证转子在中间位置,或多或少会偏离,这样百分表所显示的数字将稍大于实际间隙值δ,因此应将百分表测得的间隙值A除以系数f(1.1~1.2),即δ=A/f为可倾瓦的间隙。

http://elec.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.articles/sbglywx/sbgl2000/0003/image3/t18-2.gif
图4

  2.千分尺测量法(图1)。用内径千分尺量出瓦座内径D,用外径千分尺量出可倾瓦块厚度t以及转子直径d。则可倾瓦间隙δ:
  δ=D-2t-d
  用该方法测量可倾瓦间隙较麻烦,但数值较准确。测量时,瓦座内径D及转子直径d应测量两个以上位置。用千分尺测量瓦块时,应认真仔细,保持洁净。各瓦块厚度应均匀,偏差值不应大于0.03mm。
  可倾瓦紧力测量:在瓦座上安装一只百分表,然后上紧底座上瓦枕螺钉,此时百分表指针走过的读数即为轴承紧力。
  可倾瓦间隙与紧力的规定值为①前轴承:间隙0.30~0.345mm,紧力0.04mm;②后轴承:间隙0.26~0.305mm,紧力0.04mm。

 

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