汽轮机轴承

轴承
汽轮机的轴承包括主轴承（支持轴承）和推力轴承。

它们的作用、构造各不相同，下面予以说明。

一、主轴承
1、主轴承的作用：
（1）承受转子的重力及由于部分进汽、振动等原因而引起的其它附加力；
（2）保持转子转动中心与汽缸中心一致，从而保证转子与汽缸、汽封、隔板等静止部分的径间隙正确。

2、主轴承的润滑原理：
汽轮机轴承是在很高的转速（指轴瓦和轴颈相对速度很高）和很大的单位面积负荷下工作的。

因此，轴承必须安全可靠和摩擦小。

一般汽轮机轴承都采用循环供油方式，以保证连续不断的供给压力、温度合乎要求的润滑油。

向轴承供油的目的是：
（1）润滑轴瓦，在轴颈与轴瓦间形成油膜，避免金属直接摩擦；
（2）冷却油颈，带走轴瓦工作时产生的热量；
（3）冷却齿轮装置中的齿面接触部分。

1、轴承的构造：
主轴承主要由轴承座、轴承盖、上下两半轴瓦、挡油环（油挡）和其它附件等组成。

轴承座：
它是用来放置轴瓦的，可以与汽缸铸在一起，也可以单独铸成而支持在机座上。

转子加给轴承的作用力最终都要通过它直接或间接地传给机座和基础。

轴承盖：
它盖在轴瓦上，并与轴瓦保持一定的紧力（通常为0.05～0.10毫米），以防止轴承跳动。

轴承盖用螺栓紧固在轴承座上。

轴瓦：
它用来直接支承轴颈。

为了装卸方便，它总是制成上下两半，并用螺栓连接在一起。

轴瓦内圆表面浇有乌金，它具有质软、熔点低和良好的耐热性能。

轴瓦在轴承中的放置方式有两种：
一种是轴瓦固定不动，这种轴瓦叫圆筒型轴瓦；另一种是活动的，这种轴瓦外部具有一个球面，它可以在运行中随着转子的挠度的变化自动调整轴瓦位置，使轴瓦沿整个长度方向受力均匀，虽然球面轴瓦的优点较多，但因造价高、调整维护困难，所以，一般小型汽轮机只在推力轴承和前轴承的联合轴承上采用它。

二、推力轴承
1.推力轴承的作用：
它用来承受转子的轴向推力；确定转子在汽缸中的轴向位置，也就是确定叶片与喷嘴之间轴封的动静部分之间以及叶轮与隔板之间的轴向间隙。

转子上的轴向推力来自：
（1）蒸汽作用在各级叶片上的轴向分力；
（2）转子各叶轮及动叶片上前后的压力差所产生的轴向推力；
（3）由于转子的挠度不同而产生的转子重力沿轴向的分力。

2.推力轴承的润滑原理：
目前汽轮机的推力轴承都是采用扇形瓦片式，它的支点不在扇形瓦片中间（或者把扇形瓦片制成瓦圈，瓦片与瓦圈之间只有一部分连接，其他部分为一开口槽），每一推力轴承是由8～10块扇形瓦片组成。

三、轴承在运行中应注意的问题
主轴承和推力轴承能否正常工作，除了决定于它们的制造、安装和检修等质量是否合乎要求外，还决定于汽轮机工作情况的变化和供油设备能否良好地供油，具体地说，即：
在制造、安装、检修等方面，主要应注意乌金的浇铸质量必须合格，乌金不应有脱落、裂纹、砂眼等缺陷，乌金中不能有铁屑、砂粒；轴承安装间隙和紧力等应符合要求，中心保持正确。

运行方面应注意的主要是：
监视轴瓦温度、润滑油温度以及供油设备的工作是否正常，轴承的振动是否过大和有无异音等。

对主轴承和推力轴承在运行中可能发生的故障分析如下：
1.主轴承故障：
（1）润滑油量不足或xx：
这将会引起轴承油温升高，严重时会造成轴瓦乌金的熔化。

其主要起因是：
主油泵损坏（内部间隙变化，发生严重磨损）；带动主油泵的传动部分损坏（传动部分的蜗母轮、齿轮磨损）；各轴承的压力进油管路及连接法兰漏油或破裂，油管路堵塞；油箱中油位过低，使主油泵吸油量不足或吸不上油来。

（2）润滑油不清洁，油内有砂粒、杂质，带入轴瓦后使油膜破坏。

这时轴瓦和油的温度升高，甚至可能造成轴瓦乌金熔化。

（3）轴瓦振动过大，引起乌金脱落和裂纹，破坏油膜。

（4）冷油器冷却水中断，进入轴承的油温过高，油的粘度下降很多，而且轴颈的热量不能被带走，在轴瓦内不能形成油膜。

（5）润滑油中有水，使轴承中油膜破坏。

润滑油中水的主要来源是：
装在油箱上的汽动油泵轴封漏汽，轴端轴封间隙过大，漏汽窜入轴承中，流经冷油器的冷却水压力如大于油压，则当铜管漏泄时，冷却水将漏入油中。

（6）在运行时由于轴承外壳的过度热变形，造成转子轴颈与轴瓦的接触面受力不均匀，致使轴瓦沿长度方向不能全面地与轴颈接触。

结果引起乌金部分磨损和轴承发热。

这种情况在圆筒形轴瓦上比球面支承的轴瓦上较容易出现。

2.推力轴承的故障：
推力轴承的故障，主要是推力瓦片乌金局部或全部熔化。

如果这时不及时去掉汽轮机的负荷并停机，则推力轴承事故常常会扩大，引起通汽部分机件的严重损坏。

造成推力轴承损坏的原因有：
（1）轴向推力增加，使推力轴承过负荷，将推力瓦片的乌金熔化。

轴向推力增加的原因很多，主要有：
a．汽轮机发生水冲击，大量的水珠被蒸汽带入汽轮机，水珠对叶片的冲击使轴向推力增大很多倍，另外由于水珠的流动速度慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大的压力差，使轴向推力增加；
b．汽轮机内隔板轴封间隙增大、轴封磨损或轴封片后的压紧弹簧失效，增大了叶轮前后的压力差，致使轴向推力增加；
c．汽轮机内隔板的结合面间隙增大；
d．动叶片结垢，蒸汽流通面积减小，叶轮前后压力差增大；
e．新蒸汽温度急剧下降时，转子收缩快于汽缸，由于联轴器（靠背轮）有对转子移动时的制动作用力，故这时推力轴承上承受的轴向推力增加。

（2）润滑系统的缺陷：
a．进入推力轴承的润滑油中有杂质（如砂子、线头等），会破坏油膜并磨损推力轴瓦或推力盘；
b．油质不良，油中有水，引起油膜破坏；
c．轴承进油口的孔板堵塞或油管堵塞，使轴承供油中断；
d．冷油器工作失常，轴承进油温度过高；
e．检修质量不良：
运行中乌金脱落、裂纹或有关部件松动，使推力瓦片与推力盘间的间隙发生变化，以及推力轴承内个别部件变形等，均将造成推力瓦片乌金磨损、熔化。

主轴承和推力轴承故障在运行中的预防措施：
（1）运行中不断的监视供油设备（主油泵、辅助油泵、冷油器、减压阀、溢流阀、油箱、注油器等）的工作情况是否正常。

这些设备的工作情况，主要是根据进油油压和油温来判断的，如发现异常应立即采取相应的处理措施。

（2）不断地监视轴承温度，如发现轴承温度变化，必须查明原因并予以消除。

推力轴承地温度更应重视，其温度即使有少许的上升也有可能是乌金发生了严重的磨损，有时甚至推力轴承温度只上升1～2℃，乌金就已经磨损得很多了，若温度上升8～15℃，则不仅乌金已经熔化，而且推力瓦片本身也已磨损的非常厉害了。

（3）定时测量轴承的振动值和转子的轴向位移，并注意汽轮机各监视段的压力变化情况，如发现异常，应立即进行分析，查明原因，果断处理。