项目4_任务4.8轴承.ppt

授课教师：孙为民项目四汽轮机结构任务4.8轴承

支持轴承的作用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、静部分间正确的轴向间隙。汽轮机轴承的两种类型推力轴承支持轴承支持轴承的作用推力轴承的作用

汽轮机转子重量及轴向推力都很大，且转子的转速很高，轴承在高速重载条件下工作。因此，汽轮机轴承都采用液体摩擦的滑动轴承。工作时，在轴颈和轴瓦之间形成油膜，建立液体摩擦，以保证机组安全平稳地工作。

第一部分PARTONE滑动轴承的工作原理第二部分PARTTWO轴承的油膜振荡CONTENTS目录

滑动轴承的工作原理第一部分

滑动轴承的工作原理6以圆筒形轴承为例分析滑动支持轴承的工作原理，如图（a）所示。轴瓦内圆直径略大于轴颈外径，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，在图中右侧间隙中，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，润滑油便聚积在狭窄的楔形间隙中而使油压升高。图（a）

滑动轴承的工作原理7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。

滑动轴承的工作原理8润滑油粘性越大、轴颈转速越高，楔形间隙内的油压越高，轴颈被抬得越高，轴颈中心处在较高的偏心位置。当转速为无穷大时，理论上轴颈中心便与轴瓦中心重合。因此，随着转速的不同，轴颈中心的位置也不同，其轨迹近似为一半圆曲线，如图（b）所示。显然，

滑动轴承的工作原理9油楔中的压力分布如图（b）、（c）所示。楔形间隙进口处油压最低，然后随间隙减小而逐渐增大，经过最大值后又逐渐减小，在间隙出口处降至最低。即沿轴承的长度方向，润滑油从轴承的两端排出，所以中间的油压最高，往两端逐渐降低。在径向，在轴向，

滑动轴承的工作原理10图中还表示了不同l/d（l为轴承长度，d为轴颈直径）时的油压分布。对于同一轴承，在其他条件相同的情况下，轴承的长度越长，则产生的油压越大，承载能力就越大。但是轴承太长，轴颈被抬起过高，将影响其工作的稳定性，且不利于轴承的冷却，同时还会增加机组的轴向长度。由图可知，因此必须合理选择轴承尺寸

滑动轴承的工作原理11由以上分析可知，要在有载荷作用的两表面间建立建立液体摩擦，必须具备以下条件：两表面间构成楔形间隙；两表面之间有足够的具有合适粘度的润滑油；两表面间要有相对运动，且运动方向是使润滑油从楔形间隙的宽口流向窄口。1）2）3）

轴承的油膜振荡第二部分

轴承的油膜振荡13油膜振荡现象1滑动轴承工作时，油膜反过来激励轴颈，使轴颈产生强烈振动，这种现象即为油膜振荡。轴颈支承在油膜上高速旋转，在一定条件下，

轴承的油膜振荡14一个转子柔性大、载荷较轻的轴承，当转子转速从零逐渐增加时，轴颈中心的运动情况如图所示当转速由零逐渐升高时，起初没有振动，只是随着不同的转速轴颈中心处于不同的偏心位置。当转速升高到A点时，轴颈开始出现振动，但振幅较小，振动频率约为A点转速的一半。转速继续升高时，振幅基本不变，振动频率随之增加，总是约等于当时转速的一半。

轴承的油膜振荡15一个转子柔性大、载荷较轻的轴承，当转子转速从零逐渐增加时，轴颈中心的运动情况当转速升高到Ａ1点时，达到转子第一临界转速ωc1，此时振动加剧，振幅突然增加，振动频率等于ωc1。超过第一临界转速后，振动迅速减弱，频率也恢复为当时转速的一半。当转速继续升高到A2点达到第一临界转速的两倍时，振动又加剧，频率等于此时转速的一半，即等于ωc1。此后转速继续升高，振幅不再减小，频率保持等于第一临界转速不变。

轴承的油膜振荡16在以上的过程中，转速升高到A点对应的值时，轴颈开始失去稳定，因此A点对应的转速称为失稳转速；A点至A2点间，轴颈中心发生频率等于当时转速一半的小振动，称为半速涡动；A2点以后，轴颈中心发生频率等于转子第一临界转速的大振动，称为油膜振荡。当油膜振荡发生后，在较大的转速范围内，涡动频率将保持等于第一临界转速，振幅也始终保持在共振状态下的大振幅，这种现象称为油膜振荡的惯性效应。失稳转速半速涡动油膜振荡油膜振荡的惯性效应因此，油膜振荡不能用提高转速的方法来消除

轴承的油膜振荡17产生油膜振荡的原因2由轴承的工作原理可知，在一定载荷和转速下，轴颈中心处于某一偏心位置Ο而达到平衡状态，如图所示。此时油膜对轴颈的作用力pg与轴颈上的载荷p大小相等、方向相反且作用于同一直线