汽輪機(jī)可傾瓦軸承的常見(jiàn)故障與處理

薛曉勇+王守柱

摘 要：本文首先對(duì)影響可傾瓦性能的主要因素進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，了解汽輪機(jī)可傾瓦軸承使用性能收到的影響，重點(diǎn)分析汽輪機(jī)可傾瓦軸承的故障機(jī)理，在此基礎(chǔ)上深入研究如何對(duì)汽輪機(jī)可傾瓦軸承的故障進(jìn)行處理，希望通過(guò)本文的研究能夠更加全面的掌握關(guān)于汽輪機(jī)可傾瓦軸承故障機(jī)性能的基本情況和故障機(jī)理，同時(shí)也為后期更好的處理可傾瓦軸承的故障提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；可傾瓦軸承；故障機(jī)理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.172

1 引言

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)電力行業(yè)的水平也不斷提高，技術(shù)含量逐漸提升，一些先進(jìn)技術(shù)逐漸在電力行業(yè)內(nèi)推廣使用。在電力發(fā)電過(guò)程中需要保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，由于可傾瓦軸承是由多塊合金組成的，每一塊能夠自由擺動(dòng)，從而始終形成最佳的油楔，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高速穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此也被廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)中。但是在實(shí)際工作中，可傾瓦軸承的會(huì)受到載荷、環(huán)境凳各方面因素的影響，容易出現(xiàn)各種故障，影響可傾瓦軸承性能的發(fā)揮，進(jìn)而對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電的效果產(chǎn)生影響，因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對(duì)于汽輪機(jī)可傾瓦軸承常見(jiàn)故障的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠更加全面的掌握影響汽輪機(jī)可傾瓦軸承使用性能的各種因素以及可傾瓦軸承的故障機(jī)理，從而對(duì)汽輪機(jī)可傾瓦軸承出現(xiàn)的各種故障進(jìn)行針對(duì)性的處理，提高可傾瓦軸承的使用性能，進(jìn)而保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

2 影響可傾瓦性能的主要因素

可傾瓦軸承是一種比較特殊的徑向軸承，能夠承擔(dān)來(lái)自軸承轉(zhuǎn)子的重力、轉(zhuǎn)動(dòng)中的不平衡導(dǎo)致的離心力負(fù)荷以及煙氣變化導(dǎo)致的負(fù)荷，而且能夠?qū)D(zhuǎn)子的徑向位置進(jìn)行固定，從而有效保證可傾瓦軸承的轉(zhuǎn)子和定子能夠保持固定的同心度。可傾瓦軸承的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不容易安裝檢修，生產(chǎn)制造的成本也比較高，所以在平時(shí)的使用中必須做好可傾瓦的養(yǎng)護(hù)，因此要充分了解影響可傾瓦性能的各種因素。

2.1 可傾瓦寬徑比

可傾瓦的寬徑比指的是軸承的寬度L與軸承的軸向直徑d之間的比值。L/d的比值與軸承的承載能力和軸承工作中的溫度有密切的關(guān)系，寬徑比越大，軸承的承載能力就越大，表示軸承能承擔(dān)更多的負(fù)荷；但是隨著L/d比值的升高，潤(rùn)滑油從軸端流走的難度就更大，這就容易導(dǎo)致軸承出現(xiàn)超高溫現(xiàn)象，加劇軸承的磨損，使得軸承出現(xiàn)疲勞破壞。一般情況下可將L/d的比例控制在0.3到1.5左右的范圍內(nèi)。

2.2 負(fù)荷

軸承的主要作用就是承擔(dān)來(lái)自軸上的各種負(fù)荷，當(dāng)軸上的負(fù)荷比較大時(shí)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中就不容易形成油膜，同時(shí)溫度也會(huì)逐漸升高，而且會(huì)導(dǎo)致軸承的摩擦功耗以及泄流量增加。如果負(fù)荷過(guò)大，嚴(yán)重超出合理的承載范圍就會(huì)導(dǎo)致軸承燒瓦。

2.3 轉(zhuǎn)速

可傾瓦軸承的轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)軸承的潤(rùn)滑效果產(chǎn)生影響，速度越高，帶出的潤(rùn)滑油也就越多，進(jìn)而就可以承受更大的負(fù)荷。但是轉(zhuǎn)速的升高也會(huì)導(dǎo)致溫度的增高。

3 汽輪機(jī)可傾瓦軸承的故障機(jī)理

汽輪機(jī)在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種類型的故障，但是導(dǎo)致這些故障的原因多種多樣，只有研究清楚這些故障機(jī)才能更好的對(duì)故障進(jìn)行處理，進(jìn)而有效保障可傾瓦軸承的正常工作。可傾瓦軸承常見(jiàn)故障的故障機(jī)理具體情況如下：

3.1 刮傷和磨損

在可傾瓦軸承工作過(guò)程中，會(huì)有許多小顆粒混入潤(rùn)滑液與軸承一起工作，就會(huì)在軸承的表面出現(xiàn)線狀的刮痕，如果顆粒較硬，尺寸比較大，就容易進(jìn)入瓦塊摩擦面，甚至直接嵌入瓦塊的表面，在顆粒脫落的時(shí)候也會(huì)再次造成刮傷。當(dāng)接觸應(yīng)力比較小時(shí)，這種刮傷會(huì)使得軸承的摩擦副變得粗糙，軸承內(nèi)油膜的承載能力也會(huì)受損，進(jìn)而又會(huì)加劇摩擦，形成新的刮傷，進(jìn)入軸承損傷的惡性循環(huán)。當(dāng)接觸應(yīng)力比較大時(shí)，甚至?xí)燔囕S頸和瓦塊的磨損，使得尺寸形狀變化，精度降低，軸承的整體性能嚴(yán)重降低。而且當(dāng)軸承內(nèi)的油膜出現(xiàn)破裂時(shí)，軸頸的輪廓峰也會(huì)對(duì)軸承造成刮傷，形成線狀刮傷。

3.2 膠合

當(dāng)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油膜破裂時(shí)，軸頸與軸瓦會(huì)直接接觸，摩擦增加，進(jìn)而導(dǎo)致溫度升高。高溫條件下，軸瓦和軸頸會(huì)出現(xiàn)不同程度的熱變形，兩者之間的接觸面積會(huì)更大，進(jìn)而使得摩擦更加嚴(yán)重。當(dāng)溫度逐漸升高，達(dá)到軸瓦的金屬熔點(diǎn)時(shí)，軸瓦會(huì)逐漸出現(xiàn)軟化流動(dòng)，與軸頸黏焊在一起，形成“抱軸”。而對(duì)于特殊的潤(rùn)滑軸承，其工作性能很大程度上受到軸承間隙的影響，如果間隙過(guò)于小，就會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油流動(dòng)造成影響，熱量無(wú)法正常揮發(fā)，軸承溫度會(huì)更高，膠合現(xiàn)象也會(huì)更嚴(yán)重。

3.3 疲勞剝落

正常情況下，滑動(dòng)軸承承受的交變負(fù)荷會(huì)通過(guò)軸承內(nèi)的油膜逐漸傳遞到工作面，而相應(yīng)的應(yīng)力會(huì)受到潤(rùn)滑油膜壓力變化的影響，長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)力作用會(huì)導(dǎo)致軸承表面出現(xiàn)裂紋，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，這種裂紋會(huì)逐漸擴(kuò)展，最終出現(xiàn)疲勞失效。在膠合現(xiàn)象和疲勞裂紋的綜合作用下，軸承會(huì)逐漸出現(xiàn)撕裂，形成剝離，熱應(yīng)力越大，剝離越嚴(yán)重。

4 汽輪機(jī)可傾瓦軸承的故障處理

（1）對(duì)于出現(xiàn)故障的可傾瓦軸承，首先要對(duì)其軸瓦尺寸進(jìn)行測(cè)量，判斷磨損情況以及位置是否偏移，然后根據(jù)具體尺寸進(jìn)行配瓦。如果在檢修過(guò)程中出現(xiàn)墊鐵接觸不好的情況，要對(duì)其進(jìn)行刮研，并根據(jù)軸心位置進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于膠合、磨損比較嚴(yán)重的可傾瓦軸承要及時(shí)進(jìn)行更替，避免影響正常使用。（2）除了對(duì)可傾瓦軸承自身進(jìn)行刮研修正之外，還要對(duì)軸承的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行調(diào)整，選擇最合適的寬徑比，這樣才能保證軸承的高效工作，同時(shí)能夠降低可傾瓦軸承出現(xiàn)故障的可能，避免在后期的使用中再次出現(xiàn)故障，影響使用。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析可知，可傾瓦軸承的使用對(duì)于汽輪機(jī)的高效工作具有重要的意義。在可傾瓦軸承工作中會(huì)受到寬徑比、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等各方面因素的影響，容易出現(xiàn)膠合、剝落、刮傷等各種類型的故障，影響軸承的正常使用。通過(guò)本文提出的幾項(xiàng)措施能夠有效解決可傾瓦軸承出現(xiàn)的故障，保證可傾瓦軸承的正常使用，進(jìn)而保障汽輪機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。未來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，電力供應(yīng)的需求也將不斷增加，汽輪機(jī)對(duì)于可傾瓦軸承的要求也會(huì)不斷提高，在可傾瓦軸承使用過(guò)程中也會(huì)遇到更多更復(fù)雜的問(wèn)題，這就需要汽輪機(jī)工作人員不斷加強(qiáng)對(duì)于可傾瓦軸承應(yīng)用的研究，更好的發(fā)揮可傾瓦軸承的作用。

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