可倾瓦推力轴承惰转过程的最小膜厚预测方法

为建立可倾瓦推力轴承惰转过程中最小油膜厚度的预测方法,依据核主泵推力轴承的实际工作情况,基于雷诺方程的自编程序,分别进行热态和冷态下主、副轴瓦润滑性能参数的计算与数值模拟分析,提出可倾瓦推力轴承的最小油膜厚度的理论拟合公式,并对最小膜厚的计算值和拟合值进行对比和分析。结果表明:随着转速降低,主轴瓦的最小膜厚单调减小,副轴瓦的最小膜厚先增加后减小;主、副轴瓦最小膜厚的计算值可以和拟合值较好地对应,验证了理论拟合公式的可靠性。提出的理论拟合公式可以通过额定转速下的最小膜厚计算结果预测多种工作条件下的最小油膜厚度,为主泵惰转的安全性提供重要参考。

碟簧支承高速圆瓦推力轴承性能分析及标高误差影响研究

针对立式干气密封氦气压缩机轴系用高速圆瓦推力轴承承载性能问题,建立碟形弹簧支承推力轴承的润滑性能计算模型和搅拌功耗计算公式,分析圆形瓦推力轴承随转速、载荷的性能变化规律及标高误差对轴承润滑性能和支承碟形弹簧性能的影响。研究表明:轴承搅拌功耗与摩擦功耗的比值随转速和载荷的增大分别增大和减小,最高转速下搅拌功耗是摩擦功耗的两倍以上;弹性自适应调节技术可以有效改善瓦块标高误差对轴承承载平面度的影响,但各瓦标高误差越大,各瓦润滑性能及碟形弹簧积累的变形能差异也越大。因此,对于高速立式转子系统,推力轴承设计必须考虑搅拌功耗对轴承温升的影响,同时需要进一步研究标高误差对转子高速稳定性的影响。

推力轴承隔振结构优化及振动特性试验研究

[目的]针对推力轴承隔振结构设计中侧向接触带来的能量泄露问题,开展隔振结构改进优化和振动特性的试验研究。[方法]首先,从隔振结构承载和振动传递角度对侧向接触问题进行机理研究和关键参数分析,提出推力轴承隔振结构的改进设计思路;然后,设计变载荷质量-刚度系统激振试验台,研究和分析改进的隔振结构对振动传递特性的改善以及隔振推力轴承应用后轴系纵向振动控制的效果。[结果]结果表明,所提双弹簧、双直线滚动轴承对称布置方案明显改善了隔振结构侧向接触阻尼问题,改进后的隔振结构振动特性曲线基本接近于纯弹簧的相应曲线。[结论]研究提出的隔振结构优化设计思路可为隔振推力轴承优化改进设计提供重要参考。

320 MW汽轮机金斯伯利型推力轴承替代米切尔型推力轴承可行性分析

在汽轮机的运行中推力轴承起到了平衡轴向推力的作用,保证了动静叶栅之间的间隙,防止了动静叶栅发生碰磨.在实际生产过程中,推力轴承温度高、磨损的情况也时有发生.针对某电厂8号机推力轴承瓦块温度高的问题,通过解体分析,判断主要是由于各推力瓦块载荷相差大、推力轴承自我调节能力差引起的瓦块温度高,采取了将米切尔型推力轴承更换为金斯伯利型推力轴承的方案,在更换推力轴承型式后,推力轴承瓦块温度高的问题得到了有效的改善,保证了机组的安全稳定运行.

推力轴承对水轮发电机组轴系横向振动特性的影响

建立包含3个导轴承与1个推力轴承联合支承的某300 MW水轮发电机组轴系有限元模型,应用有限元方法研究了推力轴承对轴系横向振动的影响,计算分析了推力轴承弯曲刚度和轴向刚度对轴系横向振动的影响,并研究了发电机转子不平衡量与相位差对轴系振动的影响。结果表明:与不考虑推力轴承相比,考虑推力轴承弯曲刚度时,机组轴系在额定转速下一~三阶固有频率依次增大5.35%、1.89%和1.56%;机组在额定转速下运行,当发电机转子处不平衡量为100 kg·m且相位差为180°时,若弯曲刚度取8.2×106 N/m,下导轴承、上导轴承、推力轴承与集电装置处横向振幅分别降低约17.44%、6.72%、17.04%和28.76%,当不平衡量为100 kg·m且相位差为0°时,若考虑弯曲刚度,各部件横向振幅依次降低约3.31%、2.78%、9.46%和15.01%。

船舶推进轴系推力轴承的热弹流润滑特性分析

针对船舶轴系的工作特点,为研究流、固、热耦合作用下驱动轴系可倾瓦推力轴承的润滑特性,本文进行了润滑性能分析模型的建立和性能分析。在对轴承进行基本润滑性能分析的基础之上,增加了考虑热弹变形的推力轴承润滑性能的计算功能。对船舶推进轴系推力轴承进行了考虑热弹变形的推力轴承基本润滑特性分析和瓦块不同参数下的推力轴承热弹变形特性分析。研究结果表明:在相同载荷之下,轴承的变形量随着瓦块厚度的增加而减小;在相同瓦块厚度下,轴承的变形量随着轴承载荷的增加而增大。轻载下轴承的弹性变形小于热变形,且随着瓦块厚度的增加弹性变形减小明显;重载下轴承的弹性变形和热变形均明显大于轻载时,且随着瓦块厚度的增加弹性变形减小明显。

螺杆泵斜-平面固定瓦推力轴承润滑特性分析

为了提升润滑油系统可靠性,避免轴承磨损,采用CFD分析螺杆泵斜-平面固定瓦推力轴承的润滑特性。计算该螺杆泵螺杆轴向力,得到油膜承载力数值范围;采用有限差分法得到油膜压力分布与厚度分布,采用有限体积法仿真分析不同油膜厚度、不同进油温度时轴承的压力场。仿真结果表明:温度通过影响润滑油黏度对轴承压载产生影响,当油膜厚度固定时,进油温度越低,润滑油黏度越大,轴承所受压载越大;当进油温度一定时,油膜厚度降低,则承载能力增加。因此,在低温启动滑油泵时,油膜由薄变厚平衡螺杆轴向力的过程中,轴承压载可能会超过许用压载,从而导致轴承磨损。

轴线倾斜条件下核电站推力轴承润滑特性分析

作为核主泵承担轴向负载的关键部件,推力轴承的润滑性能关系到核电站的安全生产。由于制造、安装等因素,推力轴承在实际工作时可能发生轴线倾斜,影响油膜温度差场和压力场分布。本文选用油作为润滑剂,建立推力轴承间隙内的油膜三维物理模型,利用FLUENT软件开展数值计算,对倾斜界面推力轴承间隙油膜的温度、压力进行数值模拟。结果表明,轴线倾斜造成膜厚分布不均,轴向上速度梯度发生改变,造成油膜温度、压力的变化。当倾斜程度从0°变化至0.02°时,推力轴承最高温度、压力的变化幅度为100%~155%和100%~155%,轴承油膜最高温度处的动力黏度为平行时的82.79%。研究结果对推力轴承在工程实际中的设计与使用具有一定的参考价值。

大型抽水蓄能机组推力轴承油雾问题研究

大型抽水蓄能机组普遍存在着或多或少的轴承油雾问题。油雾问题给机组的安全稳定运行构成潜在的威胁并影响电站的环境指标。本文针对轴承油雾问题从油雾形成机理、油雾密封及油雾处理进行试验研究,提出了解决油雾问题的有效措施,研究表明:改进轴承结构、恰当控制油位,合理布局油槽结构,配置油档、气封和油雾分离器并设置好参数,可有效解决油雾问题。本研究成果可为抽水蓄能机组设计及电站实际油雾问题解决提供方案和借鉴。

潜水泵用水润滑推力轴承润滑性能研究

以潜水泵用可倾瓦推力轴承为研究对象,基于计算流体力学,建立不同的水润滑轴承模型,在不同尺寸、长宽比、转速、载荷和材料等条件下,对推力瓦块进行仿真分析。并通过比较压力分布、膜厚和承载能力等结果优化几何参数。结果表明:扇形瓦块的面积使用率较高,可提供更高的承载能力;水膜厚度会随承载力的增加而减小;当轴承转速和瓦块张角一定,且瓦块长宽比为1.2时,轴承的承载力最高;材料硬度和轴承的承载力呈正相关。

丹江电厂水轮发电机组推力轴承油雾外溢分析与改造

丹江电厂水轮发电机组推力轴承油雾外溢现象严重,给机组安全运行带来了隐患,本文主要针对丹江电厂推力轴承油雾产生、外溢的原因进行了分析、提出了相应处理方案,并在6号水轮发电机组A级检修中实施,且取得了较好的效果,希望能给有相同需求的单位提供一点借鉴及参考。

百万千瓦水轮发电机组推力轴承润滑油膜承载性能计算及分析

良好润滑、承载性能是水轮发电机组推力轴承正常工作的基础。结合白鹤滩水电站1 000 MW立轴混流式水轮发电机组,利用流体动力润滑理论及流体力学中的雷诺方程,对推力轴承润滑油膜建立数学模型,经无量纲化处理,对推力瓦面进行网格划分并采用有限差分法对方程进行数值求解,最后结合推力瓦结构尺寸及运行参数等基本数据,计算出机组稳态工况时推力轴承油膜中的压力分布规律。为机组运行维护阶段的故障诊断分析,提供了重要的参考数据。

大型水轮发电机组推力轴承瓦温升高综合分析法

针对水轮发电机组推力轴承瓦温高的问题,根据水轮发电机组推力轴承结构和冷却原理,将推力轴承工作时的热交换划分为热源、热传递和冷却源3个环节,从3个环节逐步展开原因分析,并给出相应解决思路。针对轴承瓦温高,在热源分析环节,提出振摆增大、推力瓦受力不均、油质恶化和推力瓦支撑结构设计不合理等4个原因;在热传递环节,提出推导油冷器油循环流量低、冷却水流量低、推力油槽油位降低、推力油槽油流路径不畅和推导油冷器冷却效果变差等5个原因;在冷却源环节,提出冷却水水温升高这一原因。根据分析方法,成功地解决了实际问题,可为同类型问题的解决提供参考和借鉴。

工况参数对核主泵水润滑推力轴承润滑性能和热弹变形的影响

针对第三代核电主泵水润滑轴承的工作特点,建立考虑热弹变形的推力轴承润滑性能的计算模型,研究推力轴承流、固、热耦合作用下的热弹流润滑特性,分析转速、载荷和瓦块弹性模量变化对水润滑推力轴承润滑性能和热弹变形的影响,计算的性能参数包括最小膜厚、最高温度、最大热变形和最大弹性变形。研究结果表明:最大热变形对转速和载荷的变化较为敏感,最大热变形随转速和载荷的增加而增大;最大弹性变形对载荷和弹性模量的变化较为敏感,最大弹性变形随载荷的增加而呈正比增大,最大弹性变形随弹性模量的增加减小的幅度较大。

核主泵轴系推力轴承复杂工况下的润滑性能分析

针对核主泵轴系工作时变载荷、润滑油水侵及转子倾斜等复杂工况,开展推力轴承的润滑性能研究;分析核主泵轴系推力轴承的结构和使用工况,建立推力轴承润滑性能的计算模型。针对核主泵运转过程中的变载荷工况,以不同载荷为输入参数,计算变载荷工况下推力轴承的最小油膜厚度、温升、摩擦力矩及功耗等润滑性能参数。针对润滑油水侵工况,选用含有质量分数1%海水的68号润滑油,分析润滑油混入空气中雾化海水时推力轴承的润滑性能。针对轴承转子倾斜工况,建立计入转子倾斜的推力轴承润滑性能计算模型,计算转子倾斜1′~20′时的润滑性能。研究结果表明:变载荷工况下最小油膜厚度随着载荷的增大而减小,在载荷为2000 kN时达到最小值;温升随着载荷的增大而增大,摩擦力矩及功耗均随载荷的增大而增大;海水入侵后润滑油的黏度会降低,从而影响轴承的承载能力;平衡块支撑结构对推力轴承有良好的均载效果,允许的轴线倾角可以达到10′。

安装倾斜对轴系推力轴承润滑性能的影响

针对金斯伯里平衡块式推力轴承,给出了在轴线偏斜时各瓦块的载荷分配方程。建立了推力轴承润滑性能的计算模型,给出了最小油膜厚度、最大温度、流量及功耗等润滑性能参数的计算方法,获得了轴线偏斜下金斯伯里推力轴承润滑性能的计算流程。计算分析了金斯伯里推力基本润滑性能随转速、载荷变化的规律以及轴线向轴承瓦块支点偏斜(偏斜角度在5~20′)时的轴承瓦块的载荷、最小膜厚和油膜最高温度。研究结果表明:最小膜厚、流量、功耗、最大弹性变形、最大热变形等参数对转速和载荷的变化均较为敏感,油膜最高温度对转速和载荷的变化都不太敏感;轴线发生偏斜后,对最小膜厚的影响较大,对油膜最高温度的影响不大,偏斜角度为20′后轴承仍能正常工作。

汽轮机推力轴承与推力盘偏斜原因及处理

针对空分装置空气压缩机2台汽轮机的推力轴承与推力盘偏斜问题,进行原因分析与排查,分别采取对前轴承座方向调整、在推力轴承背部安装倾斜的调整垫片这2种处理方案,改进后取得了良好的效果,保障了机组的稳定运行。

轴承结构对推力轴承承载特性和热特性的影响

为探究气体箔片动压推力轴承的轴承结构对轴承承载特性和热特性的影响,建立推力轴承二维仿真模型,通过耦合求解非等温可压缩气体的雷诺方程和能量方程,获得轴承气膜压力场和温度场,并建立推力轴承三维仿真模型进行验证。利用轴承二维模型研究轴承结构(包括箔片节距比、箔片数量和箔片楔形高度)对轴承承载特性和热特性的影响规律。计算结果表明:气体箔片动压推力轴承的最佳节距比为0.35~0.5,最佳箔片数量为6,当最小气膜厚度为0.01mm时,最佳的箔片楔形高度为0.04~0.06mm;轴承热耗散随节距比、楔形高度的增加而减小,随箔片数量的增加而增大,为降低轴承温度,可适当提高轴承节距比和楔形高度。

法兰盘式推力轴承推进轴系振动传递特性分析研究

针对目前舰船上大多采用的米契尔式推力轴承所带来的振动问题,提出采用新型法兰盘式推力轴承的思路;对两型推力轴承推进轴系的振动传递特性进行对比分析;结果显示:两型推力轴承推进轴系的纵向振动特性相似,但法兰盘式推力轴承能有效衰减推力轴承基座振动向船体的传递,具有较好的减振降噪效果。

抽水蓄能机组推力轴承运行状态在线评价与故障诊断技术研究

推力轴承是机组平稳运行的关键部件,其运行状态直接影响到机组的运行安全。而抽水蓄能机组在电网中承载调节作用,近年来装机电站和容量不断增加,针对抽水蓄能机组推力轴承运行状态评价和故障诊断的技术必然会是抽水蓄能机组智能化的关键与核心。本文以仙游电站机组中的推力轴承作为研究对象,通过模糊数学理论和推力轴承运维经验,给出了评价准则计算方法,并根据运维经验,给出推力轴承故障判断逻辑,为后续抽水蓄能机组推力轴承的在线评价与故障诊断技术研究奠定了基础。