大型水轮发电机弹性金属塑料瓦推力轴承技术

介绍了大型水轮发电机弹性金属塑料瓦推力轴承的优点、热弹流润滑性能分析方法和设计技术,并推导了考虑滑移影响的弹性金属塑料瓦推力轴承的雷诺方程。

弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程试验研究

在国内外推力轴承试验研究的基础上,设计制造了弹性金属塑料瓦推力轴承试验装置,设计了基于PC机的数据采集卡组建的信号采集系统的硬件系统,使用LABVIEW开发基于虚拟仪器技术的弹性金属塑料瓦的数据采集软件系统。在该试验台上进行弹性金属塑料瓦推力轴承瞬态工况下的试验研究,分析了弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程中的润滑性能变化。

金属塑料复合材料在甘油或三乙醇胺润滑下的摩擦磨损性能研究

合理利用选择性转移效应，能够有效地延长摩擦零部件的使用寿命。但是，现用的大都是铜－钢或铜合金－钢选择性摩擦副，这在润滑不良情况下容易发生擦伤甚至咬死而造成机械零部件报废。因此，研制了一种钢背／青铜粉／（ＰＴＦＥ＋（Ｃｕ２Ｏ）三层复合材料，并且利用ＭＰＶ－１５００摩擦试验机对其分别在甘油润滑和三乙醇胺润滑下的摩擦学性能等进行了试验研究，结果表明，复合材料在甘油或三乙醇胺润滑下的摩擦系数比干摩擦时的低２个数量级，磨损量低１—２个数量级，极限ＰＶ值（约为１２０ＭＰａ·ｍ／ｓ）比干摩擦时的高２０倍以上；复合材料分别在甘油和三乙醇胺润滑时的摩擦性能均比２０＃机械油润滑时的好；甘油的减磨效果比三乙醇胺的好。电子探针观察发现，在甘油润滑下偶件４５＃钢磨损表面明显有呈现铜光泽的转移膜形成，而在三乙醇胺润滑下则基本没有。因此，在甘油润滑下，复合材料与钢配合可以作为具有良好摩擦磨损性能和较高极限ＰＶ值的滑动摩擦副在工程实际中应用。

弹性金属塑料复合材料的干摩擦特性

在 MPX-2 0 0 0盘销式摩擦磨损试验机上 ,研究了弹性金属塑料复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损特性 .结果表明 :在给定的试验条件下 ,EMP复合材料与 40 # 锻钢对摩时 ,相同滑动速度下摩擦因数随载荷的升高而减小 ,相同载荷下滑动速度高摩擦因数反而低 ,当试验转速分别为1 1 0 2 r/ min和 3 70 r/ min时 ,其摩擦因数最后分别基本稳定为 0 .0 74和 0 .0 82 .而磨损率随载荷的升高而增大 ,高速时的磨损率比低速时的大 .结合磨损表面的扫描电子显微镜分析 ,给出了 EMP复合材料磨损的主要过程 ,并据此解释了该材料的上述现象 .

弹性金属塑料轴瓦的特性及应用展望

本文介绍了弹性金属塑料轴瓦的特性、结构特点和应用效果,提出了弹性金属塑料轴瓦在水力发电机中的应用前景。

金属塑料复合自润滑材料的制备及其摩擦学性能研究

用静电喷涂和模压成型法制备了金属塑料复合自润滑材料,通过摩擦磨损实验对其在室温干摩擦条件下的摩擦学性能进行了研究,用扫描电镜对磨损表面进行了观察和分析,并探讨了复合材料的磨损机制。结果表明:用静电喷涂-模压法能制得摩擦学性能优良的复合材料;在干摩擦实验的载荷范围内,复合材料的摩擦因数和磨损率随负荷的增加不断减小;复合材料的磨损机制发生了由犁削和磨粒磨损为主向黏着、磨粒磨损的混合磨损形式为主的转变。

弹性金属塑料轴瓦压缩性能的实验研究

弹性金属塑料轴瓦是大型水轮发电机推力轴承的关键性部件，其性能的好坏直接影响到整个系统运行的动态品质。本文通过对金属塑料轴瓦实际模型的压缩性能进行实验研究，发现其压缩弹性模量与巴氏合金轴瓦等金属材料者不同，不是一个固定的常数，而是随着压力的增大，其弹性模量也逐渐地增大。

弹性金属塑料复合材料的摩擦磨损特性研究

在MPX 2 0 0 0摩擦磨损试验机上 ,用环盘摩擦副 ,结合扫描电镜分别评价了弹性金属塑料 (EMP)复合材料与钢在油润滑和干摩擦条件下的摩擦磨损特性。结果表明 :两种试验条件下 ,相同滑动速度的摩擦系数随载荷的升高而减小 ,当载荷为 2 0 0 0N ,滑动速度小于 3.5 2m/s时 ,摩擦系数基本趋于稳定 ;EMP磨损率随滑动速度和载荷的升高耐增加 ,但不同试验条件的增幅不同 ;油润滑下滑动速度小于 3.5 2m/s和干摩擦条件下滑动速度小于 1.96m/s时 ,EMP以微切削、塑性变形和犁沟磨损为主 。

水轮发电机弹性金属塑料瓦推力轴承瓦面形状

本文介绍了水轮发电机弹性金属塑料瓦推力轴承的变形分析和瓦面形状的设计方法。利用结构有限元程序对各种支承结构的推力轴承和镜板推力头进行三维热弹变形分析,真正实现了对推力轴承的热弹流动力润滑性能分析。瓦面形状设计合理、准确。其结果对弹性金属塑料瓦的设计具有指导意义。

弹性金属塑料轴承润滑机理的特点与改进方向

在弹性流体动力润滑理论的层面上阐明了弹性金属塑料轴承润滑机理的特点,在此基础上,针对业内关心的几个主要问题发表了观点和看法,指出瓦面的适度变形在改善润滑性能方面将发挥良性作用,而型线瓦面则因油膜峰值压强过高已接近瓦面抗压强度,降低了安全可靠性;优化塑料复合瓦结构、进行表面改性以改善瓦面摩擦学性能、提高抗压强度和调控复合层刚度是值得重视的一个研究方向。

利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦油膜能量方程的进油温度边界条件

针对推力轴承的基本结构,利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦(EMP瓦)油膜能量方程的进油温度边界条件,结合“三峡推力轴承方案”中EMP瓦推力轴承数据,分析考虑热边界层对进油温度影响时,EMP瓦推力轴承润滑性能的变化情况。计算结果表明:考虑热边界层对进油温度的影响时,进油平均温度和最高油膜温度均有所升高,最大压力也有所增加,最小油膜厚度、流量及功耗都有所下降,说明热边界层对推力轴承的润滑性能产生了一定的影响。

弹性金属塑料瓦的使用效益分析

前苏联自１９７４年以来，在水电站广泛采用了弹性金属塑料瓦推力轴承，国内自１９９０年起，也陆续在一些大、中、小型水电站采用弹性金属塑料瓦推力轴承，国内外一些电站运行的成功经验表明，使用弹性金属塑料瓦，能够提高水电站安全、稳定、经济运行水平，减少或消灭水电站“烧瓦”事故，减少停机、停车损失，具有巨大的社会和经济效益．

弹性金属塑料瓦径向滑动轴承启动过程热弹流分析

研究了采用弹性金属塑料轴瓦时径向滑动轴承的瞬态润滑特性。建立了该轴承的三维热弹流模型,通过数值求解对比了启动过程中采用弹性金属塑料轴瓦和金属材料轴瓦时油膜和轴瓦的瞬态温度场分布、轴瓦的热弹变形量,以及转子轴心轨迹。结果表明,在启动初期弹性金属塑料瓦径向滑动轴承的瓦体温度要高于金属瓦,转子偏心率也要大于采用金属瓦时的偏心率;因润滑油在弹性金属塑料瓦径向滑动轴承轴瓦表面存在一定的滑移速度,随着油膜边界滑移作用的出现,采用弹性金属塑料瓦径向滑动轴承时的油膜温度最终低于采用金属瓦时的温度,且转子的偏心率也最终小于采用金属瓦的偏心率。

弹性金属塑料轴瓦在泵站的应用

简要说明了塑料轴瓦的机理，分析了塑料轴瓦的特点，提出了塑料轴瓦安装和运行的注意事项。结合塑料轴瓦在江都四站的应用情况，指出用塑料轴瓦替代鹤金轴瓦在技术上是可行的，经济上是合理的，尤其对解决原因不明或虽已查明原因但无法消除的钨金轴瓦烧瓦问题是非常有效的。

金属塑料的研究进展

金属塑料是我国学者发现和命名的新材料.本文重点阐述金属塑料这类材料是如何发现的以及这类材料的设计思想与规则;总结了从金属塑料材料成分、典型材料的微观结构与物理化学特性等方面的最新研究成果;对于金属塑料类材料的潜在应用前景做了展望与分析.

弹性金属塑料在立式水轮发电机水导轴承中的应用研究

借助模拟试验 ,分析了弹性金属塑料瓦 (简称弹塑瓦 )的热膨胀效应。研究了以往弹塑瓦在立式水轮发电机水导轴承试验中存在的问题 ,得出热变形引起弹塑瓦产生边缘效应或波浪效应是导致烧瓦的主要原因。在试验基础上 ,提出了一种多段月牙楔螺旋承重面弹塑瓦瓦面设计技术 ,并在四川南桠河电厂立式水轮机水导轴承上进行了工况运行试验 ,结果证实该设计是可行的 ,不仅解决了烧瓦问题 ,而且改善了发电机的工作状态。

油润滑条件下弹性金属塑料复合材料的摩擦磨损特性研究

在 MPX- 2 0 0 0型盘销式摩擦磨损试验机上评价了油润滑条件下弹性金属塑料复合材料与钢对摩时的摩擦学特性 ,用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌并分析其磨损机理 ,并在试验基础上建立了弹性金属塑料材料与钢对摩时的等磨损率图 .结果表明 :在低载荷条件下摩擦系数较高 ,随着载荷升高摩擦系数降低 ;当滑动速度小于 3.5 2 m/ s时 ,摩擦系数基本稳定在 0 .0 30 ;弹性金属塑料材料的磨损率随滑动速度和载荷的升高而增加 .结合等磨损率图分析发现 ,当载荷小于 15 15 N而滑动速度小于 3.5 2 m/ s时 ,弹性金属塑料复合材料的磨损率相对较低 ;当滑动速度小于3.5 2 m/ s时 ,弹性金属塑料材料的磨损机理以微切削、挤压变形和犁沟磨损为主 ,在摩擦副两表面形成转移 -依附物 ;当滑动速度为 5 .2 4m/ s时 ,弹性金属塑料材料的磨损以表层材料软化和熔融为主要特征 .

弹性金属塑料瓦推力轴承热弹流动力润滑分析数值方法

通过建立水电机组分块可倾瓦推力轴承热弹流动力润滑数值模型 ,利用有限元法联立求解三维控制方程组 ,给出了准确的推力轴承润滑分析方法 .在此基础上 ,进一步将数值模型应用于聚四氟乙烯弹性金属塑料瓦推力轴承的润滑分析 ,探讨该新型推力轴承的动力润滑适宜模型和计算方法 .计算结果与已有试验成果比较 ,符合较好 .

惯性和滑移对弹性金属塑料轴承的影响研究

从连续性方程和Navier-Stokes方程出发,推导出在圆柱坐标系中考虑了界面滑移和流体惯性影响的雷诺方程。通过数值计算,考察了界面滑移和流体惯性对弹性金属塑料径向滑动轴承水膜压力和承载能力的影响程度。计算结果表明:界面滑移将降低水膜压力和承载能力,流体惯性力的存在略微增大了水膜压力和承载能力;随偏心率的增大,界面滑移对水膜压力和承载能力的影响程度增大。

弹性金属塑料瓦在大型水电机组推力轴承中的试验研究

本文在推力轴承模拟试验台上测试了弹性金属塑料轴瓦（简称弹塑瓦）在不同工况条件下的性能。结果表明，在相同条件下，使用弹塑瓦的瓦温、油温以及拖动电功率等性能均优于巴氏瓦，而且弹塑瓦的承载能力明显高于巴氏瓦。本文还分析比较了弹塑瓦在几个水电站推力轴承中的应用效果，证实了试验研究的结论，总结出应用弹塑瓦的一系列优点，为弹性金属塑料瓦在水轮机组中普及应用提供了宝贵的经验。