可倾瓦导轴承液膜力非线性指数模型及应用研究

针对高可靠性立式轴系可倾瓦导轴承的液膜力非线性问题,提出采用8系数8指数模型来综合表征非线性液膜力,同时采用8个函数表达静态平衡点附近局部运动的导轴承刚度和阻尼,指数的大小表征液膜力的非线性强弱。基于指数模型分析了不同静态平衡点和扰动量等运行参数以及支点系数、预负荷系数和间隙比等结构参数变化下的导轴承非线性刚度力指数和非线性刚度系数,提出了基于导轴承结构参数的液膜力非线性弱化原理,并针对核主泵四瓦水润滑导轴承给出了一种实现该原理的支点加弹簧的新型支点结构导轴承。结果表明:液膜力的非线性强弱与工作静态平衡点和扰动量相关,静态平衡点偏心距和扰动量越大,则非线性刚度力指数pm越大,非线性越强,而阻尼力可认为是线性的;预负荷系数对pm影响较大,而支点系数和间隙比对pm影响较小;通过支点组件刚度和预负荷系数的耦合调节,可以实现在保持导轴承线性刚度不变的同时降低导轴承液膜力的非线性指数。8系数8指数模型相比数值求解法和解析法能更加直观地反映液膜力的非线性程度。

350MW级蓄能机组可倾瓦导轴承流体动力润滑计算

为了解决大型抽水蓄能机组可倾瓦导轴承性能计算的问题,笔者根据流体润滑理论,建立了大型可倾瓦导轴承的流体动力润滑数学模型,设计了计算程序,并以此程序对某350 MW级抽水蓄能机组的导轴承润滑性能进行了计算分析和研究。其结果表明,大型可倾瓦导轴承的流体动力润滑计算程序运行稳定可靠,导轴承的动力润滑性能会受到轴承负荷、机组转速、油槽进油温度等因素的影响,最高油膜温度、最小油膜厚度是制约轴承运行工况参数变化范围的关键因素。

混流式水轮机可倾瓦轴承转子系统横向自振特性的研究

针对实际机组,建立了一混流式水轮机轴系力学模型,采用Riccati传递矩阵法计算了可倾瓦导轴承刚度变化对轴系横向振动的三阶临界转速和模态振型的影响,结果表明可倾瓦导轴承轴颈涡动频率、瓦块惯性及瓦块支点位置在安装、调整时取值合理有助于提高系统的稳定性。

载荷方向对立式转子导轴承润滑性能的影响

针对核主泵立式转子制造、安装、倾斜和不平衡导致的轴承载荷不确定性问题,以泵的可倾瓦导轴承为研究的目标对象,研究了载荷方向对导轴承静动特性的影响。通过数值模拟建立了定载荷方向、变轴承旋角的载荷方向转变思想;提出了基于热弹流动力润滑模型和载荷方向转变思想的润滑性能分析方法;揭示了不同载荷方向下轴承最大压力、最小膜厚、刚度和阻尼等性能参数的变化规律。计算结果表明:与典型的瓦间承载相比,轴承为典型的瓦面承载时,最小膜厚递减了26.2%,最大水膜压力递增了50%,功耗和温升变化不明显;载荷方向的主刚度和主阻尼分别递增了68.8%和44.3%,非载荷方向的主刚度和主阻尼分别递减了87.5%和71.1%,交叉刚度和交叉阻尼分别保持相等。该研究对立式转子导轴承的润滑性能设计具有一定的参考价值,在不确定载荷的情况下可按照瓦面承载方式进行润滑性能设计以确保安全可靠性。

多瓦预载荷调整对核主泵轴系临界特性的影响

针对高可靠性立式轴系的横向振动问题,以四瓦水润滑导轴承为研究对象,以多瓦预载荷调整为出发点,分析预载荷系数对导轴承静动特性的影响,同时采用模态分析方法计算2种典型瞬态工况下核主泵轴系的一阶弯曲临界转速及模态振型。结果表明:随着预载荷系数的增大,叶轮和下飞轮处的弯曲程度减小,轴系的临界转速升高;当预载荷系数超过0. 4时,临界转速急剧增大,范围迅速减小。