汽輪機軸瓦負荷分配原理、原則、標準

一、汽輪機軸瓦負荷分配原理

1. 力的平衡原理
- 汽輪機轉(zhuǎn)子的重量需要通過軸瓦來支撐，從整體上看，所有軸瓦承受的負荷總和等于轉(zhuǎn)子的總重量。這就像一個物體放在多個支點上，各支點承受的力總和等于物體的重力，以此來保證轉(zhuǎn)子在垂直方向上的力平衡。例如，如果轉(zhuǎn)子重1000千克，有5個軸瓦，在理想的均勻分配情況下，每個軸瓦承受200千克的力。
2. 力矩平衡原理
當(dāng)考慮軸系的揚度（軸系中心線相對于水平的傾斜程度）等因素時，還需要滿足力矩平衡。軸系揚度會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子重心偏移，使得各軸瓦的負荷分布不均勻。此時，以軸系上某一點為參考點，各軸瓦所受負荷與其到參考點距離的乘積之和為零。比如，對于雙支點軸系，兩個軸瓦的負荷分別為P_1和P_2，兩軸瓦間距為L，以軸瓦1為參考點，那么P_1\times0 - P_2\times L = 0（在理想水平無偏移狀態(tài)），當(dāng)有揚度導(dǎo)致重心偏移時，就會根據(jù)偏移量來重新分配負荷以滿足力矩平衡。

3. 軸承油膜特性影響
軸瓦和軸頸之間存在潤滑油膜。油膜的壓力分布會對軸瓦負荷分配產(chǎn)生影響。不同的軸承類型（如圓筒瓦、橢圓瓦、可傾瓦等），其油膜壓力分布規(guī)律不同。例如，可傾瓦軸承的油膜能自適應(yīng)地調(diào)整壓力分布，使軸瓦負荷分配更加合理，而圓筒瓦的油膜壓力分布相對較為固定，需要在設(shè)計和分配負荷時重點考慮其特性，以確保油膜能夠穩(wěn)定地支撐轉(zhuǎn)子，并且使各軸瓦負荷在合理范圍內(nèi)。

二、汽輪機軸瓦負荷分配主要有以下原則：

1.首先要保證每個軸瓦的負荷在設(shè)計允許的范圍之內(nèi)，不能出現(xiàn)某個軸瓦負荷過大或過小的情況。這是為了防止軸瓦因過載而損壞，或者因負荷不足導(dǎo)致軸系穩(wěn)定性差等問題。例如，對于支持軸瓦，要合理分配負荷以確保轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)支撐。

2.同時，負荷分配應(yīng)盡量均勻。在多軸瓦的汽輪機中，要讓各軸瓦分擔(dān)的負荷比例合理，使整個軸系的受力均勻，有利于軸系的對中以及減少振動。例如，在高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子的軸瓦之間合理分配負荷，保證軸系在運行過程中不會因為局部受力過大而產(chǎn)生彎曲或者不對中現(xiàn)象。

三、汽輪機軸瓦負荷分配的標準主要有以下幾個方面：

1.符合設(shè)計要求

各軸瓦所承擔(dān)的負荷應(yīng)與汽輪機的設(shè)計值相符，確保每個軸瓦的負荷在其設(shè)計允許的范圍內(nèi)，使軸瓦能夠正常工作，避免因負荷過大或過小引發(fā)故障.

2.負荷均勻分布

要讓各軸瓦分擔(dān)的負荷比例合理，使整個軸系的受力盡可能均勻，從而有利于軸系的對中，減少軸系振動，提高運行的穩(wěn)定性和可靠性.

3.考慮軸系揚度

軸系揚度會影響軸瓦負荷的分配，一般需結(jié)合軸頸揚度值及轉(zhuǎn)子對軸承座及汽缸的洼窩中心進行各轉(zhuǎn)子按聯(lián)軸器找中心，將軸系的揚度調(diào)整到設(shè)計要求，以保證軸瓦負荷分配合理.

4.保障油膜特性

負荷分配應(yīng)使軸瓦油膜處于良好狀態(tài)，避免軸承載荷過重導(dǎo)致油膜破裂，產(chǎn)生軸瓦和軸頸局部干摩擦，或軸承載荷過輕使油膜過厚，油膜容易失穩(wěn)而發(fā)生油膜振蕩，確保軸承溫度在合理范圍之內(nèi).

5.滿足運行條件

在不同的運行工況下，如啟動、停機、帶不同負荷等，軸瓦負荷分配都應(yīng)能滿足汽輪機安全穩(wěn)定運行的要求，且各軸瓦的溫度、振動等參數(shù)均應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi).

四、汽輪機軸瓦負荷分配主要有以下目的：

1.保證軸瓦正常工作

合理分配負荷可以確保每個軸瓦承受的壓力在其設(shè)計承載能力范圍內(nèi)。如果負荷分配不合理，部分軸瓦可能會過載，導(dǎo)致軸瓦磨損加劇、溫度過高，甚至出現(xiàn)燒瓦的嚴重事故；而負荷過小則可能使軸瓦無法正常發(fā)揮支撐作用，影響軸系的穩(wěn)定性。

2.確保軸系穩(wěn)定運行

均勻的軸瓦負荷分配有助于維持軸系的對中狀態(tài)。當(dāng)軸瓦負荷均勻時，軸系各部分受力平衡，能有效減少軸系的振動。例如，在汽輪機高速旋轉(zhuǎn)過程中，不均勻的軸瓦負荷會使軸系產(chǎn)生不平衡力，引發(fā)振動，而合理的分配可降低這種風(fēng)險，提高汽輪機運行的平穩(wěn)性和可靠性。

3.延長設(shè)備使用壽命

正確的負荷分配能夠減少軸瓦和軸頸之間的異常磨損，同時也能降低軸系因受力不均而產(chǎn)生的疲勞損傷。這對于延長整個汽輪機設(shè)備的使用壽命，減少維修成本和停機時間等有著非常重要的意義。