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什么是推力軸承的工作面和非工作面?
2025-08-26一、什么是軸向推力,為什么會有軸向推力?
汽輪機在運行過程中,蒸汽通過調(diào)節(jié)級、壓力級等做功,推動汽輪機旋轉(zhuǎn),各個級的動葉都會承受一個由前向后的軸向力。
除此以外轉(zhuǎn)子的葉輪、凸肩都會有蒸汽產(chǎn)生的軸向力。轉(zhuǎn)子各級、各個部位的軸向力構(gòu)成了多級汽輪機轉(zhuǎn)子上承受的總軸向推力。
如果不采取平衡軸向推力的措施,蒸汽從進汽輪機開始的十幾兆帕或幾十兆帕降至排汽壓力(負壓),那么軸向推力是相當大的。
二、如何來平衡軸向推力?
1.多缸汽輪機采用反向布置,使各汽缸的蒸汽向相反方向的流動,即各汽缸中產(chǎn)生的軸向推力方向相反,互相抵消,從而達到平衡軸向推力的目的。
比如哈汽60萬三缸四排汽機組,高中壓缸壓力級反向布置使高中壓轉(zhuǎn)子的軸向推力進行平衡,兩個低壓缸也分別采用反向布置,用來平衡軸向推力。
如圖所示:
2.在葉輪上開平衡孔,適用于沖動式汽輪機,用于平衡葉輪前后的蒸汽壓力差,以減小轉(zhuǎn)子的軸向推力。
3.設置平衡活塞。
4.采用上述這些措施后,盡管能平衡大部分軸向推力,但仍有一部分軸向推力不能平衡,或在汽輪機變工況時產(chǎn)生的推力,就需要由推力軸承來承擔。
三、推力軸承、推力盤都是什么樣的?
1、先看推力盤長這樣:這是哈汽60萬機組,推力盤在機頭,東汽和上汽部分機組推力盤在2瓦和3瓦之間。
2、再看看推力瓦塊:
以金斯伯雷軸承結(jié)構(gòu)特點為例:是層疊式自動平衡推力的軸承,是由若干個止推塊組成。止推塊下墊有上水準塊、下水準塊、基環(huán),相當于三層零件疊放在基環(huán)上,止推塊與水準塊之間通過球面支點接觸。其工作原理:當各個止推塊載荷不同時,就會引起軸承的不平衡,因止推塊受力不均就要偏轉(zhuǎn),此時可通過上、下搭接的水準塊,自動調(diào)節(jié)每個止推塊上的載荷,直到每個止推塊上的載荷相同,軸承重新建立平衡為止。即在轉(zhuǎn)軸有較大的撓度及支點轉(zhuǎn)角的情況下,各瓦塊位置能隨之平衡而產(chǎn)生均勻的油膜壓力。
四、哪一側(cè)是工作面?哪一側(cè)是非工作面?
推力盤兩側(cè)的瓦塊結(jié)構(gòu)上是一樣的,汽輪機運行中的推力瓦塊不存在明確意義上的工作面、非工作面之分(檢修定零位除外)。主要看機組的總軸向推力是朝哪個方向,也就是說承受推力的那側(cè)即工作面,另一側(cè)就是非工作面。機組運行可以從推力瓦溫度來判斷,溫度高的那側(cè)就是承受主要推力的工作面。最好應該將推力瓦分為機端(機頭側(cè))和電端(發(fā)電機側(cè))。
傳統(tǒng)叫法通常把靠機頭端稱為工作面,發(fā)電機端稱為非工作面,因為以前小機組的軸向推力一般向著機頭,即運行中是工作面受力;但是現(xiàn)在大機組一般認為發(fā)電機方向的是工作面,機頭方向的是非工作面,因為大機組在運行時轉(zhuǎn)子(推力盤)是朝發(fā)電機方向移動的。
有人問:為什么運行中轉(zhuǎn)子會向發(fā)電機側(cè)移動,為什么不向機頭側(cè)移動?
低壓缸就比較好理解,每個低壓缸都是反向流動,兩側(cè)一樣,因此推力一致能夠平衡。而高中壓缸就不一樣了,不一定能夠平衡。其實汽輪機各級做功和和該級的直徑成正比。且大多數(shù)采用高中壓合缸的大型機組中,一般都是中壓缸效率最高,高壓缸次之,因此中壓缸軸向推力大,但是一般也設計成各部分轉(zhuǎn)子的軸向推力的合力在正常狀況下接近為零,也就是工作面和非工作面在正常運行時幾乎都不承擔太多載荷。但是當真空下降或機組甩負荷時,各部分轉(zhuǎn)子的軸向推力無法保持平衡時,轉(zhuǎn)子也會向機頭方向運動。
(來源:熱電圈)