汽輪機可傾瓦軸承的常見故障與處理

薛曉勇+王守柱

摘 要：本文首先對影響可傾瓦性能的主要因素進行簡單介紹，了解汽輪機可傾瓦軸承使用性能收到的影響，重點分析汽輪機可傾瓦軸承的故障機理，在此基礎上深入研究如何對汽輪機可傾瓦軸承的故障進行處理，希望通過本文的研究能夠更加全面的掌握關于汽輪機可傾瓦軸承故障機性能的基本情況和故障機理，同時也為后期更好的處理可傾瓦軸承的故障提供參考。

關鍵詞：汽輪機；可傾瓦軸承；故障機理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.172

1 引言

近年來隨著經濟社會的不斷發展，我國電力行業的水平也不斷提高，技術含量逐漸提升，一些先進技術逐漸在電力行業內推廣使用。在電力發電過程中需要保持長時間穩定的高速運轉，由于可傾瓦軸承是由多塊合金組成的，每一塊能夠自由擺動，從而始終形成最佳的油楔，所以能夠實現高速穩定的轉動，因此也被廣泛應用于汽輪機中。但是在實際工作中，可傾瓦軸承的會受到載荷、環境凳各方面因素的影響，容易出現各種故障，影響可傾瓦軸承性能的發揮，進而對汽輪機發電的效果產生影響，因此在現階段加強對于汽輪機可傾瓦軸承常見故障的研究具有重要的現實意義，能夠更加全面的掌握影響汽輪機可傾瓦軸承使用性能的各種因素以及可傾瓦軸承的故障機理，從而對汽輪機可傾瓦軸承出現的各種故障進行針對性的處理，提高可傾瓦軸承的使用性能，進而保證汽輪機的正常運行，實現良好的經濟社會效益。

2 影響可傾瓦性能的主要因素

可傾瓦軸承是一種比較特殊的徑向軸承，能夠承擔來自軸承轉子的重力、轉動中的不平衡導致的離心力負荷以及煙氣變化導致的負荷，而且能夠對轉子的徑向位置進行固定，從而有效保證可傾瓦軸承的轉子和定子能夠保持固定的同心度。可傾瓦軸承的結構比較復雜，不容易安裝檢修，生產制造的成本也比較高，所以在平時的使用中必須做好可傾瓦的養護，因此要充分了解影響可傾瓦性能的各種因素。

2.1 可傾瓦寬徑比

可傾瓦的寬徑比指的是軸承的寬度L與軸承的軸向直徑d之間的比值。L/d的比值與軸承的承載能力和軸承工作中的溫度有密切的關系，寬徑比越大，軸承的承載能力就越大，表示軸承能承擔更多的負荷；但是隨著L/d比值的升高，潤滑油從軸端流走的難度就更大，這就容易導致軸承出現超高溫現象，加劇軸承的磨損，使得軸承出現疲勞破壞。一般情況下可將L/d的比例控制在0.3到1.5左右的范圍內。

2.2 負荷

軸承的主要作用就是承擔來自軸上的各種負荷，當軸上的負荷比較大時，在轉動過程中就不容易形成油膜，同時溫度也會逐漸升高，而且會導致軸承的摩擦功耗以及泄流量增加。如果負荷過大，嚴重超出合理的承載范圍就會導致軸承燒瓦。

2.3 轉速

可傾瓦軸承的轉速會對軸承的潤滑效果產生影響，速度越高，帶出的潤滑油也就越多，進而就可以承受更大的負荷。但是轉速的升高也會導致溫度的增高。

3 汽輪機可傾瓦軸承的故障機理

汽輪機在使用過程中會出現各種類型的故障，但是導致這些故障的原因多種多樣，只有研究清楚這些故障機才能更好的對故障進行處理，進而有效保障可傾瓦軸承的正常工作。可傾瓦軸承常見故障的故障機理具體情況如下：

3.1 刮傷和磨損

在可傾瓦軸承工作過程中，會有許多小顆粒混入潤滑液與軸承一起工作，就會在軸承的表面出現線狀的刮痕，如果顆粒較硬，尺寸比較大，就容易進入瓦塊摩擦面，甚至直接嵌入瓦塊的表面，在顆粒脫落的時候也會再次造成刮傷。當接觸應力比較小時，這種刮傷會使得軸承的摩擦副變得粗糙，軸承內油膜的承載能力也會受損，進而又會加劇摩擦，形成新的刮傷，進入軸承損傷的惡性循環。當接觸應力比較大時，甚至會造車軸頸和瓦塊的磨損，使得尺寸形狀變化，精度降低，軸承的整體性能嚴重降低。而且當軸承內的油膜出現破裂時，軸頸的輪廓峰也會對軸承造成刮傷，形成線狀刮傷。

3.2 膠合

當軸承內的潤滑油膜破裂時，軸頸與軸瓦會直接接觸，摩擦增加，進而導致溫度升高。高溫條件下，軸瓦和軸頸會出現不同程度的熱變形，兩者之間的接觸面積會更大，進而使得摩擦更加嚴重。當溫度逐漸升高，達到軸瓦的金屬熔點時，軸瓦會逐漸出現軟化流動，與軸頸黏焊在一起，形成“抱軸”。而對于特殊的潤滑軸承，其工作性能很大程度上受到軸承間隙的影響，如果間隙過于小，就會對潤滑油流動造成影響，熱量無法正常揮發，軸承溫度會更高，膠合現象也會更嚴重。

3.3 疲勞剝落

正常情況下，滑動軸承承受的交變負荷會通過軸承內的油膜逐漸傳遞到工作面，而相應的應力會受到潤滑油膜壓力變化的影響，長時間的應力作用會導致軸承表面出現裂紋，在轉動過程中，這種裂紋會逐漸擴展，最終出現疲勞失效。在膠合現象和疲勞裂紋的綜合作用下，軸承會逐漸出現撕裂，形成剝離，熱應力越大，剝離越嚴重。

4 汽輪機可傾瓦軸承的故障處理

（1）對于出現故障的可傾瓦軸承，首先要對其軸瓦尺寸進行測量，判斷磨損情況以及位置是否偏移，然后根據具體尺寸進行配瓦。如果在檢修過程中出現墊鐵接觸不好的情況，要對其進行刮研，并根據軸心位置進行調整。對于膠合、磨損比較嚴重的可傾瓦軸承要及時進行更替，避免影響正常使用。（2）除了對可傾瓦軸承自身進行刮研修正之外，還要對軸承的負荷、轉速等進行調整，選擇最合適的寬徑比，這樣才能保證軸承的高效工作，同時能夠降低可傾瓦軸承出現故障的可能，避免在后期的使用中再次出現故障，影響使用。

5 結語

通過本文的分析可知，可傾瓦軸承的使用對于汽輪機的高效工作具有重要的意義。在可傾瓦軸承工作中會受到寬徑比、轉速、負荷等各方面因素的影響，容易出現膠合、剝落、刮傷等各種類型的故障，影響軸承的正常使用。通過本文提出的幾項措施能夠有效解決可傾瓦軸承出現的故障，保證可傾瓦軸承的正常使用，進而保障汽輪機的高效運轉。未來隨著經濟社會的不斷發展，電力供應的需求也將不斷增加，汽輪機對于可傾瓦軸承的要求也會不斷提高，在可傾瓦軸承使用過程中也會遇到更多更復雜的問題，這就需要汽輪機工作人員不斷加強對于可傾瓦軸承應用的研究，更好的發揮可傾瓦軸承的作用。

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