滑動軸承在發電機中的應用

張亞鴿，陳 帥，杜云飛

滑動軸承在發電機中的應用

張亞鴿，陳 帥，杜云飛

（中船重工電機科技股份有限公司，太原030000）

本文介紹了滑動軸承的原理及應用，詳細說明了應用于發電機的幾類滑動軸承，并且對采用滑動軸承的發電機在實際應用中對標準軸承的特殊處理進行了分析。

滑動軸承 密封 軸瓦刮研

0 概述

滑動軸承按照不同的用途有多種分類，每一種軸承都有其優缺點，在機械行業，可根據軸承的優缺點擇優選擇不同種類的軸承。滑動軸承在使用合理的情況下，滑動軸承的壽命是無限的，因此，廣泛應用于各個行業。現針對滑動軸承在發電機中的應用進行簡要分析說明。

1 滑動軸承的簡介

滑動軸承按其工作原理可分為靜壓軸承與動壓軸承兩類。

1.1 靜壓軸承

靜壓軸承是依靠潤滑油在轉子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進行工作的。通過圖1的承載特性曲線可以看出不論軸是否旋轉，軸頸始終浮在壓力油中，工作時可以保證軸頸與軸承之間處于純液體摩擦狀態。因此，這類軸承具有旋轉精度高、摩擦阻力小、承載能力強的特點，并且對轉速的適應性和抗振性非常好。但是，靜壓軸承的制造工藝要求較高，還需要一套復雜的供油裝置，因此，除了在一些高精度設備上應用外，其他場合使用尚少。

1.2 動壓軸承

動壓軸承也叫液體動壓徑向滑動軸承，在工作時，軸徑與軸瓦之間形成具有一定厚度、并能承受外載荷的動壓力油膜，動壓軸承的承載特性曲線見圖2，隨著油膜的產生將軸頸與軸瓦完全隔開，從而實現液體摩擦潤滑，因而其摩擦系數和磨損極小，并具有較大的承載范圍，常用于高、中速、重載和回轉精度要求較高的場合。

動壓軸承形成動壓油膜的基本條件如下：

1）兩相對滑動表面間必須形成收斂的契形間隙，徑向軸承軸瓦與轉軸常用的間隙見表1；

2）兩表面間必須具有一定的相對滑動速度，即v≠0，且其相對運動方向必須使潤滑油從大端流進，小端流出；

3）潤滑油要有一定的粘度，且供油充分。

動壓軸承是利用軸的高速旋轉，在軸與軸瓦之間形成油膜，此供油系統簡單，設計良好的動壓軸承具有很長的使用壽命，因此，很多旋轉機器（例如膨脹機、壓縮機、泵、電動機、發電機等）均廣泛采用各類動壓軸承。

2 滑動軸承在發電機中的應用

2.1 動壓軸承在發電機中的應用

動壓軸承按照潤滑方式，分為自潤滑、復合潤滑和強迫潤滑滑動軸承。

2.1.1自潤滑滑動軸承

自潤滑滑動軸承是采用油環自潤滑結構，依靠軸承內部的甩油環將儲存在軸承座內的潤滑油帶入軸瓦與軸之間的間隙，滿足軸承的潤滑要求。見下圖。

2.1.2. 復合潤滑滑動軸承

復合潤滑滑動軸承是采用油環潤滑加強迫潤滑的結構。滑動軸承中有甩油環、油道見圖5，在軸承座外部有進出油口，進出油口的位置見圖4所示，潤滑油直接充滿軸與軸瓦的間隙。

復合潤滑滑動軸承的油位必須保證在油位觀察窗3/5附近的位置，才能保證甩油環在任何情況下可以自帶潤滑油，在強迫潤滑的供油裝置出現故障時，從報警到停車的3-5分鐘之內，通過甩油環可以維持軸承的潤滑，減小軸瓦的損傷，對軸承起到保護作用；因此復合潤滑軸承因油位較高，在使用過程中漏油相對嚴重一點。對于復合潤滑的軸承，進出油孔根據軸瓦的設計，選擇進油孔2，出油孔選擇出油孔1。

2.1.3 強迫潤滑滑動軸承

強迫潤滑滑動軸承就是復合潤滑滑動軸承去掉甩油環，其余結構相同。強迫潤滑滑動軸承是完全靠外部潤滑的滑動軸承，進出油孔分別選擇圖4中的進油孔2和出油孔2，下軸承座儲油油位比較低，可以避免軸承的滲油。

2.2 靜動壓軸承在發電機中的應用

靜動壓軸承其實是利用靜壓和動壓軸承的優點組合的滑動軸承，靜壓防止了發電機啟動、停止前轉軸對軸瓦的損傷，動壓保證了保證油膜形成和帶走摩擦產生的熱損耗。靜動壓軸承適合低轉速、重載荷的發電機使用。如下圖7所示。

在啟動電機前開啟高壓油，直到電機正常運轉時關閉高壓油。在停止運行電機前，開啟高壓油，直到電機停止運轉時關閉高壓油。開機和停機時開啟高壓油，是減小啟動或停機時重載荷對合金的磨損，延長軸瓦使用壽命。軸瓦有高壓油進入口、低壓油進入口，相互獨立；低壓油主要保證油膜形成和帶走摩擦產生的熱損耗，高壓油靠壓力托舉轉子的重量，使轉軸在未運轉前與軸瓦形成有效安全厚度的油膜，保證轉軸安全運行。

3 標準滑動軸承在發電機應用中的特殊處理

3.1 對滑動軸承密封處的特殊處理

針對強迫潤滑的滑動軸承，會出現滲油的現象，長期運行影響發電機的整體性能，滲油是滑動軸承內部的潤滑油滲到密封的外部，流入電機內部，密封圈與軸承座設計圖見圖8所示。

有滲有回就會減緩滲到外部的油量，基于該原理，對滑動軸承密封處的軸承座進行了特殊的要求，如圖9所示。

3.2 滑動軸承在發電機裝配前的特殊要求

3.2.1研磨

滑動軸承在裝配前，都需要將軸承與軸進行研磨，保證軸瓦與軸的完好配合。

3.2.2刮瓦

軸瓦在裝配前，必須對下軸瓦進行刮瓦，刮瓦可以增大軸瓦與軸的儲油量，減小發熱，刮瓦跟個人的手法有相當大的關系，完全憑借手法保證間隙的大小，間隙太小相當于沒有刮，間隙過大，相當于加大了軸承的磨損量，并且形成不了油膜。裝配前軸瓦需要刮研的位置如圖10所示：

4 結論

經過上述分析，介紹了最常應用于發電機的滑動軸承的類型，以及各類軸承的優缺點，并且針對安裝于發電機的滑動軸承提出了特殊要求，對該要求進行了分析說明，提高了發電機的質量。

[1] E·維德曼.電機結構. 機械工業出版社.

[2] 濮良貴. 機械零件. 高等教育出版社.

[3] 機械設計手冊.機械工業出版社.

Application of Sliding Bearing in Generator

Zhang Yage, Chen Shuai, Du Yunfei

(Motor Science and Technology CO., Ltd., CSIC, Taiyuan 030000, China)

TH 133

A

1003-4862（2017）11-0054-03

2017-09-15

張亞鴿(1982-)，女，工程師。研究方向：電機設計。