油膜溫度(dù)對抽蓄軸係特(tè)性影響分析

2017-08-15

(抽蓄(xù)技術交流)
  導軸承特性是影響水輪發電機組軸係振動特性和穩定性的(de)根本因素。導軸承(chéng)的特性取(qǔ)決於軸承的幾何參(cān)數及邊界條件。為了研究不同軸承幾何參數及邊界條件(jiàn)對機組軸係特性的影響,本文采用單變量參數分析法,通過分別改變軸承瓦塊數,瓦間隙、軸瓦包角、油膜溫(wēn)度參數,運用臨界轉速和對數衰減率對軸係特性進行分析研究,得到軸承係統對(duì)軸係特性的影響規律。
  某大型抽蓄電機組導軸承采用分塊瓦結構,其幾何參數的選取對軸係特性有一定的影響,但具體的軸承內部哪些(xiē)特性Z終造成軸(zhóu)承剛度發生變化,進而影響軸係特性,關於(yú)這方麵的研究很少。傳統的研究是直接取定工況下的軸承剛度(dù)值,對(duì)不同軸承剛度對軸係的特性影響進行了分析。軸承內部因素導致軸係特性變化的研究較少(shǎo),軸承內部結構分析軸承中的瓦塊數、間隙、軸瓦包角、油膜溫度等參數對油膜Z小厚度、偏心率、軸承剛度及軸係振動(dòng)特性的影響,其中由於(yú)軸(zhóu)瓦的長度在設計中考慮到安放情況,此處(chù)將不(bú)在作為一(yī)個變量參數進行探討。Z終利用(yòng)得到(dào)的計算(suàn)結論為機組軸承的選擇優化提供參考。
  水輪發電機組中(zhōng)包括(kuò)上、下導軸承和水導(dǎo)軸承,上、下導(dǎo)軸承為可傾瓦軸承,水導軸承(chéng)為筒式軸承。在機組運行中(zhōng)上導軸承、下導軸承和水導軸承對機組的橫向振動起著重要的作用,在分析軸係的(de)振動特性時,不可忽略水導軸承。其中水導軸承的幾何參數和邊界條件:直徑D=700mm,長度L=180mm,4塊軸瓦,半徑間隙為0.15mm,油膜溫度為50℃,油膜動力粘度為0.038Pa·s,利用ARMD的Journal模塊計算得到水導軸(zhóu)承的剛度阻(zǔ)尼值,分析研究中主要針對上導軸承(chéng)和下(xià)導軸承(chéng)進行分析,利用ARMD的Title模塊進行計算分析。上、下導的(de)基(jī)本參數:上導軸承(chéng)直徑D=700mm、長度L=180mm,下導軸承直徑D=900mm、長(zhǎng)度(dù)L=175mm。機組(zǔ)的(de)工作轉速n=500r/min,承受的兩個外部載荷力大小(xiǎo):F磁不平衡力=7.9×105N,F水力不平衡力=9.120×104N。然後通過臨界轉速和對數衰減率這兩個判斷軸係振動特性和穩定性的基本要素來體現軸係特性隨(suí)軸承特性變化的規律。
  對滑動軸承來說,潤(rùn)滑油Z重要的性質是其粘度和(hé)溫度。如果粘(zhān)度太低,軸承的(de)承載能力不足;如果粘度太高,功率損耗大、運轉溫度高。但油溫高,潤滑油粘度下降。因而靠提(tí)高潤滑油粘度來增加軸承承載能力有一定限(xiàn)製。
  通過在軸瓦塊數為(wéi)8塊,在軸(zhóu)承寬徑比不變的條件下(xià),上、下導(dǎo)軸承軸(zhóu)瓦包角分別為22.5°、25°。軸承的載荷力均加在Y方向,軸承間隙為0.11mm。當溫度高於80℃時,以(yǐ)礦物油為基(jī)礎油的潤滑油老化速度將加快。影響(xiǎng)潤滑油老化速度的還(hái)有潤滑油總量和潤滑油流量的比值(zhí)。故現分別對油膜溫度為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃時軸承油膜特性及軸係特性進行分析。潤滑油在不同溫度下的運動粘(zhān)度不同,隨著油溫逐(zhú)漸升高,潤滑油的動力黏度逐漸減(jiǎn)小,在承載力(lì)不變的情況下,軸承承載量係數增大,軸承偏心率與承載量係數成正比關係,即軸承偏心率呈增大趨勢,在間隙值不變的條件下,偏心率增(zēng)大,故油膜Z小厚度減小,剛度在(zài)一定方位呈現增大趨勢。一階臨界轉速及對數衰減率均變化很小,二(èr)階的臨界轉速呈降低,對數衰減率呈增大趨勢。
  結果顯示:隨著瓦塊數和包角(jiǎo)的增加及油膜溫(wēn)度的降低,軸承的偏心率逐漸減小,油膜Z小厚度逐漸(jiàn)增大,但隨著(zhe)半徑間隙的增大,軸承(chéng)偏心率和(hé)油膜厚度(dù)均增大。其中隨著軸承參數的變化,一階臨界轉速和對數衰減率變化很小,二階臨界轉速呈現不同的變化趨勢。Z終為以後的軸承選擇或運行提供一定的參考依(yī)據。
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