螺旋式叶轮及导叶的水力设计及性能试验研究

螺旋式叶轮是立式泵用大推力油轴承组件中的关键部件,叶轮运转时,驱动轴承的润滑油系统中的润滑油循环流动,为主推力瓦、副推力瓦与推力盘之间提供所需的润滑油,使其形成油膜,避免发生干摩擦而损坏轴承,同时带走轴承产生的热量以冷却轴承。通过叶轮及导叶的设计及试验研究,利用试验装置测试水力性能,并考虑不同温度下因黏度发生变化而对性能产生的影响。经过对试验结果的分析,证明水力特性满足推力轴承对润滑油系统的运行要求。     

单吸式离心通风机轴向推力及止推性能试验对比

简要分析了单吸式高压离心通风机叶轮工作时产生轴向推力的原因及危害.通过对模型试验风机叶轮增加后盘附叶片前后,介质气体对叶轮及主轴和轴承所产生的轴向推力的检测,明确了增加附叶片对减小风机轴向推力的作用及对产品性能优化改造的实际意义.     

平衡梁结构对水润滑可倾瓦推力轴承启停过程的影响

建立了带平衡梁结构的水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,在该模型中考虑了界面滑移、挤压作用和支点变形的影响。采用该模型分析了相同运行条件下平衡梁结构与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承的启停过程。分析结果表明:随着瓦面高度误差的增加,轴承的启停转速增加。设计了一套水润滑可倾瓦推力轴承机理研究试验系统,包括平衡梁与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承,并对两种轴承的启停过程进行试验。试验结果表明:非平衡梁结构可倾瓦推力轴承各瓦之间的载荷误差达到90%,而平衡梁结构可倾瓦推力轴承各瓦之间的载荷误差小于4.6%。平衡梁结构可以降低轴承的启停转速,同时提高轴承加工及安装误差的最大许可范围。试验结果与理论分析结果取得较好的一致性。     

三峡电站700MW机组推力轴承状态监视系统

在三峡电站ALSTOM机组推力油槽上设置油品在线监测系统,与现有的推力瓦受力测量系统及推力瓦油膜厚度实时监测系统组成了一套推力轴承状态监视系统。该系统可实时监测润滑油液状态、推力瓦油膜厚度、推力瓦受力状况、有功功率和转速,实现推力轴承多参数状态监测信息的融合,为保障水轮机组的运行安全提供了科学依据。     

轴向推力轴承性能仿真及试验研究

推力轴承是离心压缩机的关键部件,其性能对压缩机的可靠性有决定性的影响。本文首先利用THRUST软件建立了可倾瓦止推轴承的三维模型,并考虑轴承瓦块、推力盘和油膜之间的流场-温度场-弹性变形的耦合,获得转子转速1500 r/min,2000r/min,2500 r/min,3000r/min 和3500r/min下可倾瓦推力轴承的油膜厚度、转子轴向位移及轴瓦温度。同时,建立试验装置并进行试验研究,最大轴承载荷为30000N。最后将试验结果与软件仿真结果相对比,发现模拟得出的瓦块温度和轴位移值与试验相吻合,从而证明THRUST软件的算法适用于本文研究的工况范围内的推力轴承的模拟,可为推力轴承的性能预测、优化设计及改造提供指导。     

弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程试验研究

在国内外推力轴承试验研究的基础上．设计制造了弹性金属塑料瓦推力轴承试验装置，设计了基于PC机的数据采集卡组建的信号采集系统的硬件系统,使用LABVIEW开发基于虚拟仪器技术的弹性金属塑料瓦的数据采集软件系统。在该试验台上进行弹性金属塑料瓦推力轴承瞬态工况下的试验研究，分析了弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程中的润滑性能变化。     

屏蔽式核主泵水润滑可倾瓦推力轴承推力盘的离心效应

屏蔽式核主泵避免了动密封问题,同时主泵中水润滑可倾瓦推力轴承有着尺寸大、推力盘转动惯量高、离心效应明显的特点。针对主泵中推力盘的结构特点及工况条件,基于有限元分析方法,建立考虑推力盘离心变形的可倾瓦推力轴承多场耦合计算模型。基于推力盘变形独立性探索了推力盘装配结构中两个关键间隙的设计参数:内轮毂端面与端面板直接接触,外套环与端面板之间留有间隙,屏蔽套与外套环之间应至少预留1.74 mm的间隙;探讨了推力盘装配结构对离心变形的影响:低转速下可倾瓦轴承可通过瓦块倾斜补偿推力盘变形,转速大于3600 r/min时推力盘变形迅速增大,极大增加润滑失效可能性;分析计算了不同结构尺寸下离心变形对推力轴承工作性能的影响:飞轮内轮毂凸沿外径的合理尺寸范围为0.63~0.67 m。     

PTFE瓦与巴氏合金瓦推力轴承热弹流特性的对比分析

采用热弹流润滑模型对比分析PTFE瓦和巴氏合金瓦推力轴承的润滑特性。计算结果表明,采用PTFE瓦后,推力轴承中油膜的最高压力得到有效降低,油膜压力分布更加均匀,推力轴承中润滑油膜温升会提高;推力瓦瓦体的温度会大幅度下降,其整体热变形也会相应减小;适当加工推力瓦进、出油边的楔形面,可以有效提高最小润滑油膜厚度;油膜入口区域的回流现象将减弱甚至可能消失;必需润滑油量得以降低,轴承的润滑损耗减小。     

推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明,推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响,并改变径向磁轴承的静负荷分配,使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于5自由度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。     

核主泵水润滑推力轴承试验的磨损颗粒研究

某核主泵水润滑推力轴承在试验浸银石墨瓦时,在类似热瞬态工况时出现异常振动及噪声,拆机发现石墨推力瓦和推力盘硬化层表面均出现较严重磨损,且石墨推力瓦出现局部剥落。采用化学、光学、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电子探针等方法研究水润滑轴承试验的磨损颗粒相结构、形貌、成分、组织和磨损表面特征;明确热瞬态时不锈钢推力盘硬化层与石墨推力瓦的摩擦磨损形式和过程,得出水润滑推力轴承已经进入边界润滑状态,局部发生干摩擦的结论;提出一些改进建议,如将水润滑轴承瓦面材料改为碳素纤维复合材料以增加抗磨性能,改善瓦面形状以减少热变形,增加接触曲面硬化层以控制高应力曲面接触的微动磨损。     

核主泵水润滑推力轴承试验磨损颗粒研究

某核主泵水润滑推力轴承在试验浸银石墨瓦时,在类似热瞬态工况时出现异常振动及噪声,拆机发现石墨推力瓦和推力盘硬化层表面均出现较严重磨损,且石墨推力瓦出现局部剥落。采用化学、光学、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电子探针等方法研究水润滑轴承试验的磨损颗粒相结构、形貌、成分、组织和磨损表面特征;明确热瞬态时不锈钢推力盘硬化层与石墨推力瓦的摩擦磨损形式和过程,得出水润滑推力轴承已经进入边界润滑状态,局部发生干摩擦的结论;提出一些改进建议,如将水润滑轴承瓦面材料改为碳素纤维复合材料以增加抗磨性能,改善瓦面形状以减少热变形,增加接触曲面硬化层以控制高应力曲面接触的微动磨损。     

考虑激振频率的可倾瓦推力轴承动特性理论与试验研究

为了研究激振频率对可倾瓦推力轴承动特性的影响,提出考虑激振频率的动特性建模方法和试验方法。依据可倾瓦轴承刚度和阻尼定义,将激振频率引入可倾瓦推力轴承动特性计算过程,通过建立轴向扰动下的膜厚方程、雷诺方程及瓦块运动方程,推导出包含激振频率的可倾瓦推力轴承动特性数学模型,计算分析刚度和阻尼随扰动频率(激振频率与主轴转频的比值)、转速及载荷的变化规律;采用脉冲激振法在可倾瓦推力轴承试验台进行动特性试验,得到不同激振频率、转速及载荷条件下刚度、阻尼的试验结果,并和相应的理论计算值进行对比分析。结果表明：当扰动频率较小时,可倾瓦推力轴承刚度随其增加而逐步增大,阻尼随其增加而逐步减小;当扰动频率增加到一定程度后,其刚度和阻尼逐步趋于稳定。此外,转速和载荷对其刚度和阻尼随扰动频率的变化幅度基本无影响。     

线支承扇形瓦推力轴承热动力润滑性能分析

建立了线支承扇形瓦推力轴承中油膜压力、油膜厚度、能量方程和粘温方程等的无量纲表达式，研究了各种刮瓦形式和支承线的倾斜度对推力轴承的油有膜厚度分布和温度分布的影响，研究表明，对于可倾瓦来说，各种刮瓦形式并不能有效降低润滑油的温升，不会明显改善推力轴承的润滑性能；推力轴承在经过长期运行后，推力瓦块支承线因受压缩将会向内倾斜，瓦块外半径处沿圆周方向上的油膜厚度显著减小，从而使润滑油温升大大提高，明显降低了推力轴承的润滑性能。     

牵引电动机公路运输过程中轴承损伤原因及预防措施

通过对公路运输后牵引电动机两端轴承损伤区域进行检测,分析轴承产生运输损伤的原因。结果表明:传动端轴承压痕发白是由于滚子与滚道面之间反复击蚀,产生了类似抛光的作用;非传动端轴承等间距深褐色压痕是因为在推力载荷下,球与沟道之间的润滑油膜被挤出,同时由于该轴向推力产生的摩擦力矩不足,运输过程中转子往复微量转动,造成球和沟道表面氧化。针对运输损伤原因开发了全新的运输工装,经实际运用证明该工装可有效防止轴承运输损伤。     

悬臂式离心风机叶轮侧轴承烧损原因分析及解决

针对悬臂式离心风机一直存在叶轮侧轴承温度过高、温升过快、振动较大问题,对风机结构性能、轴承损坏情况及轴承损坏过程中传感器提供的振动曲线图、温度曲线图研究分析。经计算各类轴承的最小负荷及轴承受力特点,将该悬臂式离心风机叶轮侧轴承改型,并将原风机末端两盘轴承采用同一支路润滑系统改为两盘轴承由各自分支路的单独润滑系统,该方案彻底解决了上述故障。     

基于TEHD方法研究热油传递因子对推力轴承性能仿真的影响

推力轴承是离心压缩机的关键部件,其性能对压缩机的可靠性有决定性的影响。热油传递因子决定着润滑油从给油器喷嘴和前一个瓦块共同流入推力瓦前缘的混合温度,其主要由转速、轴承类型、喷嘴形状、瓦块周向偏心比等决定。许多学者在研究推力轴承性能时,常常忽略热油传递因子的影响。本文利用推力轴承流热固耦合(TEHD)模型研究热油传递因子对轴承性能仿真的影响,并与推力轴承试验结果进行对比,获得吻合较好的数据曲线,从而为热油传递因子的正确取值提供参考。     

主泵推力轴承循环油路分配数值模拟

为解决主泵推力轴承循环油路分配难以理论计算的问题,建立了主泵推力轴承油路、油叶轮以及油导叶的计算模型,采用了CFD数值法给出了主轴(油叶轮)不同转速、不同出口背压下的油路分配量,并给出了对应的分配比例。结果表明:主泵推力轴承三路油量都随着主轴(油叶轮)转速的增大而增大,随着出口背压的增大而减小;主轴(油叶轮)在一定转速以及一定出口压力范围内,三路油量分配比例均保持不变。为以后类似结构的推力轴承润滑油循环油路分配问题提供参考。     

1000MW机组立式凝结水泵轴承损坏分析及解决方案

针对1000MW机组立式凝结水泵变频改造过程中因轴承温度偏高而导致推力轴承磨损、烧毁的问题,从平衡孔的设计计算、叶轮和导叶之间的间隙选择、叶轮和导叶完全对中的实现几个方面进行分析,从而得出解决方案。     

CO2压缩机高压缸推力瓦故障分析与对策

针对大化肥二氧化碳压缩机高压缸残余轴向推力过大，推力瓦过热，使其承载能力降低而频繁损坏的情况，在不改变原推力轴承尺寸的情况下，对瓦块进行“偏心”处理，保证了推力瓦有更合理的力学结构，使瓦块表面进入的润滑油量增加，瓦块表面温度降低，避免瓦块过热损坏。     

百万千瓦核电厂主泵推力轴瓦异常磨损原因分析与优化改进

某核电厂主泵在进行调试试验过程中,三台主泵主推力瓦在无顶轴油惰转期间轴瓦温度出现高报警后停泵,经解体检查发现主瓦表面出现异常磨损。本文对主泵轴承室及润滑油回路的结构与功能进行阐述,对主瓦异常磨损的原因从轴向载荷、最小油膜厚度、推力瓦表面质量等几个方面进行了分析,同时给出优化改进措施以提高主泵的运行安全性和可靠性。