涨知识,轴心位置图的用途及分析方法!

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涨知识,轴心位置图的用途及分析方法!

在机组启、停机阶段所得到的轴心位置趋势图可以了解机组随转速变化时,转子在轴承内的工作情况以及轴在轴承的工作位置是否在设计范围之内;在机组带负荷过程,轴心位置的趋势图将反映轴承热态标高变化情况及蒸汽作用力对转子工作位置的影响。但是需要注意的是:由于高中压转子的工作温度较高,在支承处其转子的周向膨胀速度往往大于支持轴承的周向膨胀速度,因此在轴心位置测试应根据转子的实际温度进行补偿;对于瓦间支持的可顷瓦轴承,还应考虑支持瓦块的上浮量。

事实上轴心位置图是用来监测在不同工况下(转速变化、负荷变化,温度变化)轴在轴承中的工作位置的变化情况。对于椭圆轴承而言,机组从零转到工作转速下,其轴在轴承中的工作位置将随着转速的升高而上升并且偏向一边,其偏向的方向同转子的旋转方向是密切相关的,如果转子是顺时针旋转的,则转子将偏向左侧(从机头向机尾看),而转子是反时针旋转时,则轴将偏向右侧;而对于可顷瓦轴承来讲则应视瓦间支承和瓦块支承而定,对于瓦间支承,则轴将随着转速的升高而升高,且转子基本没有左右移动的现象,即在工作速下,轴基本工作在轴承的垂直轴线上(这里没有考虑相邻轴承及蒸汽力对转子的影响);而对于瓦块支承的轴承,其轴的工作位置基本同椭圆轴承类似。

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涡流传感器输出的间隙电压反映了探头与转轴之间的距离,根据轴承间隙和传感器间隙电压变化情况,可以比较准确地计算出转子在轴承内的位置。将不同转速(或负荷、电流等)下的轴颈中心位置点连接起来,即可绘制出轴中心位置随转速(或负荷、电流等)的变化曲线,称为轴中心位置曲线。

1.1 判断轴承承载情况

轴颈中心位置、轴承温度、油膜压力、轴承承载这四个参数之间具有较强的关联性。轴颈中心位置高,轴承承载轻,轴承油膜压力小,轴承温度低;轴颈中心位置低,轴承承载重,轴承油膜压力大,轴承温度高。随着转速的升高和负荷的增大,轴颈中心位置上移,油膜压力逐渐减小。

1.2 判断轴承工作状况

轴颈中心位置直接影响轴承工作状况。承载轻的轴承稳定性较差,承载重的轴承稳定性较好。根据轴颈中心位置也可以对轴承工作状况和乌金损坏原因进行分析。如果轴颈中心位置过低,将会导致转轴与乌金之间的油膜厚度过薄,轴承容易损坏,振动也会变得不稳定。通常希望轴颈工作在轴承中下部,这样能比较好地形成油楔,稳定地支承转子。

1.3 判断转子对中情况

正常情况下,轴颈中心应该位于轴承中下部。如果联轴器两侧的两个轴承,轴颈中心位置偏差较大,如图22所示,说明两个转子之间存在着一定程度的不对中。

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1.4判断轴承相对标高状况

如果轴承标高偏高,那么轴颈中心位置偏下。如果轴承标高偏低,那么轴颈中心位置偏上。标高与轴颈中心位置之间有对应关系。因此,根据轴颈中心位置,可以定性判断轴承相对标高状况。

1.5对系统动力特性的影响

轴承油膜刚度和阻尼系数随轴颈在轴承中偏心率而发生变化。随着偏心率的增大,刚度、阻尼系数非线性增大,系统动力特性有可能发生较大变化。以三支承转子(两个转子采用三个轴承支承)为例,中间轴承标高过低时,该轴承不承载,基本“脱空”,三支承变为了两支承,系统动力特性将会发生较大变化,需要引起重视。

从轴心位置图可以看出偏位角、偏心距、最小油膜的厚度,从而判断转子运行是否平稳。一般来说,大机组转子轴心位置的偏位角应该在20°~50°之间,最小油膜厚度大约为(30~200) μm。如果偏位角过大,则表明轴心位置上移,预示着转子很容易发生不稳定涡动;如果最小油膜厚度产生变化,明显变小则表明很可能出现磨损或者油温、瓦块温度明显增高,变大则表明润滑油的粘度变大。

1.6 可观察投高压顶轴油后轴颈浮起量,并依此可以用来确定顶轴油泵、油路是否正常。

1.7发生油膜失稳时,轴颈在轴承中应该处于小偏心的位置。

根据轴心静态轨迹以及和油温、油压等相应参数的比较,可以确定轴颈偏心率的变化是否是油膜变化所致。

1.8 判断转子失稳原因。

当转子发生汽流激振时,一个可能的原因是汽门的开启顺序使得转子受到额外的向上的作用力,轴颈在轴承中向小偏心方向移动,抑制失稳的能力降低,进而发生失稳。在判断失稳是否出自这一原因时,轴心位置图是有用的。

1.9 当缸体左右位置变化时可引起轴承相对轴颈位置的变化。

因此可以判断缸体跑偏,缸体受到侧向推力,轴承座在台板上滑动不良等缺陷。

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