滑動軸承在發(fā)電機中的應(yīng)用

張亞鴿，陳 帥，杜云飛

滑動軸承在發(fā)電機中的應(yīng)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(yīng)用，詳細說明了應(yīng)用于發(fā)電機的幾類滑動軸承，并且對采用滑動軸承的發(fā)電機在實際應(yīng)用中對標(biāo)準(zhǔn)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(yōu)缺點，在機械行業(yè)，可根據(jù)軸承的優(yōu)缺點擇優(yōu)選擇不同種類的軸承?；瑒虞S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(yīng)用于各個行業(yè)?，F(xiàn)針對滑動軸承在發(fā)電機中的應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)，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(tài)。因此，這類軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦阻力小、承載能力強的特點，并且對轉(zhuǎn)速的適應(yīng)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(fù)雜的供油裝置，因此，除了在一些高精度設(shè)備上應(yīng)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(chǎn)生將軸頸與軸瓦完全隔開，從而實現(xiàn)液體摩擦潤滑，因而其摩擦系數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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?jié)櫥蛷拇蠖肆鬟M，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(zhuǎn)，在軸與軸瓦之間形成油膜，此供油系統(tǒng)簡單，設(shè)計良好的動壓軸承具有很長的使用壽命，因此，很多旋轉(zhuǎn)機器（例如膨脹機、壓縮機、泵、電動機、發(fā)電機等）均廣泛采用各類動壓軸承。

2 滑動軸承在發(fā)電機中的應(yīng)用

2.1 動壓軸承在發(fā)電機中的應(yīng)用

動壓軸承按照潤滑方式，分為自潤滑、復(fù)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(huán)自潤滑結(jié)構(gòu)，依靠軸承內(nèi)部的甩油環(huán)將儲存在軸承座內(nèi)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(fù)合潤滑滑動軸承

復(fù)合潤滑滑動軸承是采用油環(huán)潤滑加強迫潤滑的結(jié)構(gòu)?；瑒虞S承中有甩油環(huán)、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(fù)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(huán)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(xiàn)故障時，從報警到停車的3-5分鐘之內(nèi)，通過甩油環(huán)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(fù)合潤滑軸承因油位較高，在使用過程中漏油相對嚴(yán)重一點。對于復(fù)合潤滑的軸承，進出油孔根據(jù)軸瓦的設(shè)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(fù)合潤滑滑動軸承去掉甩油環(huán)，其余結(jié)構(gòu)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(fā)電機中的應(yīng)用

靜動壓軸承其實是利用靜壓和動壓軸承的優(yōu)點組合的滑動軸承，靜壓防止了發(fā)電機啟動、停止前轉(zhuǎn)軸對軸瓦的損傷，動壓保證了保證油膜形成和帶走摩擦產(chǎn)生的熱損耗。靜動壓軸承適合低轉(zhuǎn)速、重載荷的發(fā)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(zhuǎn)時關(guān)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(zhuǎn)時關(guān)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(chǎn)生的熱損耗，高壓油靠壓力托舉轉(zhuǎn)子的重量，使轉(zhuǎn)軸在未運轉(zhuǎn)前與軸瓦形成有效安全厚度的油膜，保證轉(zhuǎn)軸安全運行。

3 標(biāo)準(zhǔn)滑動軸承在發(fā)電機應(yīng)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(xiàn)滲油的現(xiàn)象，長期運行影響發(fā)電機的整體性能，滲油是滑動軸承內(nèi)部的潤滑油滲到密封的外部，流入電機內(nèi)部，密封圈與軸承座設(shè)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(fā)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(fā)熱，刮瓦跟個人的手法有相當(dāng)大的關(guān)系，完全憑借手法保證間隙的大小，間隙太小相當(dāng)于沒有刮，間隙過大，相當(dāng)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(jié)論

經(jīng)過上述分析，介紹了最常應(yīng)用于發(fā)電機的滑動軸承的類型，以及各類軸承的優(yōu)缺點，并且針對安裝于發(fā)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(fā)電機的質(zhì)量。

[1] E·維德曼.電機結(jié)構(gòu). 機械工業(yè)出版社.

[2] 濮良貴. 機械零件. 高等教育出版社.

[3] 機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)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(shè)計。