汽轮机结构：第六节轴承
汽轮机本体结构介绍
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统
a、下猫爪支撑 b、下猫爪中分面支撑 c、上猫爪支撑
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统
1－上缸猫爪 2－下缸猫爪 3－安装垫片 4－工作垫片 5－水冷垫铁 6－定位销 7－定位健 8－紧固螺栓 9－压块
在装汽封环的相应转子上有一系列的台阶形汽封 槽，汽封环上加工有汽封齿，汽封齿有高齿和低 齿，二者相间排列，分别对者转子上的凹槽和凸 肩。汽封环一般有多块组成，置于汽封槽内，并 用弹簧片压住。
低压部分汽封环上的汽封齿做成平齿转子相配表 面亦为平圆柱面，其结构比高、低齿汽封简单。 汽封齿尖端很薄，即使动、静间发生磨擦，其产 生的热量也不大，且汽封环是有弹簧片压住，磨 碰时能作径向退让。汽封齿间隙在总装时修正。
六、轴承箱与轴承
前轴承座位于机组高压缸的调阀端，为一钢板焊 接的长方箱形结构。它支承高压转子，并在转子 接长轴上装置主油泵轮及危急遮断器。前轴承座 还装有差胀、转速、振动、偏心监视及键相器的 传感器，此外，还装有危急遮断控制器及试验装 置。
前轴承座有内部油管路系统，向安装于前轴承座 内、外的部件供油。
进气部分
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 支撑基础必须稳固，其固有频率应避开汽轮发电
机的工作转速； 汽缸与轴承座应有良好的刚性，以免变形； 保证各汽缸在机组启动、运行、停机的过程中温
度变化时能自由膨胀和收缩，静子与转子中心线 保持一致，避免动、静部分之间的间隙消失以致 发生动静摩擦。
叶根部分：T型，叉型和枞树型。 叶顶部分：安装围带（也称复环）和拉金（拉
筋），安装围带是为了减小叶片工作弯应力，调 整叶片自振频率，减少叶顶漏汽。
汽轮机内部结构拆装与检修
❖ 转子结构 ❖ 叶片 ❖ 联轴器
06.07.2024
转子结构
❖ 转子是汽轮机转动部分的总称，它由大轴、叶轮、 叶片及其他部件所组成。
❖ 转子形式主要分为：套装转子、整煅转子和焊接 转子。
❖ 套装转子 ❖ 套装转子的主轴一般都加工成阶梯形，叶轮最常
用热套或其他方式套装在主轴上。多适用于中、 低参数的冲动式汽轮机，这种结构便于加工制造 并节省金属。某些高参数大容量机组的中、低压 转子也有部分采用套装转子的工艺
将其校直，此法直轴精度高，应力小，不会产生 裂纹，但只适用于弯曲不大，直径较细的轴。
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直轴的方法
❖ 3.局部加热法直轴 对于弯曲不大的碳钢或低合金钢轴，用局部
加热法直轴，既省时又省事。
❖ 4.局部加热加压法直轴 此法在加热前先加压，冷却后再卸压，效果
较前几种都好。但不适合高合金钢及经淬火的轴， 而且稳定性较差，在运行中还会产生弯曲。
嘴室通过锥面、卡环与内缸连接，喷嘴室的周向 和竖直方向均有导向键，可以保证自由膨胀和进 气中心不变。
❖隔板和隔板套 ❖隔板的结构形式很多，但都可以大致分为轮缘、
喷嘴、本体等部分。大型汽轮机常用的结构形式 有铸钢隔板、焊接隔板、铸铁隔板三种。
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喷嘴、隔板和隔板套
❖ 隔板的吊装 ❖ 隔板的清理与检修 ❖ 隔板结合面的严密性检查
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叶片
❖ 复环及围带 ❖ 叶顶部分的结构有三种：有铆钉头的，复环与叶
片一体的和叶顶削薄的。
❖ 叶片的连接方式 ❖ 一般短叶片用复环连接，中等长度叶片用复环和
拉金连接。长叶片的连接方式，多采用将复环与 叶片铣成一体，一般将两个叶片在顶部和根部焊 成组。
《机械设计》第8章 轴承
四 向心角接触轴承轴向力的计算
1 派生轴向力
R S0
P0 N0
1 派生轴向力
向心角接触轴承的派生轴向力
圆锥滚子轴 承
角接触球轴承
C型
AC型
B型
（α=15°) （α=25°) （α=40°)
S=R/(2Y)
S=eR S=0.68R S=1.14R
2 轴向力A的计算
R1
R2
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1>S2,
滑动轴承的特点、应用及分类
在以下场合，则主要使用滑动轴承： １．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。
６．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
S1
R1 1被放松
A1=S1
S2
ΔS
ΔS
R2
2被压紧
A2=S2+ΔS =S1+Fa
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1<S2,
ΔS
S1
R1 1被压紧 A1=S1+ΔS =S2-Fa
S2 R2 2被放松
A2=S2
结论：——实际轴向力A的计算方法
1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被 “压紧”和“放松”的轴承。
1.基本概念
⑴轴承寿命
⑵基本额定寿命L10 ——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%
的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10（以106r 为单位）或一定转速下的工作时数 Lh ⑶基本额定动载荷C
L10=1时，轴承所能承受的载荷 由试验得到
汽轮机轴承知识（图文）
汽轮机轴承知识（图文）1汽轮机的轴承的类型汽轮机的轴承有推力轴承和支持轴承两种：双人出游来这订房超浪漫！广告1、支持轴承是承担转子的重量及转子不平衡质量产生的离心力，并确定转子的径向位置，保证转子中心与气缸中心一致，以保证转子与静止部分间正确的径向间隙。
2、推力轴承是承受转子上未平衡的轴向推力，并确定转子的轴向位置，以保证动、静部分间的轴向间隙。
2汽轮机支撑轴承的工作原理滑动支撑轴承中，轴瓦内圆直径略大于轴颈外径，转子静止时，轴颈处在轴瓦底部，轴颈与轴瓦之间自然形成楔形间隙。
如果连续向轴承间隙中供应具有一定压力和粘度的润滑油，当轴颈旋转时，润滑油随之转动，在右侧的间隙中，润滑油被从宽口带向窄口。
由于此间隙进口油量大于出口油量，润滑油便聚集在狭窄的楔形间隙中而是油压升高。
当间隙中的油压超过轴颈上的载荷时，就把轴颈抬起。
轴颈被抬起后，间隙增大，油压又有所降低，轴颈又下落一些，直到间隙中的油压与载荷平衡时，轴颈便稳定在一定的位置上旋转。
此时，轴颈与轴瓦完全被油膜隔开，形成了液体摩擦。
展开剩余89%3汽轮机推力轴承的工作原理推力轴承的结构就是在推理盘的正反面各安装了若干块推力瓦片，靠发电机侧的我们一般称之为工作瓦，主要承受正向轴向推力，另一侧的我们称为非工作瓦，主要承受有时瞬时出现的反推力。
汽轮机转动后，润滑油跟着推力盘一起转动，进入推力盘与瓦块之间的间隙，当转子产生轴向推力时，间隙中的油层受到压力，并传递给推力瓦块，由于推力瓦快是偏心支承的，受力就产生了偏转，这样就与推力盘之间构成了楔形间隙；随着汽机转速升高，油膜建立，此时，推力盘与推力瓦块之间完全被油膜隔开，形成了液体摩擦。
汽轮机径向轴承分为固定瓦轴承与可倾瓦轴承两类。
1，固定瓦轴承固定瓦轴承油圆柱轴承、椭圆瓦轴承、多油锲和多油叶轴承（目前不大采用）。
普通的圆柱轴承，由上下半组成。
下半轴承体外圆设有三个径向调整垫块，上半轴承顶部设一个径向调整垫块，供轴承调整用。
第六章 汽轮机主要零件结构与振动
图6-48 叶片组的切向A型振动
图6-49叶片组的切向 B0型振动
（2）轴向振动 叶片组的轴向振动往往 与叶轮的轴向振动耦合在 一起，必然伴随这叶片的 扭转振动。 2.叶片组的扭转振动 在叶片扭转振动发生时， 围带与叶片保持便捷连续， 围带必然产生弯曲振动。 所以叶片组的扭转振动分 为组内各叶片的牛转子振 动和叶片组的扭转振动。
图6-15 铸造隔板
1—外缘；2—静叶片；3—隔板体
2、隔板套 隔板套用于固定隔板。现代高参数大功率汽轮机往往将 相邻的几级隔板状在同一隔板套中，隔板套在固定于汽缸 上。隔板套结构的分级基本上是由汽轮机抽汽情况决定的， 相邻隔板套之间有抽汽，这样可充分利用隔板套之间的环 状汽流通道，而无须借加大轴向尺寸的办法取得必要的抽 汽通流面积。 隔板套分为上下两半，而只通过中分面法兰用螺栓和定 位螺栓连接在一起。隔板套在汽缸内的支承和定位采用悬 挂销（搭子）和键的结构。隔板套通过其下半部分两侧的 搭子支承在下汽缸上，其上下中心位置由其底部的定位销 或平键定位。为保证隔板套的自由膨胀，装配时隔板套与 汽缸凹槽之间留有1~2mm的间隙。
图6—18 油膜的工作原理
（a）有相对运动，无施加垂直方向载荷作态； （b）无相对运动，有垂直方向荷载状态； （c）既有相对运动，也有垂直方向载荷状态； （d）两平面间构成楔形，有相对运动和垂直方向的载荷状态
（二）径向支承轴承 1及油楔中的压力分布（周向） （b）油楔中的压力分布（轴向） l—轴承长度；d—轴颈直径
2π n fd = = in 2π / i
2、高频激振力：（由喷嘴的尾迹扰动产生）
2π n fg = = Zn 2π / Z
对于部分进汽的 级，激振力的频率为 Z fg = n e
汽轮机轴承及隔板结构
汽轮机轴承及隔板结构径向支持轴承的作用：支持转子的质量及由于转子质量不平衡引起的离心力，并确定转子的径向位置，使其中心与汽缸中心保持一致。
径向支持轴承也称主轴承。
主轴承形式——按轴承的支撑方式可分固定式和自位式两种。
汽轮机按轴瓦形式可分：1、圆筒形轴承；2、椭圆形轴承；3、三油楔轴承；4、可倾瓦轴承等；袋式轴承。
释义：1）按载重量分有轻载轴承和高速中载轴承。
2)按轴承座支持方式分为固定式轴承（也叫圆柱形）、自位式轴承（球形轴承）、和半自位式轴承（半球形）。
3）按油锲分为圆筒形、椭圆形、多油锲和可倾瓦等型式。
结构特点——由轴承座、轴承盖、上下两半轴瓦等组成。
轴瓦是直接支撑轴颈的，其内表面浇有一薄层耐磨合金，也称乌金。
上下两半瓦用调整垫铁支持，每块垫铁上都有垫片，可以调整轴瓦的径向位置，从而保证机组中心的正确。
1、圆轴承：常用的的圆轴承在下瓦中分面附近位置处有进油口，轴颈旋转时只能形成一个油楔。
这种轴承可能发生失稳现象。
释义——圆筒形轴承的特点：他内孔的乌金面理论上是圆柱形，其结构简单，耗油量少，在高速轻载工作条件下油膜刚度差，易发生震动。
常用于中小型汽轮机，压缩机。
2、椭圆轴承：其垂直方向的长径略大于水平方向的短径。
在其下瓦中分面附近位置处有进油口，轴颈旋转时只能形成一个油楔。
这种轴承也可能发生失稳现象。
释义——椭圆形轴承的特点：其顶部间隙为轴颈的1/1000，两侧间隙各为顶部间隙的2倍，油锲收缩的更剧烈，有利于形成液态摩擦及增大承载能力。
由于椭圆轴承的上部间隙小，除下部主油锲外，在上部形成一个附加的副油锲。
在副油锲的作用下，油膜的厚度变小了，轴承的工作稳定性得到改善。
加大侧面间隙，油量增加，加强了对轴颈的冷却作用这是优点。
缺点是通圆筒形相比，轴承加工较复杂，同时因为顶部间隙小，对油中的杂质更为敏感。
3、三油楔圆轴承：在其下瓦偏垂直位置两侧都有进油口，在上瓦还有一个进油口，轴颈旋转时能形成三个油楔。
汽轮机的工作原理和结构-附图
汽轮机工作原理和结构一、汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加,热能转变为动能。
如图1所示.高速汽流流经动叶片3时,由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。
图1 冲动式汽轮机工作原理图1—轴；2—叶轮;3—动叶片；4-喷嘴二、汽轮机结构汽轮机主要由转动部分（转子）和固定部分（静体或静子）组成。
转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。
固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图2所示。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套(过盈配合)在主轴上,并用键传递力矩。
图2 套装转子结构1—油封环2—油封套3—轴4—动叶槽5—叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。
图3为汽轮机设备组成图.来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动,其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度,必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封,其内部压力又低于外界大气压,因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧.若任空气在凝汽器内积累,凝汽器内压力必然会升高,导致乏汽压力升高,减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。
汽轮机原理(6汽轮机主要零部件结构)
低压 缸
外缸和内缸之间的相对 膨胀通过在内缸猫爪处 的汽缸补偿器、端部汽 封处的轴封补偿器以及 中低压连通管处的波纹 管进行补偿。 外缸与轴承座、内缸和 基础分离，不参与机组 的滑销系统。
在低压缸端壁上装设排汽缸喷 水减温装置。防止缸壁的温度 超过允许范围， 在低压缸适当位置上装设有向 空泄放安全膜(安全阀)，其作用 是防止汽缸遭受超压损害。
低压缸纵剖面图 1－低压转子 2－低压外缸上半 3－低压内缸上半 4－低压外缸 6－低压内缸下半 7－低压外缸下半
(三) 进汽部分和中低压连通管
1 进汽部分 （1）定义：进汽部分是指调节汽阀后蒸汽进入汽缸第一级喷嘴的这 段区域。它包括调节汽阀至喷嘴室的主蒸汽(再热蒸汽)导管、导管与汽 缸的连接部分和喷嘴室。它是汽缸中承受蒸汽压力温度最高的部分。
由上汽缸水平法兰前后延伸出的 猫爪作为支承猫爪，分别支承在 汽缸前后的轴承座上。
特点：这种支承结构与中分面下猫 爪支承一样，汽缸受热膨胀时，不 会影响汽缸的中心线。同样克服了 非中分面下猫爪支承的缺点。但其 缺点是由于下缸是靠水平法兰螺栓 吊在上缸上，螺栓受力增加，而且 对中分面密封也不利，其安装也比 较复杂。
出口
进口
油动机
(四) 汽缸的支承和滑销系统
1 汽缸的支承： 汽缸通过轴承座及本身的搭脚 支承在基础台板上，基础台板又 用地脚螺栓固定在基础上。
（a）非中分面支承 (b)中分面支承
（1）猫爪支承 ①下猫爪支承 由下汽缸水平法兰前后延伸出的猫爪作为支承 猫爪，分别支承在汽缸前后的轴承座上。分为 非中分面下猫爪支承和中分面下猫爪支承。 特点：非中分面下猫爪支承的承力面与汽缸水 平中分面不在一个平面上。其优点是结构简单 ，安装检修方便；缺点是汽缸受热使猫爪因温 度升高而产生膨胀时，导致汽缸中分面抬高， 使静子和转子不在一个中心线上，从而改变了 静、动部分的径向间隙，严重时会造成静、动 部分摩擦甚至碰撞振动而损坏汽轮发电机组。 非中分面下猫爪支承只适用于温度不高的中低 参数机组的高压缸的支承。 中分面下猫爪支承是抬高猫爪的位置使其承力 面正好与汽缸的中分面在同一水平面上，从而 克服了非中分面下猫爪支承的缺点。这种结构 使下汽缸的加工变的复杂，但安装检修简单。 现常用于高参数大容量的机组的高、中压缸的 支承。（如上海汽轮机厂300MW机组采用的支 承结构就是中分面下猫爪支承）
汽轮机原理(第六章)
（2）种类 ①焊接隔板 将铣制或精密铸造、模压、冷拉的静叶 片嵌在冲有叶型孔槽的内、外围带上， 焊成环形叶栅，然后再将其焊在隔板体 和隔板外缘之间，如图6－13所示。
特点：具有较高的强度和刚度，适用于 高于350℃的高中压级隔板。 ②铸造隔板 将已成型的喷嘴叶片在浇铸隔板体的同 时放入其中，一体浇铸而成，如图6－14 所示。 特点：加工制造简单， 成本低，但通流部分光 洁度较差，且受温度影 响较大，适低于350℃ 的级中。
第三节
一、叶片的受力分析
叶片振动
（1）叶片、围带、拉金的质量产生的离心力 离心力作用：产生拉应力、弯曲应力 （2）高速汽流冲动叶片—汽流力（轴向、圆周 方向的应力）
不随时间变化的应力—静应力（静的弯应力）
随时间而变化的应力—交变应力（振动应力） （3）启停时由于温差引起的热应力
二、引起叶片振动的激振力
五、 盘车装置
1. 盘车装置的作用 （1）防止转子受热不均产生热弯曲。 （2）机组启动前盘动转子，可用来检查机组是 否具备启动条件。
如：动静部分是否摩擦，主轴弯曲值是否正常， 润滑油系统工作是否正常等。
（3）减少汽轮机启动时的冲转力矩。 2. 盘车装置的分类 （1）按驱动力来源 电动盘车和液动盘车。 （2）按盘车转速 高速盘车和低速盘车。
第二节 汽轮机转动部分结构
一、 转子
1. 转子的作用 将蒸汽的动能转变为机械能，并 传递扭矩。 2. 转子的分类 （1） 按有无叶轮 ①轮式转子 有叶轮，用于冲动式汽轮机。 ②鼓式转子 无叶轮，用于反动式汽轮机。
（2）按主轴与其他部件间的组合轴上， 如图6－26所示。
（1）按汽缸进汽参数：高压缸，中压缸，低 压缸。
（2）按汽缸的层数：单层缸，多层缸。 3.多层缸的作用 （1）加快机组的启停和变负荷速度。 （2）节约贵重金属。 4.300MW汽轮机汽缸简介 （1）高压缸 采用双层缸，如图 6－1,6－2，6－3所示。 （2）中压缸
汽轮机介绍之轴承的结构及作用
汽轮机轴承的结构及作用汽轮机采用的轴承有径向支持轴承和推力轴承两种。
径向支持轴承用来承担转子重量和旋转时的不平衡力，并确定转子的径向位置，以保证转子旋转中心与汽缸中心一致，从而保证了转子与汽缸汽封、隔板等静止部件的径向间隙。
推力轴承承受蒸汽作用在转子上的不平衡轴向推力，并确定转子的轴向位置，以保证通流部分动静间正确的轴向间隙。
一、推力轴承推力轴承安置在第一号径向轴承外侧轴承座内，为自位式推力轴承，它能自动地把载荷均匀地分布在各瓦块上，避免了所有瓦块都要有一准确的相同厚度的必要性。
推力盘和汽轮机轴制成一体，在其两侧各安装有6块推力瓦，这些瓦块支承于调整块上。
调整块装配在制成两半的支承环内，并用自位定位销支持，通过调整块的摆动使各瓦块的表面载荷均匀。
在推力盘轴线与轴承座内孔轴线不完全平行时，通过各调整块的位移，推力瓦块的载荷也能均匀分布。
支撑环装在推力轴承套中，通过支撑环键来防止支撑环和推力轴承的相对移动。
推力轴承套在水平处对分，上下两半用螺栓和销子固定，防止推力轴承套在轴承座中转动。
该轴承还设有定位机构，用以调整推力轴承套的轴向位置，使汽轮机转子在汽缸内获得正确位置，防止动静部分摩擦。
该推力轴承应用油膜原理。
轴承始终浸在压力油中，油直接从主机润滑油管路供给。
在排油管路上设有节流孔螺栓，以控制排油量，保证轴承内充满润滑油，并使润滑油具有一定的流量。
二、径向轴承四个径向支持轴承，高、中压转子和低压转子各两个。
高、中压部分两轴承采用四块可倾瓦块结构，其特点是：可避免油膜振荡，运转中具有良好的稳定性，可倾瓦之上瓦块出油侧外圆沉孔处装有减振弹簧将瓦块紧压于轴颈上，运转时可防止上瓦摆动。
1、高中压缸前轴承高中压缸前轴承为自位式可倾瓦轴承。
用于由于温度改变而又同时要求保持良好对中性的场合，以适应转子倾角的变化。
由于喷嘴的调节，调速汽门的相应开启，蒸汽进入不同的喷嘴弧段，通过调节级后而做功，这时作用在高中压轴承的负载大小和方向是变化的，可提供优良的稳定性，并能良好的消除轴颈振动。
汽轮机轴承学习（多图）
汽轮机轴承学习（多图）汽轮机轴承分类：支持轴承：承担转子重量；承担转子不平衡质量的离心力；确定转子径向位置。
推力轴承：承担转子轴向推力；确定转子轴向位置。
1.圆筒形轴承轴瓦内孔呈圆柱形，轴瓦外形呈球面形，能自动调整使轴颈与轴瓦平行轴承顶部间隙约为侧面间隙的2倍轴颈下形成一个油膜,油膜厚度一般为0.1mm三块轴承垫块轴瓦内车出燕尾槽，浇铸乌金,乌金厚1.5mm乌金CuSnSb11-6,固相点温度240，液相点温度360，软化温度132~149℃；质软，熔点低，耐磨，保护昂贵的转子油挡间隙一般为0.3~0.4mm轴颈与轴承的接触角为60°左右刮研使接触面积大于75%，且成点状接触用压铅丝的方法测紧力轴承紧力一般为0.07~0.15mm 轴承瓦枕紧力:因为工作时轴承温度比轴瓦高，若无紧力，热状态下工作时，轴承容易振动标准链接：圆筒形轴瓦的顶部间隙为：轴颈大于100MM时为轴颈直径的1.5-2/1000。
两侧间隙为顶部间隙的一半.椭圆形轴瓦的顶部间隙为：轴颈大于100MM时为轴颈直径的1-1.5/1000.两侧间隙为轴颈直径的 1.5-2/1000轴瓦间隙的测量：轴瓦间隙测量应在冷却状态下进行两侧间隙用塞尺在轴瓦水平结合面四个角（瓦口）上测量，塞尺插入深度约为轴颈直径的1/12~1/10。
轴瓦顶部间隙的测量用压铅丝的方法，铅丝长50~80mm，直径比顶部间隙大0.5mm，放在轴颈前后，紧结合面螺栓，，此时铅丝的厚度就是轴瓦顶部间隙。
轴瓦紧力测量：用压铅丝的方法测量轴瓦紧力将上下两半轴瓦组装并紧固好后，在顶部垫铁和轴瓦两侧瓦枕（轴承座）结合面前后均放一段铅丝，扣紧轴承盖，紧螺栓到工作状态，再取下轴承盖，测量铅丝厚度。
轴瓦紧力=两侧铅丝厚度平均值—顶部铅丝厚度平均值即C=1/4(a1+a2+a3+a4)-1/2(b1+b2)当C值为负值时，表明轴承座与轴瓦间存在间隙2.椭圆形轴承轴瓦内孔呈椭圆形，轴瓦外形呈球面形轴承顶部间隙约为侧面间隙的1/2轴瓦上、下部各形成一个油膜，双油楔轴承降低轴心位置，轴承工作稳定油楔收缩大，油膜压力提高，轴承的承载能力提高应用：大中型机组3.三油楔轴承轴瓦上有三个固定的油楔，上瓦2个，下瓦一个轴瓦上部形成2个小油楔，将轴颈向下压下部形成一个大油楔，托起轴颈，承受载荷轴承的承载能力提高，抗振性能好，运转平稳上下瓦的结合面与水平面倾斜35°应用：大型机组，高转速及中载轴承三油楔轴承注意：瓦面在低转速时无存油能力，三油楔轴承必须配顶轴油泵顶轴油压20.6MPa，轴被顶起0.03~0.05mm油池深度0.1~0.15mm每个油楔入口深度0.27mm4.可倾瓦轴承由3~5块能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成。
汽轮机轴承概述
汽轮机轴承概述为保证汽轮机转子在汽缸内的正常工作，汽轮机毫无例外的采用了径向支持轴承和推力轴承，径向支持轴承承担转子的重量和因部分进汽或振动引起的其他力，并确定转子的位置，保证转子与汽缸的中心线的一致；推力轴承承担汽流引起的轴向推力，并确定转子的轴向位置，确保汽轮机的动静部分的间隙。
由于汽轮发电机组属重载高速设备，轴承全部采用以油膜润滑理论为基础的滑动轴承。
汽轮发电机组在选用轴承时，主要考虑下列问题：主轴承的型式要确保不出现油膜振荡，充分考虑汽流激振力的影响，具有良好的抗干扰能力，检修时不需要揭开汽缸和转子，就能够把各轴承方便地取出和更换，轴承最好采用水平中分面轴承，不需吊转子就能够在水平，垂直方向进行调整。
推力轴承能持续承受在任何工况下所产生的双向最大推力。
各支持轴承均设轴承金属温度测点，测点位置和数量满足汽轮机运行监视的要求。
该轴系轴承主要特点是：主轴承采用可倾式自位轴承和椭圆轴承两种形式，能很好解决油膜振荡振荡问题，各轴承的设计失稳转速在额定转速125％以上，具有良好的抗干扰能力。
各支持轴承为水平中分面，不需吊转子就能够在水平，垂直方向进行调整，检修时不需要揭开汽缸和转子，就能够把各轴承方便地取出和更换。
每一轴承回油管上均设有观察孔及温度计插座，在油温测点及油流监视装置之前，没有来自其它轴承的混合油流，各轴承设计金属温度不超过90℃，乌金材料允许在112℃以下长期运行。
推力轴承设计为能持续承受在任何工况下所产生的双向最大推力，装设有监视轴承金属、磨损量及轴承金属温度测量装置。
表2－12各个轴承的参数1、径向支持轴承图2－17 三瓦块可倾轴承的结构示意图1－上瓦块；2－下瓦块；3－上瓦枕；4－上瓦座；5－润滑油进油口；6－润滑油腔；7－瓦块上的润滑油出口；8－下瓦垫；9－顶轴油口；10－侧瓦块；11－侧垫块；12－止动销；13－心轴图2－17是三瓦块可倾轴承的结构示意图。
这种三瓦块可倾轴承主要有瓦座、瓦枕、调整垫片、制动销等部件组成，其中瓦座、瓦枕、为上下两半结构。
汽轮机轴承与轴承座、主要影响因素
汽轮机轴承与轴承座1、汽轮机轴承座本汽轮机共有八个支持轴承。
＃1轴承，＃2、3轴承，＃4轴承分别位于前轴承座、中轴承座和＃3轴承座内，它们分别支承着高压缸转子和中压缸转子。
＃5轴承，＃6轴承，＃7轴承和＃8轴承则分别位于低压缸A和低压缸B之间及两端的轴承座内，各自支承低压缸A和B的转子。
发电机另有二个端盖轴承，支承发电机转子。
推力轴承位于中轴承座内，与中压缸转子前部的推力盘相匹配，承担汽轮机的轴向推力。
为了确保每个支持轴承在任何时候都可以精确对中，轴承设计成具有自位特性。
前轴承座、中轴承座和＃3轴承座单独安装在汽轮机基础上，高、中压缸依靠各自的猫爪支撑在轴承座上。
前轴承座、中轴承座和＃3轴承座底部中心线上设有纵销，＃3轴承座下还有一对横销。
前轴承座内装有＃1轴承、主油泵、危急遮断器和测速装置等部件，而中轴承座内包含有＃2、3轴承、推力轴承及其磨损检测装置和高、中压转子联轴器。
低压缸的四个轴承座与低压缸焊接成一体，轴承座连同低压缸座落在汽机基础台板上，各轴承座底部中心线上设有纵销，保证它们在纵向定向自由膨胀。
为了便于调整，轴承的底座采用能够很容易拆除或替换的垫片来保证在装配时精确找中，并用止动销固定轴承壳体防止轴向窜动。
轴承上镶有经过严格控制、高质量的巴氏合金块，通过燕尾槽固到轴承上。
2、径向支持轴承本汽轮机的＃1～4轴承采用水平、上下、中分面、双向可倾瓦结构轴承，其间用螺栓和定位销连接。
此可倾瓦轴承通常由六块弧形瓦块组成，弧形瓦块上衬有巴氏合金。
上下半轴承各有三块，均匀分布，上半轴承的三个瓦块设有调整块，可以调整可倾瓦块与转子轴颈间的间隙，转子轴颈在轴承中的运行稳定性在很大程度上与此间隙值有关。
本可倾瓦支持轴承径向间隙设计为轴承孔直径的0.0013～0.0015，最大值为0.002，若超过0.2％，则需要更换可倾瓦块。
可倾瓦轴承上部瓦块开有油槽，轴承下部瓦块上设有热电偶，以测量瓦块的温度。
下轴承体靠近水平中分面处的两侧装有销子，以防止轴承体转动。
汽轮机主要零件结构与振动
6
1. 整锻转子
2. 套装转子 3. 焊接转子 4. 组合转子 二 叶轮
叶轮是用来装置叶片并传递气流力在叶栅上产生的扭矩
的。 三 动叶片
动叶片就是在汽轮机工作过程中随汽轮机转子一起转动 的叶片，也称工作叶片，动叶片安装在叶轮或转鼓上，由多 个叶片组成动叶栅，其作用是将蒸汽的热能转换为动能，再 将动能转换为汽轮机转子旋转机械能，使转子旋转。 7
y Y sin(t )
可得：
（6—57）
对式（6—57）关于时间t求二阶导数，关于x求4阶导数，然后代入式（6—56），经整理
令
k4
2
a
2
F 2
EI
d 4Y 2 2 Y 0 4 dx a
（6—58）
22
则有
d 4Y k 4Y 0 dx 4
(6—59) （6—60）
4
三
轴承
轴承是汽轮机的一个重要组成部分。
1. 轴承工作原理 2. 径向支持轴承 3. 推力轴承
5
第二节 汽轮机转动部分结构
汽轮机的转动部分包括动叶栅、叶轮（或转鼓）、主轴 和联轴器以及紧固件等旋转部件。 一 转子 汽轮机的转动部分总称为转子，主要由主轴叶轮（或 轮鼓）动叶及联轴器等组成，它是汽轮机最主要的部件之一， 起着工质能量转换及扭矩传递的任务。
8
第三节 叶片的振动
叶片的受力 引起叶片振动的激振力 叶片振动的基本振型 叶片的自振频率 叶片频率的测定 叶片动强度的安全准则和叶片调频
9
一 叶片的振动
汽轮机的叶片在工作时，会受到不均匀汽流力（激振力） 的作用，使叶片产生振动。特别是当叶片的自振频率等于激振 力或者为其整数倍时，叶片将发生共振，就可能使叶片疲劳断 裂。运行经验表明，叶片损坏主要原因是由于振动造成的。因 此，研究叶片的振动，就应该研究引起叶片振动的激振力和叶 片本身的自振频率。 二 引起叶片振动的激振力
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轴承及轴承箱（座）
一、概述
（一）轴承的类型和作用 汽轮机采用的轴承有推力轴承和支持轴承。
支持轴承的作用：
承担转子的重量和不平衡重量产生的离心力， 并确定转子的径向位置，保证转子中心与汽缸 中心一致，以保持转子与静止部分间正确的径 向间隙。
推力轴承的作用：
承受蒸汽作用在转子上的轴向推力，并确定转 子的轴向位置，以保证通流部分动静间正确的 轴向间隙。
4、东汽300MW汽轮机推力轴承
四、轴承箱（座）
北仑电厂2号 汽轮机前轴承 箱
1-前轴承箱； 2-盘车装置； 3-测速发电机； 4-1号轴承； 5-轴承箱主台板； 6-顶起螺栓； 7-轴承箱副台板； 8-齿形联轴器； 9-减速齿轮； 10-主油泵； 11-盘车电动机； 12-测速发信器齿 轮
北仑电 2号 汽轮机 中轴承 箱
1、密切尔型推力轴承
（a）固定式；（b）摆动式
2、国产 300MW 汽轮机 推力轴 承
3、国产引进型300MW汽轮机推力轴承
1-瓦块； 2-调整块调整 螺钉； 3、8-调整块； 4-瓦块托架； 5-支承环； 6、12-垫片； 7、13-油封环； 9-定位销； 10-支承环键； 11-支承环键 螺钉； 14-轴承壳体
1-轴瓦； 2-调整垫块； 3-垫片； 4-节流孔板； 5-油挡； 6-进油口； 7-锁饼； 8-连接螺栓
2、自位 式圆筒 形轴承
1-温度计插孔； 2-挡油环； 3-轴瓦缺口槽； 4-轴承体； 5-轴瓦槽道； 6-轴瓦； 7-支持垫块； 8-垫片； 9-进油口
自位式圆筒型轴承（国 产引进型300MW汽轮 机低压缸后轴承）
可倾瓦轴承（国产引进型300MW汽轮机高、中压缸后轴承）
1-轴承体；2-轴瓦；3、4-浮动油挡支持板；5-浮动油挡；6、8-内外垫片； 7-衬垫；9-埋头六角螺栓；10-临时固定用螺栓；11-平行销；12-防转销； 13、15-轴承调整块；14、16-调整垫片；17-六角螺栓
三、推力轴承
单个推力轴承； 支持-推力联合轴承：各自位于一侧；推 力轴承在两侧，支持轴承在中间。
1-上轴承体； 2-下轴承体； 3-轴承合金； 4、11-六角埋 头螺栓； 5-轴承安装销； 6-轴承调整块； 7、8、9-调整 垫片； 10-定位销； 12-轴承调整块 用螺钉
3、椭圆型轴承原理
4、三油 楔轴承
1-调整垫铁； 2-节流孔； 3-带孔调整垫 铁； 4-轴瓦体； 5-内六角螺钉； 6-止动垫铁； 7-高压油顶轴 进油
（三）支持轴承的工作原理
影响油膜厚度的因素：
（1）机组转速：转速高，油膜后；反之 则薄。 （2）润滑油温度：温度低，油膜后；反 之则薄。 （3）轴承轴向长度：轴向长度长，油膜 厚；反之则薄。
（三）轴承的油膜振荡
1、半速涡动和油膜振荡 （1）轴颈在轴承内未失去稳定时的运动是单 一运动——旋转；一旦失去稳定时其运动是涡 —— 动（轴颈不仅本身旋转而且整个轴颈又在旋 转），而且是半速涡动（即涡动转速为汽轮机 转速的一半）。 （2）失稳转速：转子开始产生涡动时的转速 （原因是：油膜产生的力和转子重量不在一条 直线上，其合力分解成恢复力和失稳分力，当 失稳分力大于恢复力时就会失去稳定）。
2、半速涡动和油膜振荡的危害
油膜振荡的危害：一旦发生油膜振荡，会引起 轴承油膜破裂、轴颈与轴瓦碰撞甚至损坏；还 会激发转子共振，可能导致转轴损坏。 半速涡动的危害：半速涡动时，虽然振幅不大， 不会破坏油膜，但长期工作，会引起零件的松 动和疲劳破坏。 因此半速涡动和油膜振荡都应设法消除。
3、半速涡动和油膜振荡的消除
5、可倾瓦轴承原理
可倾瓦轴承（国产引进型300MW汽轮机高、中压缸前轴承）
1-轴瓦；2-轴承体；3、8-轴承体定位销；4-定位销；5-垫片；6-自位垫块； 7-内垫片；9-螺塞；10-轴承盖螺栓；11-弹簧；12、14-挡油板；13-轴承 盖；15-螺栓；16-挡油环限位销；17-油封环；18-油封环销
说明：刚性转子可能发生半速涡动，但不会发生油膜振荡。 而大功率机组的挠性转子就可能发生油膜振荡，为此只要将 转子的失稳转速提高到额定转速之上，即可避免发生油膜振 荡。 半速涡动的消除是通过提高转子的失稳转速也就是提高轴颈 的稳定性来实现的（减小轴颈在轴承内的径向移动位移，失 稳分力就小，越稳定）。 油膜振荡的防止和消除基本方法：提高转子的第一阶临界转 速和失稳转速。 具体措施：（1）增加轴承比压；（2）增大轴瓦工作弧段的椭圆度；
（3）油膜振荡：在汽轮机的启动过程中，当 转速升高到2倍第一阶临界转速后，半速涡动 的频率正好和转子的第一阶临界转速重合，涡 动被放大，振幅急剧增加的剧烈振动。（书上 有另外一种描述方法） 油膜振荡的特点——油膜振荡的惯性效应：一 旦发生油膜振荡，随着转速的升高轴颈的涡动 频率和振幅不再发生变化的现象。
复习思考题：
1、汽轮机上采用的轴承有哪些类型？他 们的作用是什么？ 2、熟悉轴承的工作原理和建立液体摩擦 的条件，影响油膜厚度的因素。 3、什么是油膜振荡？它的危害怎样？消 除的基本方法和措施分别是什么？ 4、了解轴承的结构。
（二）轴承的工作条件
1、概述 汽轮机都是采用具有液体摩擦的滑动轴承。 工作时，在轴颈和轴瓦之间形成油膜，建立 起液体摩擦，以保证机组安全平稳地工作 （即正常工作时，轴颈支承在油膜上，起润 滑作用；还起冷却作用，带走摩擦产生的热 量和转子传递的热量）。
2、建立起液体摩擦的条件
（1）两表面之间必 须形成楔形间隙； （2）两表面之间充 入足够的具有一定压 力和粘性的润滑油； （3）两表面之间要 有相对运动，且运动 方向是使润滑油从楔 形间隙的宽口流向窄 口。
（3）在下瓦适当位置开泄油槽，降低油楔压力；（4）提高润滑油的温 度；（5）减小轴瓦顶部间隙，增大上瓦乌金宽度；（6）采用稳定性好 的轴瓦。
防止油膜振荡最好的轴承——可倾瓦轴承。 现今很多轴承设计时的失稳转速都高于工作 转速，因此启动过程中一般不会发生油膜振 荡。
二、支持轴承
1、固定 式圆筒 形轴承