運行中潤滑油是怎樣將汽輪機轉(zhuǎn)子托起來的?
2025-11-14有很多人有疑問,汽輪機在盤車時需要用頂軸油泵出口的高壓油將轉(zhuǎn)子頂起,以利于盤車,避免摩擦損壞,但是沖轉(zhuǎn)到一定轉(zhuǎn)速后即可停止頂軸油泵運行,而主機各瓦潤滑油壓力并不高,是怎樣將轉(zhuǎn)子頂起的呢?
這里就要先學(xué)習(xí)一下汽輪機軸承和油膜的相關(guān)知識。
由軸承學(xué)習(xí)可知,軸瓦的孔徑較軸頸稍微大一些,當(dāng)汽輪機大軸處于靜止?fàn)顟B(tài)時軸頸位于軸瓦下部直接與軸瓦內(nèi)表面接觸,在軸瓦與軸頸之間形成了楔形間隙。如圖一所示:

圖一
當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時,軸頸與軸瓦之間會出現(xiàn)直接摩擦(有頂軸油的的話不會)。但是,隨著軸頸的轉(zhuǎn)動,連續(xù)地向軸承供給一定壓力和粘度的潤滑油之后,粘附在軸頸上的油層隨軸頸一起轉(zhuǎn)動,并帶動相鄰各層轉(zhuǎn)動,進入軸頸與軸瓦之間形成的上部大、下部小的楔形間隙,向旋轉(zhuǎn)方向和軸承端部流動。
隨著轉(zhuǎn)速的升高,被帶入的油量增多,且楔形面積逐漸減小,帶入其中的潤滑油由于具有不可壓縮性,潤滑油被聚集到狹小的間隙中而產(chǎn)生油壓。隨著轉(zhuǎn)速的升高,當(dāng)這個壓力增大到足以平衡轉(zhuǎn)子對軸瓦的全部作用力時,軸頸被油膜托起,懸浮在油膜上轉(zhuǎn)動,從而避免了金屬直接摩擦,建立了液體摩擦。(此時可以停止頂軸油泵運行)
根據(jù)上述所說,潤滑油將大軸托起來,即形成油膜需要以下三個條件:
1、軸頸與軸瓦之間應(yīng)構(gòu)成楔形間隙(油楔);
2、軸頸與軸瓦之間應(yīng)具有足夠的潤滑油量,且潤滑油應(yīng)具有合適的粘度;
3、軸頸與軸瓦之間應(yīng)有足夠的相對運動速度,以便在油楔中產(chǎn)生所需要的內(nèi)部壓力。
再來一個通俗的解釋:
大軸轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)(大軸的轉(zhuǎn)速給油的能量,一般停頂軸油泵時的轉(zhuǎn)速),帶動油一起運動。油有很大的動能(油的速度很快),因為是橢圓形瓦或者是可傾瓦有個漸縮(油的通道越來越窄)的過程。這時候油的動能轉(zhuǎn)化為他它的靜壓能(油的速度減慢)。
油的壓力很高就可以把大軸頂起來了。也就是形成了油膜了。流體力學(xué)里的伯努利方程(告訴我們流體就三個能力動能,靜壓能,勢能。大軸給油了動能(因為油有粘性),能量不會消失只能轉(zhuǎn)化,因為瓦的構(gòu)造特點,油的速度降低動能減少。減少的動能轉(zhuǎn)化到靜壓能,就是壓力升高了。)可以解釋能量的轉(zhuǎn)化。
本文來源:汽機學(xué)習(xí)筆記
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