張亞鴿，陳 帥，杜云飛

滑動(dòng)軸承在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

張亞鴿，陳 帥，杜云飛

（中船重工電機(jī)科技股份有限公司，太原030000）

本文介紹了滑動(dòng)軸承的原理及應(yīng)用，詳細(xì)說(shuō)明了應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的幾類(lèi)滑動(dòng)軸承，并且對(duì)采用滑動(dòng)軸承的發(fā)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)軸承的特殊處理進(jìn)行了分析。

滑動(dòng)軸承 密封 軸瓦刮研

0 概述

滑動(dòng)軸承按照不同的用途有多種分類(lèi)，每一種軸承都有其優(yōu)缺點(diǎn)，在機(jī)械行業(yè)，可根據(jù)軸承的優(yōu)缺點(diǎn)擇優(yōu)選擇不同種類(lèi)的軸承。滑動(dòng)軸承在使用合理的情況下，滑動(dòng)軸承的壽命是無(wú)限的，因此，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)?，F(xiàn)針對(duì)滑動(dòng)軸承在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析說(shuō)明。

1 滑動(dòng)軸承的簡(jiǎn)介

滑動(dòng)軸承按其工作原理可分為靜壓軸承與動(dòng)壓軸承兩類(lèi)。

1.1 靜壓軸承

靜壓軸承是依靠潤(rùn)滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周?chē)纬傻撵o壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作的。通過(guò)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(shí)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(lèi)軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并且對(duì)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(chǎng)合使用尚少。

1.2 動(dòng)壓軸承

動(dòng)壓軸承也叫液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承，在工作時(shí)，軸徑與軸瓦之間形成具有一定厚度、并能承受外載荷的動(dòng)壓力油膜，動(dòng)壓軸承的承載特性曲線見(jiàn)圖2，隨著油膜的產(chǎn)生將軸頸與軸瓦完全隔開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)液體摩擦潤(rùn)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(chǎng)合。

動(dòng)壓軸承形成動(dòng)壓油膜的基本條件如下：

1）兩相對(duì)滑動(dòng)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(jiàn)表1；

2）兩表面間必須具有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度，即v≠0，且其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥蛷拇蠖肆鬟M(jìn)，小端流出；

3）潤(rùn)滑油要有一定的粘度，且供油充分。

動(dòng)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(jiǎn)單，設(shè)計(jì)良好的動(dòng)壓軸承具有很長(zhǎng)的使用壽命，因此，很多旋轉(zhuǎn)機(jī)器（例如膨脹機(jī)、壓縮機(jī)、泵、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等）均廣泛采用各類(lèi)動(dòng)壓軸承。

2 滑動(dòng)軸承在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

2.1 動(dòng)壓軸承在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

動(dòng)壓軸承按照潤(rùn)滑方式，分為自潤(rùn)滑、復(fù)合潤(rùn)滑和強(qiáng)迫潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。

2.1.1自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承

自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承是采用油環(huán)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，依靠軸承內(nèi)部的甩油環(huán)將儲(chǔ)存在軸承座內(nèi)的潤(rùn)滑油帶入軸瓦與軸之間的間隙，滿足軸承的潤(rùn)滑要求。見(jiàn)下圖。

2.1.2. 復(fù)合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承

復(fù)合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承是采用油環(huán)潤(rùn)滑加強(qiáng)迫潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)?；瑒?dòng)軸承中有甩油環(huán)、油道見(jiàn)圖5，在軸承座外部有進(jìn)出油口，進(jìn)出油口的位置見(jiàn)圖4所示，潤(rùn)滑油直接充滿軸與軸瓦的間隙。

復(fù)合潤(rùn)滑滑動(dòng)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(rùn)滑油，在強(qiáng)迫潤(rùn)滑的供油裝置出現(xiàn)故障時(shí)，從報(bào)警到停車(chē)的3-5分鐘之內(nèi)，通過(guò)甩油環(huán)可以維持軸承的潤(rùn)滑，減小軸瓦的損傷，對(duì)軸承起到保護(hù)作用；因此復(fù)合潤(rùn)滑軸承因油位較高，在使用過(guò)程中漏油相對(duì)嚴(yán)重一點(diǎn)。對(duì)于復(fù)合潤(rùn)滑的軸承，進(jìn)出油孔根據(jù)軸瓦的設(shè)計(jì)，選擇進(jìn)油孔2，出油孔選擇出油孔1。

2.1.3 強(qiáng)迫潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承

強(qiáng)迫潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承就是復(fù)合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承去掉甩油環(huán)，其余結(jié)構(gòu)相同。強(qiáng)迫潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承是完全靠外部潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承，進(jìn)出油孔分別選擇圖4中的進(jìn)油孔2和出油孔2，下軸承座儲(chǔ)油油位比較低，可以避免軸承的滲油。

2.2 靜動(dòng)壓軸承在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

靜動(dòng)壓軸承其實(shí)是利用靜壓和動(dòng)壓軸承的優(yōu)點(diǎn)組合的滑動(dòng)軸承，靜壓防止了發(fā)電機(jī)啟動(dòng)、停止前轉(zhuǎn)軸對(duì)軸瓦的損傷，動(dòng)壓保證了保證油膜形成和帶走摩擦產(chǎn)生的熱損耗。靜動(dòng)壓軸承適合低轉(zhuǎn)速、重載荷的發(fā)電機(jī)使用。如下圖7所示。

在啟動(dòng)電機(jī)前開(kāi)啟高壓油，直到電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉高壓油。在停止運(yùn)行電機(jī)前，開(kāi)啟高壓油，直到電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉高壓油。開(kāi)機(jī)和停機(jī)時(shí)開(kāi)啟高壓油，是減小啟動(dòng)或停機(jī)時(shí)重載荷對(duì)合金的磨損，延長(zhǎng)軸瓦使用壽命。軸瓦有高壓油進(jìn)入口、低壓油進(jìn)入口，相互獨(dú)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(yùn)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(yùn)行。

3 標(biāo)準(zhǔn)滑動(dòng)軸承在發(fā)電機(jī)應(yīng)用中的特殊處理

3.1 對(duì)滑動(dòng)軸承密封處的特殊處理

針對(duì)強(qiáng)迫潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承，會(huì)出現(xiàn)滲油的現(xiàn)象，長(zhǎng)期運(yùn)行影響發(fā)電機(jī)的整體性能，滲油是滑動(dòng)軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑油滲到密封的外部，流入電機(jī)內(nèi)部，密封圈與軸承座設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖8所示。

有滲有回就會(huì)減緩滲到外部的油量，基于該原理，對(duì)滑動(dòng)軸承密封處的軸承座進(jìn)行了特殊的要求，如圖9所示。

3.2 滑動(dòng)軸承在發(fā)電機(jī)裝配前的特殊要求

3.2.1研磨

滑動(dòng)軸承在裝配前，都需要將軸承與軸進(jìn)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(duì)下軸瓦進(jìn)行刮瓦，刮瓦可以增大軸瓦與軸的儲(chǔ)油量，減小發(fā)熱，刮瓦跟個(gè)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(méi)有刮，間隙過(guò)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(guò)上述分析，介紹了最常應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的滑動(dòng)軸承的類(lèi)型，以及各類(lèi)軸承的優(yōu)缺點(diǎn)，并且針對(duì)安裝于發(fā)電機(jī)的滑動(dòng)軸承提出了特殊要求，對(duì)該要求進(jìn)行了分析說(shuō)明，提高了發(fā)電機(jī)的質(zhì)量。

[1] E·維德曼.電機(jī)結(jié)構(gòu). 機(jī)械工業(yè)出版社.

[2] 濮良貴. 機(jī)械零件. 高等教育出版社.

[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)。