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浅析大型水轮发电机推力轴承设计
作者：胡佳琪
来源：《中国新技术新产品》2016年第10期
摘要：本文以大型水轮发电机推力轴承设计问题作为研究的切入点，简析了大型推力轴
承在实际运转过程中所面临的基本问题并提出了解决思路，从轴承设计角度分别对影响轴承物理特征的构成要素、几何参数的选择、轴承的物理特性及热弹流分析等方面进行了分析论述，以期为科学地进行大型水轮发电机推力轴承设计做出有益的探讨。
关键词：推力轴承；参数；热弹变形
中图分类号：TH133 文献标识码：A
1 前言
承载着水轮发电机组轴向水推力及转子重量的推力轴承是发电机组件中最为重要的部分之一，其性能的优劣，直接关系到水力发电的运行安全及发电机组的出力和效率。在实际发电运转过程中，随着水轮发电机组中单机负荷运转容量的不断增大，使得机组的推力负荷也随之增加，对推力轴承的运转负荷要求也越来越高。
2 问题及解决思路
推力轴承若长时间的超负荷运转，会导致瓦片面积与比压增长及轴承油膜温度的不断上升，由此可能引发以下两种问题：
（1）油膜粘度下降，油膜变薄，轴承的承载负荷能力下降，严重时随着轴瓦片与联动转动部件表面的不断磨损与擦伤，将导致机组停摆甚至事故的发生。
（2）镜板推力头与轴瓦之间的温差随着润滑油温度的逐渐升高而增大，由此引发的热弹变形也逐渐增大，严重时同样会导致机组停摆甚至是事故的发生。
为了避免上述问题的发生，设计过程中应准确预测轴承的使用性能，对轴承及其组成部件与润滑油进行整体的热弹性流体动力分析。同时，可利用ANSYS等专业软件，建立推力轴承热弹流动力润滑性能的模拟分析与计算，通过精准模拟，以数据为依据对推力轴承进行设计。通过模拟计算多种结构情形下推力轴承瓦及镜板推力头的三维热弹变形，结合润滑油实际受热与运转使用的数据，实现对大型机组推力轴承的热弹流分析。
3 构成要素及参数选择
3.1 构成要素