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？
這里就要先學習一下汽輪機軸承和油膜的相關(guān)知識。
由軸承學習可知，軸瓦的孔徑較軸頸稍微大一些，當汽輪機大軸處于靜止狀態(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：汽機學習筆記
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