水电机组推力轴承稳定状态油膜特性研究

摘要

本文研究的课题是“水电机组稳定状态油膜特性研究”，是研究水电机组转子系统动平衡问题的基础研究课题，本着先易后难的研究思路，研究主要内容含盖两部份：第一部份先简化运行条件，不考虑油膜温度的变化，采用中心差分的方法，推导出推力轴承润滑性能的油膜厚度方程和雷诺方程的有限差分公式，联立求解油膜厚度方程、雷诺方程，求解出瓦块的油膜厚度分布和压力分布，编制了推力轴承润滑计算的程序。因不考虑温度的变化，即认为油膜的温度分布是一个定值，在不同的温度下，计算不同的最小油膜厚度下瓦块稳定状态的油膜力，最后得到该温度下的油膜力与最小油膜厚度关系曲线。计算一个电站实例，运用插值法得到该电站推力轴承在该温度下的最小油膜厚度，从而计算出该推力轴承在该温度下的稳定状态的瓦块状态，由此确认方法上是正确的，从而为第二步深入研究打下坚实的基础。 第二部分是前面的研究基础上，考虑油膜温度的变化，使问题研究更接近实际，采用中心差分求解雷诺方程，一阶迎风差分格式求解能量方程，推导出推力轴承润滑性能的雷诺方程差分格式和能量方程的一阶迎风差分公式，联立求解油膜厚度方程、雷诺方程、粘性方程、能量方程，得到瓦块的油膜厚度分布、压力分布和温度分布，编制了推力轴承润滑计算程序。在不同的最小油膜厚度下，计算每个最小油膜厚度下的瓦块稳定状态的油膜力，得到油膜力与最小油膜厚度关系曲线。计算一个电站实例，运用插值法得到该电站推力轴承的最小油膜厚度，从而计算出该推力轴承在稳定状态的瓦块状态。 其结果对研究推力轴承润滑性能研究有一定的指导意义，为研究机组转子动平衡问题提供分析依据。