原创 推力轴承油膜厚度在线监测

推力轴承作为整个垂直涡轮机组系统的主要组成部分之一，承受整个系统的轴向载荷。推力轴承的故障将导致水轮机机组停机，并影响该机组的经济效益。据统计，超过50％的涡轮机组事故是由推力轴承故障引起的。止推轴承失效的主要原因是在透镜板和止推垫之间没有形成有效的油膜，导致透镜板和止推垫之间的直接接触摩擦产生大量的热量，从而导致烧砖。由此可见，镜板与止推垫之间的油膜厚度是反映推力轴承运行状态的重要参数，对油膜厚度进行实时在线监测对于提高油膜厚度具有重要的现实意义。诊断止推轴承的运行状态，并确保涡轮机单元的正常运行。为了实现大型水轮机机组的远程智能运行和维护，有必要实时监测可倾瓦推力轴承的关键运行参数。很多的方法都是利用流体动力润滑理论对推力轴承的油膜厚度进行了分析和计算，同时，通过比较油膜厚度的理论计算值和实际测量值，验证了油膜厚度实时在线监测方法的有效性，为运行状态监测和监测提供依据，提供推力轴承的故障诊断。

1扇形可倾瓦推力轴承油膜厚度的理论计算模型

利用二维流体动力润滑理论分析了扇形可倾瓦止推轴承的建模。雷诺方程是用于流体动力润滑研究的基本方程。它涉及流体的粘度，密度，膜厚和其他参数，这些参数受流体的温度场，压力场和机械变形影响。因此，为了实现推力轴承润滑油的雷诺方程的精确求解，有必要综合考虑所有因素，同时还应同时考虑油膜能量方程，粘性温度方程和油膜厚度方程。

2方法

1）水轮机单元推力轴承的油膜压力呈现出椭圆形变化特征，其随推力瓦半径和夹角的增加先增大然后减小。当速度恒定时，随着载荷的增加，推力轴承的油膜厚度在形成油膜后迅速增加，然后逐渐减小。当载荷恒定时，推力轴承的油膜厚度随速度的增加而增加。2）从启动到稳定运行，水轮机转速首先连续增加，然后增加到峰值后降低并趋向于额定转速，而整个机组的负荷基本保持不变。根据理论计算，可以推断出推力轴承的油膜厚度首先增加，然后减小，最后在从涡轮机启动到稳定运行的过程中趋于稳定。预测结果与实际监测数据的分析结果相吻合。3）采用涡流传感器实时监测大型水轮机机组推力轴承止推垫与镜板之间的油膜厚度是可靠的。