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1、大轴弯曲通常分为热弹性弯曲和永久性弯曲。热弹性弯曲是指转子内部温度分布不均匀,转子受热后膨胀而造成转子弯曲,即转子的一侧高于另一侧,温度高的一侧的热膨胀大于另一侧,从而产生热弯曲。这时温度高的一侧为凸面,温度低的一侧为凹面,凸凹两面互为作用,凸面受到压应力,凹面受到拉应力,由于这时的应力一般未超过转子材料的屈服极限,因而当转子内部温度均匀后,这种热弯曲会自然消失。永久性弯曲则不同,当转子局部受到急骤加热(或冷却),该区域与其它部位产生很大的温度偏差,受热部位热膨胀(冷受缩)受到压缩(拉阻),产生高的压热应力(拉应力),当其应力超过转子材料的屈服极限时,转子局部便产生压缩塑性变形。当转子内部温度
2、均匀后,该部位将有残余拉应力(压应力),塑性变形不消失,从而造成转子的永久弯曲。造成大轴弯曲的因素是多方面的,但从永永性弯曲特征上归纳,主要有两类:一类是转子振动使汽封或轴封动静间隙消失而产生摩擦;另一类是汽缸进冷水使转子局部受到急剧冷却。下面介绍两类在机理上的区别:1 .转子振动引起的大轴永久性弯曲机组在启动过程中,由于转子受热不均匀所产生的温差而引起大轴热弯曲;或者,转子在升速时,由于转子自身的动不平衡,而产生异常振动,从而引起转子径向表面与汽封齿产生摩擦,另外,当汽缸受热不均,各部位温度过大引起的汽缸体热变或拱背弯曲,同样会使动静间隙消失造成摩擦。实践证明,无论是由于汽缸拱背弯曲,动静间
3、隙消失摩擦引起的振动,一旦在低于临界转速时发生摩擦振动就会急剧增大,从而加剧摩擦,形成恶性循环,以至达到不可控制的程度。(运行中要注意上下缸温差、左右温度差、胀差、轴位移等参数)振动引起转子轴封表面与汽封齿摩擦,转子的摩擦部位造成局部过热,使转子在形成的热点上面呈猫背,如此使转子越摩越弯,越弯越摩。当摩擦部位的热应力超过转子材料的屈服极限时,便产生压塑性变形,当转子冷却时,由于各部位按温度降均匀收缩,摩擦部位从大轴弯曲的凸面转到凹面。2 .汽缸进水造成大轴弯曲启动过程中,如有冷汽冷水进入汽轮机,机组将产生剧烈振动。这时,下缸突然冷却,使之产生拱背变形,造成通流部分径向间隙消失,使转子汽封体产生
4、摩擦,这种现象上面已作了介绍,下面重点介绍停机后汽缸进水对转子的影响。机组正常停机时,汽缸金属温度均较高,若停机后汽水系统隔离不当,就会引起汽轮机进水。进水后,汽缸产生温差变形,先使轴封间隙消失,而后使转子无法转动,盘车被迫停止,转子在高温条件下突然受到冷水的浸袭,转子下半部泡在水中,受到冷却。转子表面急剧收缩,发生弯曲,冷却部位呈凹面。转子表面的收缩要受到没有冷却部分的约束,热应力计算表明,当转子上下温差达200C时,冷却部位的拉热应力将超过屈服极限,使局部产生拉伸塑性变形。当转子内部温度均匀后,被冷水浸泡的部位将从转子弯曲的凹面转向凸面。由此,可以较易地分析大轴弯曲的事故原因。一般在开缸检查转子时,若转子振动摩擦引起的大轴弯曲,摩擦痕迹在转子弯曲的凹面。最大弯曲部位发生在摩损最严重部位,实测大轴弯曲呈拆线,弯曲弧段较短;若为汽缸进水引起的大轴弯曲,一般没有摩痕,即使有摩痕也是转子弯曲后碰摩产生的,摩痕位于转子弯曲的凸面,实测大轴弯曲曲线呈圆弧形,弯曲弧段较长。