大轴弯曲的通俗解释.docx

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200°C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。