屏蔽电动机推力轴承水润滑的特点

某反应堆屏蔽电动机为立式结构,整个转动部件由两个导轴承和一个下推力轴承支撑。主叶轮、辅叶轮等水力部件产生的轴向力、转动部件的重力、转动部件的浮力和电磁力等力的合力向下,残余轴向力全部由推力轴承承受。

根据该屏蔽电机的运行工况,轴承材料采用浸渍呋喃树脂的石墨,水润滑。

作为滑动轴承,完好水膜的建立,能够保证轴承的可靠性和运行寿命。采用电涡流传感器对推力轴承水膜厚度进行测量,验证轴承参数设计是否合理。

水润滑特点主要是:水的粘度极低,通常是油的1/20以下,有时仅仅为油的1/130,如果按照雷诺方程,根据负荷大小求得的水膜厚度通常小于润滑表面的微观不平度,是不能形成流体润滑的。但事实并非如此,由于水润滑的特殊性,传统油润滑的许多假设不能成立。目前,系统的摩擦副水润滑理论还没有建立起来,但在某些局部领域已经取得了一些成绩。例如:适用于低粘度流体动压润滑的MuijDerman理论等,这些理论加上传统油润滑的理论,为摩擦副水润滑机理的全面深入研究奠定了良好的基础。

由于水的粘度较低,水润滑时,不再满足雷诺方程中的“贴于界面的油层速度与界面速度相同”等基本假设,应重新推导这种状态的基本方程,必须采用新的粘压关系式,同时考虑固体的弹性变形和水的粘压效应,耦合求解得到水润滑的基本参数(包括水膜厚度),对该屏蔽电动机水润滑轴承推力进行了实际测量,从数值上测得了最小水膜厚度。

通过轴承试验台架对该屏蔽电动机推力轴承水膜厚度进行了测试,摸索出了一种水润滑轴承水膜厚度测试的方法。该推力轴承能够形成稳定水膜,但在低速工况运行下,水膜厚度偏小。应采取措施合理设计轴承结构参数,并合理控制推力轴承所承受的轴向力,提高推力轴承水膜厚度。

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