thrust bearing
简介
汽轮机中承受转子轴向推力并限制其轴向位移的滑动轴承。虽然大功率汽轮机普遍采用高、中压缸对头布置和低压缸为分流双排汽口对称布置，可以抵消大部分轴向推力，但剩下的未能平衡的轴向推力仍要由推力轴承承担。此外，汽轮机工况变化，如负荷变化、停高压加热器、甩负荷，或蒸汽带水等情况，会使推力突然增大或出现负推力。因此，必须采用具有前后两个推力环的推力轴承，以确保汽轮机动静部分轴向不碰磨。
结构 汽轮机推力轴承一般采用具有斜面的固定瓦块或具有活动的可倾瓦块，但多为可倾瓦块。推力轴承的推力环分为两半(图1，b)，上有可倾瓦块8～12块。转子上有推力盘，推力轴承在推力盘的两侧各有一个推力环 (图1，a) 正常工作时承受推力的推力环上的可倾瓦块称为工作瓦块，另一推力环上的可倾瓦块称为定位瓦块。
图1 推力轴承
(a) 整体结构; (b) 推力环; (c) 工作原理示意
1—轴承体; 2—工作瓦块; 3—推力盘; 4—定位瓦块
推力瓦块与推力盘之间留有一定的轴向间隙，此间隙即推力盘在推力轴承中的窜动量，其值一般为0.3～0.6 mm。各推力瓦块须受力均匀，各瓦块厚度差应不大于0.02 mm。如推力轴承具有平衡瓦块结构，瓦块的厚度差可以放宽一些。推力瓦胎用磷锡青铜铸造，瓦胎上有燕尾槽，浇铸乌金，乌金厚度一般不大于1～1.5mm，以防止发生乌金熔化事故时使通流部分发生摩擦。
工作原理 可倾瓦块由摆动线或摆动棱角作为支点支撑在推力环上，可自由摆动，在汽轮机运行时能自动调整倾角，与推力盘形成油楔。工作原理见图1(c)。工作时推力盘将润滑油带入油楔建立油膜压力，形成液体摩擦。图中横向箭头表示瓦块中心线上的油膜压力分布，瓦块平面上的封闭曲线为等压线。因可倾瓦块能自动调整油楔形状，使各点油膜压力的合力必然通过瓦块的支点，可使瓦块各点的油膜压力较为均匀，从而提高了推力轴承的承载能力。
推力瓦块平均比压设计值约为1～2.5MPa，实际承受能力可达3～6MPa。一般规定推力瓦块进油温度为35～45℃，出口油温不得超过65～75℃。有的厂家规定推力瓦块温度在66～99℃之间，107℃报警，112℃跳闸。一般在瓦块上设有直接测量乌金表面温度或油膜压力的监视仪表。
典型推力轴承 现常用的可倾瓦式有密切尔式、LEG式和金斯伯里式等几种。
图2 密切尔式推力轴承瓦块
密切尔 (Michell)式推力轴承。这种推力轴承瓦块背面为线支承，详见图2。
LEG ( leadingedge groove)型推力轴承。它是在原来直接润滑式推力轴承上进行改进而来的。在推力瓦块的前缘开有供油沟槽如图3所示，它明显的优点是轴承油流量小，耗功低，承载能力高。特别适用于大功率汽轮机组。
图3 标准瓦块设计与 “LEG”瓦块的比较
推力瓦块上油膜压力分布如图4所示，其油膜压力的合力通过摆动中心A。
金斯伯里(King-sbury)式推力轴承。布置方式如图5，轴承的摆动瓦为点支承，它支承在由中间垫块组成的杠杆均衡系统上，当个别瓦块高出其他瓦块或载荷增大时，中间垫块可围绕摆动中心摆动而下降，并将力传递到邻近的瓦块，达到各瓦块均匀承载的目的。
图4 推力瓦块上的油膜压力
1—支点; 2—轴承体;3—推力瓦块; 4—推力盘
推力轴承的支持方式有固定式或球面式两种。球面结构能随主轴挠度自动调整角度，保持推力瓦受力均匀，推力轴承可做成独立体，也可与支持轴承组合成一整体，后者称为推力支持联合轴承 (图6)。
图5 金斯伯里推力轴承瓦块布置方式
(第一排和第二排垫块支撑点不在一个平角上)
1-推力盘; 2-瓦块; 3-支架; 4-中间垫块
图6 推力-支持联合轴承
1-调整圆环; 2-工作瓦片; 3-非工作瓦片; 4、5、6-油封; 7-推力盘; 8-支撑弹簧; 9、10-瓦片安装环; 11-油挡