運行中潤滑油是怎樣將汽輪機轉子托起來的？
2025-11-14
有很多人有疑問，汽輪機在盤車時需要用頂軸油泵出口的高壓油將轉子頂起，以利于盤車，避免摩擦損壞，但是沖轉到一定轉速后即可停止頂軸油泵運行，而主機各瓦潤滑油壓力并不高，是怎樣將轉子頂起的呢？
這里就要先學習一下汽輪機軸承和油膜的相關知識。
由軸承學習可知，軸瓦的孔徑較軸頸稍微大一些，當汽輪機大軸處于靜止狀態時軸頸位于軸瓦下部直接與軸瓦內表面接觸，在軸瓦與軸頸之間形成了楔形間隙。如圖一所示：
圖一
當轉子開始轉動時，軸頸與軸瓦之間會出現直接摩擦（有頂軸油的的話不會）。但是，隨著軸頸的轉動，連續地向軸承供給一定壓力和粘度的潤滑油之后，粘附在軸頸上的油層隨軸頸一起轉動，并帶動相鄰各層轉動，進入軸頸與軸瓦之間形成的上部大、下部小的楔形間隙，向旋轉方向和軸承端部流動。
隨著轉速的升高，被帶入的油量增多，且楔形面積逐漸減小，帶入其中的潤滑油由于具有不可壓縮性，潤滑油被聚集到狹小的間隙中而產生油壓。隨著轉速的升高，當這個壓力增大到足以平衡轉子對軸瓦的全部作用力時，軸頸被油膜托起，懸浮在油膜上轉動，從而避免了金屬直接摩擦，建立了液體摩擦。（此時可以停止頂軸油泵運行）
根據上述所說，潤滑油將大軸托起來，即形成油膜需要以下三個條件：
1、軸頸與軸瓦之間應構成楔形間隙（油楔）；
2、軸頸與軸瓦之間應具有足夠的潤滑油量，且潤滑油應具有合適的粘度；
3、軸頸與軸瓦之間應有足夠的相對運動速度，以便在油楔中產生所需要的內部壓力。
再來一個通俗的解釋：
大軸轉速3000轉(大軸的轉速給油的能量，一般停頂軸油泵時的轉速)，帶動油一起運動。油有很大的動能（油的速度很快），因為是橢圓形瓦或者是可傾瓦有個漸縮(油的通道越來越窄)的過程。這時候油的動能轉化為他它的靜壓能（油的速度減慢）。
油的壓力很高就可以把大軸頂起來了。也就是形成了油膜了。流體力學里的伯努利方程（告訴我們流體就三個能力動能，靜壓能，勢能。大軸給油了動能（因為油有粘性），能量不會消失只能轉化，因為瓦的構造特點，油的速度降低動能減少。減少的動能轉化到靜壓能，就是壓力升高了。）可以解釋能量的轉化。
本文來源：汽機學習筆記
（版權歸原作者或機構所有）
