基本介紹
- 中文名：油膜振盪
- 外文名：oil whip
- 實質：自激振動現象
- 原因：轉子轉速升高到兩倍第一臨界轉速
- 消除辦法：增加軸承比壓等
- 所屬學科：力學
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形成原因
轉子在失穩轉速以前轉動是平穩的，一旦達到失穩轉速，隨即會發生半速渦動。以後繼續升速，渦動速度也隨之增加並總是保持著約等於轉速一半的比例關係，當繼續升速達到第一臨界轉速時，半速渦動會被更劇烈的臨界轉速的共振所掩蓋，越過第一臨界轉速後又重表現為半速渦動。當轉速升高到兩倍於第一臨界轉速時，由於半速渦動的渦動速度正好與轉子的第一臨界轉速相重合，此時的半速渦動將被共振放大，從而表現為劇烈的振動，這就是油膜振盪。
現象
典型的油膜振盪現象發生在汽輪發電機組啟動升速過程中，轉子的第一階段臨界轉速越低，其支持軸承在工作轉速範圍內發生油膜振盪的可能就愈大，油膜振盪的振幅比半速渦動要大得多，轉子跳動非常劇烈，而且往往不是一個軸承和相鄰軸承，而是整個機組的所有軸承都出現強烈振動，在機組附近還可以聽到“咯咯”的撞擊聲，油膜振盪一旦發生，轉子始終保持著等於臨界轉速的渦動速度，而不再隨轉速的升高而升高，這一現象稱為油膜振盪的慣性效應。所以遇到油膜振盪發生時，不能像過臨界轉速那樣，借提高轉速衝過去的辦法來消除。
特徵
(1)強烈的油膜振盪一般在某一轉速時開始，稱這一轉速為失穩轉速。失穩轉速通常在2倍一階臨界轉速以上；
(2)油膜振盪的頻率粗略地就等於相應轉子的一階臨界轉速的2倍；
(3)一旦轉速到達失穩轉速而發生了油膜振盪，則即使再升高轉速也將在一個比較寬的範圍記憶體在，而振盪頻率保持不變；要把轉速降低到失穩轉速以下，振盪才會消失；
(4)油膜振盪的發生具有突發性，實際上在失穩轉速以前，有時可能出現時隱時現的過程，但到失穩轉速之後，振盪將突然增大；降低轉速的過程，其振幅也會突然減小，振盪將突然消失；
(5)轉速升高得比較快時，油膜振盪會滯後出現；降低轉速時，油膜振盪也會滯後消失；
(6)油膜振盪時，轉子渦動的方向與轉子轉動的方向相同。
上述只是油膜振盪的最一般特徵，並不能包括油膜振盪中所有的複雜現象。除了頻率不變之外，另外還有接近1/2轉速的油膜振盪；轉速升高，渦動頻率也隨著升高，但兩者之比維持在1/2；這類振盪大多數在2倍臨界轉速以前或對於剛性轉子的情況下發生，其振幅較小。
解決方案
為了防止和消除油膜振盪，可以採取以下幾項措施：
(1)增加軸承比壓。增加軸承比壓就是增加在軸瓦單位垂直投影面積上的軸承載荷，從而提高軸承工作的穩定性。增加軸承比壓最方便的辦法是調整聯軸器中心。
(2)降低潤滑油的黏度。潤滑油的黏度越大，油分子間的凝聚力也越大，軸頸旋轉時所帶動的油分子也越多，油膜厚度就越大，穩定性也越差。所以降低潤滑油的黏度對油膜的穩定性是有利的。最簡單易行的辦法是提高軸瓦進油溫度。
(3)減小軸瓦頂部間隙，擴大兩側間隙，就是增加軸承的橢圓度。
(4)增大上瓦的烏金寬度，以便形成油膜，增加軸瓦穩定性。
(5)換用穩定性好的軸瓦，如使用可傾瓦，每個瓦塊只形成收斂油楔，因而不會產生失穩分力。
(6)充分平衡同相的不平衡分量。因為發生油膜振盪時，轉軸在軸瓦內呈弓狀渦動，兩端軸承振動的相位相同，若將轉軸原有不平衡同相分量儘量減少，即可大大降低第一臨界轉速下的共振放大能力，使油膜振盪的振幅減小。
