0、引言 
汽輪機(jī)的安裝過程十分的復(fù)雜，具有很高的專業(yè)性，安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，其中比較常見的就是汽輪機(jī)震動(dòng)超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，軸承是汽輪機(jī)組的重要組成部件，擔(dān)負(fù)著承載機(jī)組的作用。同時(shí)，軸系的各種響應(yīng)也將在軸承上反映出來。
1、汽輪機(jī)安裝的內(nèi)容
基礎(chǔ)準(zhǔn)備→墊鐵布置→臺(tái)板就位→低壓外缸就位安裝→中、前箱就位安裝→支持軸承安裝→轉(zhuǎn)子就位找正→低壓缸找正→前、中箱及高、中壓缸找正→低壓缸與凝汽器連接→低、中、高壓缸安裝→通流間隙測(cè)量→推力軸承安裝→汽缸扣蓋→二次澆灌→軸承中心復(fù)查→聯(lián)軸器連接→盤車、連通管安裝→化妝板安裝。
2、軸承的安裝
大多數(shù)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸承采用可傾瓦式，具有良好的穩(wěn)定性，可避免油膜振蕩。可傾瓦自由擺動(dòng)，增加支撐柔性，吸收轉(zhuǎn)軸振動(dòng)能量，具有良好的減振性能。在安裝過程中，注意保證支撐軸承的軸承蓋與軸瓦之間緊力符合圖紙要求。如果緊力過大可能使軸承蓋變形，特別是球面軸承將無法自由調(diào)位；緊力過小將出現(xiàn)振動(dòng)。此外，軸承的連接緊力對(duì)軸承剛度也會(huì)產(chǎn)生影響，如果軸承剛度不足，在同樣的激振力下能引起較大的振動(dòng)，因此必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，往往出現(xiàn)因連接螺栓緊力不足而引起振動(dòng)的現(xiàn)象。
支持軸承軸瓦的墊塊，承受著因轉(zhuǎn)子本身的質(zhì)量及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于不平衡而引起的離心力，墊塊確定轉(zhuǎn)子位置，施工時(shí)要保證墊塊均勻承重，每塊墊塊的接觸痕跡應(yīng)占?jí)|塊總面積的70％以上，且接觸點(diǎn)均勻分布以避免因接觸面不符合要求而引起較大振動(dòng)。
推力軸承是轉(zhuǎn)子相對(duì)于氣缸的膨脹死點(diǎn)，安裝時(shí)要保證轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量與圖紙技術(shù)要求相符，如果竄動(dòng)量過小，則不能保證推力瓦塊形成正常的油膜厚度，運(yùn)行中油溫必然升高或出現(xiàn)摩擦；相反，竄動(dòng)量過大，汽輪機(jī)負(fù)荷突然改變時(shí)，則會(huì)使推力瓦塊收到較大沖擊。
3、軸承安裝工作需要注意的問題
3.1、振幅與激振力和支承動(dòng)剛度的關(guān)系。 
部件呈現(xiàn)的振幅與作用在部件上的激振力在線性系統(tǒng)中呈正比趨勢(shì)，而與動(dòng)剛度呈反比趨勢(shì)。振幅與激振力及動(dòng)剛度的關(guān)系式如下： 
B=L/Kd。 
式中：B為振幅；L為激振力；Kd為部件動(dòng)剛度，Kd=K/μ。部件靜剛度K又稱剛度系數(shù)，它是表示部件產(chǎn)生單位位移（變形）所需的靜力；動(dòng)剛度Kd是表示部件產(chǎn)生單位振幅（位移）所需的交變力。 
由上述公式可知，軸承的動(dòng)剛度與靜剛度成正比關(guān)系，與動(dòng)態(tài)放大系數(shù)μ成反比關(guān)系，如果忽略系統(tǒng)阻尼即讓μ為無窮大，動(dòng)剛度Kd在靜剛度K很大的情況下也為0。同時(shí)，我們由公式可見，當(dāng)激振力作用不大時(shí)，軸承會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)，這種現(xiàn)象就是共振。共振又分為兩種：系統(tǒng)支撐共振和系統(tǒng)部件共振。
支撐系統(tǒng)共振是激振力通過支撐系統(tǒng)輸入振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)，當(dāng)支撐系統(tǒng)自振動(dòng)頻率與激振力頻率一致而產(chǎn)生的一種共振。例如在軸承中，存在某一方向的自振動(dòng)頻率與激振力頻率一致的共振。
系統(tǒng)部件共振是振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)某一部件自振動(dòng)頻率與激振力一致而產(chǎn)生的共振。例如轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速、汽缸、大直徑管路、發(fā)電機(jī)等某一方向的自振動(dòng)頻率與激振力頻率一致的共振。值得注意的是，軸承振動(dòng)增大的機(jī)理不同使得這兩種共振有區(qū)別。支撐系統(tǒng)共振是由于支撐動(dòng)剛度降低，當(dāng)激振力一定時(shí)，使振幅增大的；二系統(tǒng)部件共振是由于部件共振使振動(dòng)慣性力增大并作用于軸承，這是當(dāng)支撐動(dòng)剛度不變時(shí)由于激振力增大而產(chǎn)生的振幅變化。
3.2、汽輪機(jī)軸承安裝動(dòng)剛度檢測(cè)和判斷
從問題一可知，軸承座動(dòng)剛度除與靜剛度和共振放大因素有關(guān)外，與動(dòng)剛度關(guān)系密切。支撐系統(tǒng)一般指軸承蓋、軸承座、基礎(chǔ)臺(tái)板、基礎(chǔ)橫梁等部件，剛度與這些部件連接的緊密程度有關(guān)，這種關(guān)系稱為連接剛度。
傳統(tǒng)的檢查部件連接緊密程度方法有：檢查連接螺絲預(yù)緊力、連接部件之間的間隙等，這些檢測(cè)方法過程繁瑣，在設(shè)備運(yùn)作時(shí)，不能進(jìn)行檢測(cè)連接緊密度。于是我們改進(jìn)了檢測(cè)方法：采用檢測(cè)連接部件之間差別振動(dòng)是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。其中，兩個(gè)相鄰的連接部件振幅的差值就是差別振動(dòng)，差別振動(dòng)值的存在說明兩個(gè)相鄰的連接部件之間在設(shè)備運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生了一定的相對(duì)位移。哪怕是微小的位移都說明部件的動(dòng)剛度有所下降，但此時(shí)也許在靜態(tài)下，連接部件之間并無間隙存在，連接螺絲的預(yù)緊力往往也很正常。
通常，軸承座的同一軸向斷面內(nèi)，測(cè)點(diǎn)上下標(biāo)高差在100mm以內(nèi)的兩個(gè)連接部件在連接緊固的情況下，振動(dòng)差小于2m；滑動(dòng)面間正常的振動(dòng)差應(yīng)小于5m；發(fā)電機(jī)后軸承座與臺(tái)板之間有絕緣墊的，振動(dòng)差小于7m。可通過這些指標(biāo)值判定軸承座連接剛度不足，振動(dòng)差越大故障越大。
4、轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)連接部件之間振動(dòng)差過大的原因
4.1、基礎(chǔ)臺(tái)板與基礎(chǔ)接觸不良。
在安裝過程中的多數(shù)情況下，基礎(chǔ)臺(tái)板與基礎(chǔ)的接觸是否良好是影響機(jī)組振動(dòng)的主要原因，同時(shí)這也是較難控制的因素。造成基礎(chǔ)臺(tái)板與基礎(chǔ)接觸不良的原因主要有以下幾個(gè)方面。
基礎(chǔ)墊鐵過高。雖然這種現(xiàn)象對(duì)軸承座垂直方向動(dòng)剛度影響不大但明顯地降低了軸承座水平和軸向的動(dòng)剛度，而且往往在較大軸向振動(dòng)作用下，會(huì)使軸承座臺(tái)板二次灌漿發(fā)生松裂，導(dǎo)致其動(dòng)剛度進(jìn)一步降低，從而形成惡性循環(huán)。為此在安裝時(shí)臺(tái)板墊鐵高度不可超過80mm。二次灌漿質(zhì)量不高。其中包括未充實(shí)和水泥標(biāo)號(hào)較低等客觀情況。
軸承座漏油。由于汽輪機(jī)油浸入二次灌漿會(huì)使其強(qiáng)度有大幅度降低，在振動(dòng)作用下不但會(huì)使二次灌漿松裂，而且可能導(dǎo)致二次灌漿與臺(tái)板分離，使得振動(dòng)進(jìn)一步擴(kuò)大。
基礎(chǔ)臺(tái)板墊鐵走動(dòng)。這種現(xiàn)象主要是由于二次灌漿質(zhì)量不好、臺(tái)板墊鐵間距過大、吃力不均、墊鐵之間及與臺(tái)板之間未焊牢等情況在過大軸承振動(dòng)作用時(shí)，使基礎(chǔ)臺(tái)墊鐵發(fā)生走動(dòng)。軸承座振動(dòng)過大。不論是垂直還是水平，或是軸向振動(dòng)過大都可以使基礎(chǔ)二次灌漿松裂，使軸承座振動(dòng)擴(kuò)大，從而導(dǎo)致二次灌漿松裂加劇。
4.2、軸承座與臺(tái)板接觸不良。
由于軸承座或臺(tái)板的變形及修刮不良，發(fā)電機(jī)后軸承座與臺(tái)板之間的絕緣墊過多或太厚、不平整等原因，即使在各個(gè)連接螺絲都擰緊，仍不能達(dá)到要求的連接剛度，在動(dòng)態(tài)下仍存在較大的振動(dòng)差。
4.3、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)機(jī)組共振轉(zhuǎn)速有顯著的影響。 
在共振轉(zhuǎn)速附近時(shí)，部件振幅和轉(zhuǎn)速的關(guān)系是根據(jù)振動(dòng)系統(tǒng)阻尼和激振力決定。水泥基礎(chǔ)上的軸承座要比鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的阻尼大很多，所以在同樣激振力作用下，水泥基礎(chǔ)的振幅要比鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的振幅小得多，而且鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的振動(dòng)自由度比水泥基礎(chǔ)更多，故升速過程中帶有鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的機(jī)組可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)支撐系統(tǒng)共振轉(zhuǎn)速，二對(duì)于水泥基礎(chǔ)的汽輪機(jī)組來說，它的支撐系統(tǒng)自振頻率均高于轉(zhuǎn)子的工作頻率，故而在升速過程中會(huì)出現(xiàn)共振。
4.4、連接螺絲松動(dòng)。
由于安裝時(shí)的疏忽大意，軸承蓋、軸承座、基礎(chǔ)臺(tái)板等連接螺絲部分沒有擰緊或預(yù)緊力不足。通過連接部件之間振動(dòng)差值就可以直接判斷是哪一個(gè)連接螺絲沒有符合要求。
4.5、臺(tái)板與墊鐵在施工過程中保護(hù)不當(dāng)。
在施工過程中保護(hù)不當(dāng)Z主要的后果就是基礎(chǔ)臺(tái)板墊鐵的氧化。造成氧化的主要原因是施工時(shí)基礎(chǔ)臺(tái)板墊鐵沉積水分的造成鐵氧化，同時(shí)二次灌漿中的氯化鈉與鐵氧化后，從化學(xué)只是來說，首先生成Fe3O4，于是體積增大使臺(tái)板和基礎(chǔ)分離，而后Fe3O4進(jìn)一步氧化成Fe2O3，在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)作用下變成的紅色粉末造成臺(tái)板與基礎(chǔ)騰空，使得臺(tái)板與基礎(chǔ)之間的連接剛度降低。
5、結(jié)束語 
在汽輪機(jī)組軸承安裝過程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能造成機(jī)組的震動(dòng)。因此在安裝過程當(dāng)中一定要嚴(yán)格的按照?qǐng)D紙來進(jìn)行安裝，不能夠隨意的進(jìn)行更改。同時(shí)還要做好安裝過程中的工藝質(zhì)量管理工作，從而確保每個(gè)環(huán)節(jié)都不會(huì)出現(xiàn)問題。