随着水轮机朝着巨型化发展,水轮机单机容量的提高,机组尺寸的增加,机组刚度就相对减弱,水轮发电机组在稳定运行方面出现的问题越来越突出。大型机组一般采用立式三导轴承布置方式,高水头混流式水轮机转轮上冠和下环一般设有梳齿密封。运行过程中导轴承和密封的液膜参数变化造成机组轴系的非线性动力学特性发生改变,从而改变轴系振动特性,进而影响机组运行稳定性。在立式水轮发电机组轴系中,导轴承对机组转动部件起着径向约束作用并承受不同方向的外力。导轴承为液膜润滑的滑动轴承,在运行过程中液膜参数、几何参数及边界都在变化,其变化会引起液膜压力和液膜刚度及阻尼变化,从而导致水轮发电机组轴系振动特性和稳定性改变。因为转轮密封的液膜参数对轴系的动力特性也有类似的影响,所以分析轴系时将考虑密封中流动对于机组轴系特性的影响。本文采用单变量参数分析法,运用有限元法进行机组轴系转子动力学特性计算分析。以渔子溪电站机组轴系为具体研究对象,研究分析导轴承在不同液膜参数、几何参数以及边界条件下对机组轴系转子动力学特性的影响。主要研究内容和取得成果包括:(1).分析上、下导轴承瓦块数变化对轴承液膜的动力特性以及水轮机组轴系振动特性的影响。研究结果表明:轴承瓦块数增加使轴承瓦块受力更为均衡,轴承偏心减小,且油膜的刚度和阻尼增大,在一定程度上使得轴系的振动幅值减小,可加快轴系趋于稳定的速度。(2).通过对上、下导轴承的不同轴承间隙值变化进行轴承特性计算,来分析轴承间隙值对机组振动特性和稳定性的影响。研究结果表明:轴承间隙值增大,偏心率和油膜厚度也增大,轴承刚度和阻尼系数减小,且在相同外界激励条件下,会加大轴系的振动,但对轴系趋于稳定的速度影响较小。(3).计算不同油膜温度下的轴承动力特性系数,分析轴承油膜温度变化对轴系的振动特性和稳定性的影响。研究结果表明:油膜温度升高,则润滑粘度降低,轴承偏心率增大,油膜刚度增大,轴系的振动幅值整体呈减小趋势,且轴系的稳定速度变化较小。(4).在导轴承液膜参数变化时,对机组转动部件进行模态分析,结果表明:轴承液膜参数对轴系一阶、二阶临界转速影响较小,三阶临界转速影响较大。随着轴瓦块数增多,三阶临界转速逐渐减小,而随着轴承间隙及油膜温度的不断增大,三阶临界转速则呈现递增的趋势。通过研究表明导轴承的液膜参数对机组轴系的横向振动特性和稳定性均有不同的影响,得出的相应变化规律可为减小机组振动及设计过程中优化机组支撑结构提供重要技术参考。