魏海峰

(神華國華永州發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南永州425000)

汽輪機(jī)可傾瓦軸承頂部間隙測量方法探討

Measurement technique of tilting tile top bearing clearance for steam turbine

魏海峰

(神華國華永州發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南永州425000)

通過可傾瓦軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理分析，采用傳統(tǒng)的壓鉛絲和抬軸法來測量可傾瓦頂部間隙均會產(chǎn)生一定誤差，而采用固定螺栓來調(diào)整瓦塊位置的方法能夠有效的消除前兩種方法測量方法上存在不足，提高測量精度。

汽輪機(jī)；可傾瓦；軸承；頂部間隙

隨著大功率機(jī)組軸承在穩(wěn)定性、功耗及承載力等方面的要求愈來愈高，可傾瓦已被越來越多的大功率機(jī)組采用?？蓛A瓦軸承屬于滑動軸承，能在一定范圍內(nèi)擺動，可以自適應(yīng)地改善軸承的承載狀況，并且由于每個軸瓦之間存在溝槽，破壞了潤滑油流動的連貫性，進(jìn)而提高軸承的穩(wěn)定性，可傾瓦軸承因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝檢修較困難、成本較高。目前在測量可傾瓦頂部間隙及軸瓦緊力數(shù)據(jù)沿用傳統(tǒng)軸承的檢測方法，有著一定的測量誤差，還導(dǎo)致實(shí)際的數(shù)值與可傾瓦的設(shè)計(jì)值吻合，存在著設(shè)備的安全隱患，進(jìn)行可傾瓦頂部間隙及軸瓦緊力的測量方法研究很有必要〔1〕。

1 可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)

圖1 可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)

可傾瓦通常由多塊能在支點(diǎn)上自由傾斜的弧形巴氏合金瓦塊組成〔2〕。瓦塊在工作時可以隨轉(zhuǎn)速、載荷及軸承溫度的不同而自由擺動，在軸頸四周形成多個油楔。每一塊瓦塊通過其背面的球面銷及墊片支撐在軸承套中，瓦塊可以繞其球面支撐銷擺動；軸承中分面上部瓦塊、背面分別裝有彈簧，從瓦塊一端壓迫瓦塊，建立油楔〔3〕。

可傾瓦軸承的結(jié)構(gòu)如圖1所示?？蓛A瓦軸承由5塊墊塊支承的自位式軸承。同樣由一鋼制軸承殼體和4塊澆有軸承合金的鋼制瓦塊所組成，具有徑向調(diào)整之作用。軸承殼體制成兩半，在水平中分面處用銷定位，4塊瓦塊均置于殼體并以球面墊塊來支承和定位，球面墊塊的球形表面與內(nèi)墊塊相接觸，這樣可允許瓦塊擺動。軸承殼體外圓處由5塊鋼制墊塊支承于軸承座內(nèi)孔，在墊塊與殼體之間的墊片是用來垂直地和水平地移動軸承，使轉(zhuǎn)子準(zhǔn)確地在汽缸中定位，止動銷為防止軸承在軸承座內(nèi)轉(zhuǎn)動之用。瓦塊內(nèi)墊塊、球面墊塊和外墊塊均需要打印對應(yīng)的編號與殼體上的號碼對應(yīng)，以便檢修后，仍能裝于原來相應(yīng)的位置上。每塊瓦塊兩端的臨時螺栓連接于軸承殼體上，用于安裝、檢修過程中防止瓦塊掉落，裝配結(jié)束后需拆去，旋入螺塞封住，上半兩塊瓦塊背部有彈簧，以防止瓦塊進(jìn)油邊與轉(zhuǎn)子軸頸產(chǎn)生制動現(xiàn)象。潤滑油通過軸承下半底部墊塊之中心孔進(jìn)入軸承殼體之下部，然后，軸向進(jìn)入殼體兩端之環(huán)形通道，再通過徑向孔進(jìn)入瓦塊，潤滑油沿軸頸分布〔4〕。

2 現(xiàn)有可傾瓦軸承頂部間隙測量方法

2.1 壓鉛絲法

用壓鉛絲法測量頂部間隙，將長50～70 mm的鉛絲橫放在軸頸兩處，在下瓦結(jié)合面處，相對應(yīng)的放上鉛絲，為了受力均勻，常在軸瓦結(jié)合面四角放上約厚0.5 mm，長50 mm，寬30 mm的4塊銅片，均勻堅(jiān)固軸瓦結(jié)合面螺栓，松開吊走上瓦，用千分尺測量鉛絲厚度，根據(jù)鉛絲的平均厚度差，計(jì)算出軸瓦頂部間隙的大小 (軸瓦頂部鉛絲厚度減去水平墊片厚度，即是軸瓦頂部間隙)。此方法對于圓筒軸承和橢圓軸承的頂部間隙測量是很準(zhǔn)確的。但對汽輪機(jī)可傾瓦的測量上是會出現(xiàn)誤差，原因在于在合可傾瓦軸承上半部分的過程中，可傾瓦塊與鉛絲先接觸部分會先退讓，由于鉛絲的阻力不會像液體那樣均勻分布，在軸瓦完全閉合后，可傾瓦塊的實(shí)際位置并非是其工作位置，會出現(xiàn)傾斜狀態(tài)，這種狀態(tài)是無法控制的，被壓扁的鉛絲會出現(xiàn)軸向、徑向都不均勻的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致測量的頂部間隙與軸瓦實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的間隙不一致。另外，圓筒瓦和橢圓瓦要求的頂部間隙是與軸承中分面垂直的間隙，而可傾瓦軸承兩個瓦塊與軸承中分面是呈45°角的，而軸承上半垂直壓下后測量的間隙不是可傾瓦軸承設(shè)計(jì)值需要的間隙〔5〕。

2.2 抬軸法

抬軸法測量軸瓦頂部間隙是在軸徑靠近軸瓦處安裝一塊百分表，在軸瓦上外殼頂部安裝一塊百分表監(jiān)視，將軸徑輕輕抬起直至接觸上瓦，但不能使上瓦殼移動量過大，此時軸徑上百分表讀數(shù)減去上瓦殼的移動量即為軸瓦間隙 (一般上瓦殼的移動量不能超過0.05 mm)。這種方法能夠有效地避免瓦塊與軸承中分面是呈45°角的問題，不用經(jīng)過二次換算。但在抬軸的過程中，并不是整個轉(zhuǎn)子水平的上抬，而是單側(cè)抬起，抬起的過程中轉(zhuǎn)子與軸瓦的接觸是單邊先接觸的，實(shí)際轉(zhuǎn)子上抬的力并沒有均勻的作用在軸瓦表面，如圖2所示。在安裝與檢修過程中，頻繁的單側(cè)抬起轉(zhuǎn)子，對轉(zhuǎn)子壽命也有影響，而且存在著安全隱患。

圖2 抬軸法測量軸瓦頂部間隙示意圖

3 可傾瓦軸承頂部間隙測量新方法

可傾瓦軸承的瓦塊在殼體上有一個的測量孔，位于內(nèi)球面墊塊的正中心，如圖1標(biāo)注的位置所示。通過這個孔可以正確的測量軸瓦頂部間隙:

1)方法一，將上半軸瓦合上，松開臨時固定螺釘使瓦塊慢慢與軸頸接觸，拆開可傾瓦軸承殼體背部墊塊。使用細(xì)小的銅棒通過測量孔輕輕擊打內(nèi)球面墊塊，使瓦塊與軸頸均勻接觸，可用0.03 mm的塞尺檢測瓦塊與軸頸四角是否完全接觸，當(dāng)完全接觸后將特制加長百分表插入測量孔內(nèi)，使表的接觸點(diǎn)與內(nèi)球面墊塊接觸，然后安裝臨時固定螺栓，慢慢旋轉(zhuǎn)將瓦塊均勻抬起，直至內(nèi)球面墊塊與瓦殼體完全接觸，也就是固定螺栓無法緊固位置，百分表移動的數(shù)值就是該瓦塊的頂部間隙；

2)方法二，直接用深度千分尺通過測量孔測出瓦塊與軸頸完全接觸時的距離，再測量內(nèi)球面墊塊與瓦殼體完全接觸后的距離，如圖3所示，x－y之差便是可傾瓦軸承的真實(shí)瓦頂間隙。

圖3 瓦塊與軸頸示意圖

4 結(jié)論

通過可傾瓦軸承的結(jié)構(gòu)及工作原理分析，采用傳統(tǒng)的壓鉛絲和抬軸方法測量均存在一定誤差的，而通過固定螺栓來調(diào)整瓦塊位置的方法能夠有效的避免壓鉛絲法和抬軸法產(chǎn)生的誤差。在可傾瓦軸承安裝、檢修過程中用固定螺栓來調(diào)整瓦塊位置的方法來測量軸瓦頂部間隙能夠有效的避免傳統(tǒng)方法出現(xiàn)的誤差，真實(shí)性和安全性可以得到保證。

〔1〕王勇.電廠汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行 〔M〕.北京:中國電力出版社，2010.

〔2〕姜小龍.超超臨界機(jī)組軸承失效分析 〔J〕.機(jī)電工程技術(shù)，2013，42(04):40-42.

〔3〕劉銘.汽輪機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)分析 〔J〕.中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2011(31):303-304.

〔4〕郝開國.汽輪機(jī)設(shè)備檢修技術(shù) 〔M〕.北京:水利電力出版社，1985.

〔5〕張發(fā)柳.汽輪機(jī)徑向軸承間隙的測量 〔J〕.中國設(shè)備管理，1998(1):17-18.

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10.3969/j.issn.1008－0198.2016.06.023

2016－03－04 改回日期:2016－03－10