探究推力軸承的安裝與調(diào)整方法

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1推力基礎(chǔ)環(huán)的預(yù)裝

第一步，將下機(jī)架調(diào)平，以下導(dǎo)瓦支柱螺栓承重環(huán)為基準(zhǔn)調(diào)整推力基礎(chǔ)環(huán)同心度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；用內(nèi)六角螺栓將基礎(chǔ)環(huán)固定在下機(jī)架上，內(nèi)六角螺栓的把合力矩應(yīng)符合圖紙要求。第二步，按圖紙要求鉆鉸銷釘孔，復(fù)測(cè)推力基礎(chǔ)環(huán)與下導(dǎo)瓦支柱螺栓承重環(huán)同心度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。第三步，取出銷釘并松開把合螺栓，將推力基礎(chǔ)環(huán)吊放在臨時(shí)支墩上，清掃推力基礎(chǔ)環(huán)，按標(biāo)準(zhǔn)要求檢查基礎(chǔ)環(huán)表面。第四步，參考圖紙，以阻油環(huán)為樣板，在下機(jī)架擋油圈上配鉆把合螺孔，檢查擋油圈、阻油環(huán)與下導(dǎo)支柱螺栓支撐環(huán)圓度和同心度均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2推力軸承組裝

第一步，搭設(shè)封閉遮蓋棚，以防灰塵及外界雜物污染；抽查彈簧束裝配的高度應(yīng)在設(shè)計(jì)公差范圍內(nèi)；仔細(xì)清掃推力瓦上各螺栓孔和高壓油孔，清掃干凈后在其表面上抹透平油；測(cè)量推力瓦厚度、寬度以及測(cè)溫孔與瓦面距離等；清除間隔塊、彈簧擋塊上的毛刺；將瓦面導(dǎo)油槽邊尖角修圓。第二步，調(diào)整推力基礎(chǔ)環(huán)水平值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，用螺栓將間隔塊固定在基礎(chǔ)環(huán)上，間隔塊之間布置一定數(shù)量的彈簧，在彈簧上放置推力瓦，檢查推力瓦進(jìn)油邊與間隔塊之間的間隙符合圖紙要求后，抬走推力瓦，瓦面抹上透平油，用耐油橡膠皮或毛氈蓋好推力瓦。第三步，按設(shè)計(jì)力矩要求對(duì)稱把緊間隔塊把合螺栓，檢查間隔塊與推力基礎(chǔ)環(huán)之間的間隙，應(yīng)符合圖紙要求。第四步，安裝彈簧擋塊，調(diào)整間隙滿足圖紙要求。以彈簧擋塊為樣板在基礎(chǔ)環(huán)上配鉆把合螺孔，回裝彈簧和彈簧擋塊。第五步，將推力瓦安裝在推力軸承彈簧上，用連板將推力瓦固定在推力基礎(chǔ)環(huán)上，用深度尺測(cè)量推力基礎(chǔ)環(huán)下平面到推力瓦上平面的高度，控制高度差值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。推力瓦表面均勻抹上合格的透平油，用干凈的塑料布進(jìn)行遮蓋。第六步，徹底清掃下機(jī)架油槽，正式安裝推力軸承、阻油環(huán)，并蓋上防塵塑料布。

3地下電站#27水輪發(fā)電機(jī)推力瓦溫差調(diào)整

推力瓦溫差受較多因素的影響，包括加工誤差（軸瓦巴士合金厚度、瓦厚度、瓦面平面度、瓦底平面度、平行度、測(cè)溫孔位置差異、彈簧束裝配高度差、傳感器把合螺紋差異、推力基礎(chǔ)環(huán)水平度）、元件精度誤差（碟簧束裝配性能差異、傳感器精度）、油流動(dòng)差異、安裝誤差等的影響。地下電站#27水輪發(fā)電機(jī)調(diào)試期間，機(jī)組72h滿負(fù)荷試運(yùn)行試驗(yàn)完成后推力瓦溫差為12.8K，其中#12推力瓦溫度異常低。

3.1推力瓦溫差調(diào)整分析、實(shí)施

瓦溫調(diào)整過程中，須充分考慮被調(diào)整瓦在調(diào)整后對(duì)左右瓦的影響，尤其當(dāng)某塊瓦已經(jīng)調(diào)整到不能再調(diào)整的時(shí)候，就得開始逆向調(diào)整其左、右瓦的溫度來達(dá)到目的。所有推力瓦溫度數(shù)據(jù)中，是否存在個(gè)別異常偏低或者偏高現(xiàn)象，一般情況下，這時(shí)得考慮到對(duì)應(yīng)溫度計(jì)、推力瓦本體或者安裝方面的問題。推力瓦溫度分布沿軸線呈明顯高低片區(qū)分布，這說明機(jī)組推力軸承在運(yùn)行過程中受力存在明顯的偏心問題，則需要結(jié)合瓦溫分布情況調(diào)整機(jī)組鏡板水平等。相鄰?fù)屏ν邷夭畲笥?K的，需要著重分析、檢查。求出平均推力瓦值，再結(jié)合溫差控制標(biāo)準(zhǔn)要求值，分別找出同比高溫點(diǎn)、低溫點(diǎn)，依據(jù)同比溫差以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)研究的理論進(jìn)行調(diào)整，盡可能選擇最合理、簡潔的調(diào)整方式。

如果調(diào)整過程中發(fā)現(xiàn)某塊瓦在加墊或者減彈簧后，仍按照相反的趨勢(shì)變化，這時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮調(diào)整過程中是否看錯(cuò)瓦編號(hào)、移動(dòng)了配套測(cè)溫電阻等。推力瓦溫差調(diào)整實(shí)施工藝如下：推力瓦溫差調(diào)整主要工具包括液壓千斤頂、臨時(shí)制作的楔子、假彈簧、扳手等。全過程：利用制動(dòng)系統(tǒng)頂起轉(zhuǎn)子；排油、開油槽門、清理油槽；拆下外徑方向彈簧擋塊，以及連板；在出油邊的彈簧擋塊上面臨時(shí)安裝液壓千斤頂，并把推力瓦往上頂起；由外徑方向向內(nèi)徑方向拆下彈簧，對(duì)于最靠近中心的彈簧，需要配合以液壓千斤頂內(nèi)移、同時(shí)在推力瓦與間隔塊之間安裝臨時(shí)楔子或者安裝適量假彈簧以使推力瓦平穩(wěn)頂起；如需要，則加裝墊片（加墊片前，應(yīng)對(duì)墊片進(jìn)行修邊處理）；回裝彈簧，如需要，按照方案在合適位置安裝假彈簧代替真彈簧；落下推力瓦，同時(shí)，回裝彈簧擋塊、連板。#27水輪發(fā)電機(jī)調(diào)整基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為72h滿負(fù)荷試運(yùn)行時(shí)的瓦溫?cái)?shù)據(jù)（推力瓦溫度分布曲線），可以得到其平均瓦溫為73.76℃。依據(jù)精品機(jī)組2.5K的標(biāo)準(zhǔn)，則大體可以確定小于72.5℃、大于75℃的瓦溫均需要調(diào)整；其中#12瓦溫度異常低，須著重檢查后再做決定；然而從推力瓦分布曲線圖可以看出，推力瓦有明顯的高、低溫分布區(qū)（排除個(gè)別瓦溫度偏低或者偏高），結(jié)合上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承與水導(dǎo)軸承的擺度、溫度分布情況（水導(dǎo)軸承擺度偏大，且其轉(zhuǎn)頻相位角與上導(dǎo)軸承呈180°；上導(dǎo)軸承瓦溫、下導(dǎo)軸承瓦溫和水導(dǎo)軸承瓦溫均有明顯的高、低溫分布區(qū)），充分說明機(jī)組軸系在壓力鋼管充水后存在一定程度的傾斜，這就要求在正式調(diào)整瓦溫差之前，須重新盤車檢查機(jī)組鏡板的水平度、并進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)機(jī)組振動(dòng)、擺度情況，以及推力瓦、上下導(dǎo)軸承瓦溫特點(diǎn)，首先采取在有水壓的情況下，對(duì)鏡板水平進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果為：水平度0.0534mm/m，相位角-75°。相比安裝時(shí)（無水壓狀態(tài)）的水平度偏差較大。為了減小推力、上導(dǎo)、下導(dǎo)瓦溫差，決定將鏡板水平（有水壓情況下）調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，通過調(diào)整下機(jī)架支臂周向鍵，確保其與安裝時(shí)的數(shù)據(jù)基本一致。之后，開機(jī)檢查調(diào)整效果，上導(dǎo)、水導(dǎo)、下導(dǎo)及推力瓦溫差有明顯改善，水導(dǎo)軸頸處擺度也有明顯改善。為進(jìn)一步優(yōu)化推力瓦溫差，綜合考慮機(jī)組72h試運(yùn)行以及下機(jī)架水平調(diào)整后的溫度分布，特制定如下調(diào)整方案：著重檢查#12推力瓦及其配套測(cè)溫電阻（RTD）安裝情況，之后再確定具體調(diào)整方案細(xì)節(jié)；#2、#21瓦各加墊0.15mm，#9、#18、#20瓦各加墊0.10mm，#8、#11、#16、#17瓦各減3個(gè)彈簧，#26瓦減6個(gè)彈簧。打開推力軸承油槽后檢查#12推力瓦，發(fā)現(xiàn)其RTD沒有完全安裝到位，由此，決定暫不調(diào)整#12推力瓦。調(diào)整完成后，開機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行檢查調(diào)整效果。得到推力瓦溫差由12.8K減小到6K，其中#12推力瓦在RTD安裝到位后溫升8.7K，每減少3個(gè)彈簧均降約0.96K，每加墊0.10mm溫升約1.34K；調(diào)整瓦，影響鄰近瓦溫度變化0.3K～0.5K。為第一次調(diào)整后推力瓦溫度分布曲線。以第一次推力瓦溫差調(diào)整后的瓦溫?cái)?shù)據(jù)為基準(zhǔn)，后續(xù)一共還進(jìn)行了3次推力瓦溫差調(diào)整，具體實(shí)施過程基本同第一次，最終得到推力瓦溫差為2.5K。圖7為地下電站#27水輪發(fā)電機(jī)第四次推力瓦溫差調(diào)整后溫度分布曲線。

3.2推力瓦溫差調(diào)整總結(jié)

推力軸承組裝前，必須逐一測(cè)量、檢查推力瓦厚薄等相關(guān)尺寸，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求范圍；配套測(cè)溫電阻需送檢，以排除測(cè)溫電阻本體精度問題。推力軸承組裝及正式安裝過程中，必須嚴(yán)格控制瓦平面水平度等質(zhì)量指標(biāo)；測(cè)溫電阻安裝到位后，須仔細(xì)檢查RTD是否按統(tǒng)一長度插入、是否存在沒有預(yù)緊RTD背帽螺母的現(xiàn)象，以及溫度計(jì)點(diǎn)位與監(jiān)控點(diǎn)位是否對(duì)應(yīng)等；鑒于RTD插入推力瓦后，無法檢測(cè)其在測(cè)溫孔里面的情況（相關(guān)研究表明，測(cè)溫孔軸向溫差梯度較大），如果能夠設(shè)計(jì)成粘貼式或者更小型號(hào)的RTD也許更能達(dá)到統(tǒng)一安裝標(biāo)準(zhǔn)。水輪機(jī)蝸殼的形狀決定了其充水后，將造成機(jī)組基礎(chǔ)4個(gè)方位不同程度的上抬，直接影響機(jī)組鏡板水平，進(jìn)而影響機(jī)組運(yùn)行時(shí)的瓦溫、振擺情況；所以，除機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)考慮相關(guān)因素外，機(jī)組安裝過程中也可以適量結(jié)合上抬量，調(diào)整機(jī)組軸線，或者采取壓力鋼管充水狀態(tài)下的鏡板水平調(diào)整等。通過高溫瓦減彈簧，低溫瓦加墊片的方式可以實(shí)現(xiàn)彈簧束支撐結(jié)構(gòu)推力瓦溫差的調(diào)整，建議實(shí)施前，排除(1)～(3)所述的影響因素。地下電站#27水輪發(fā)電機(jī)推力瓦前后4次溫差調(diào)整，得到每加墊0.10mm后平均溫度上升約1.09K，每減小3個(gè)彈簧后平均溫度下降約0.96K。

4結(jié)語

影響推力瓦溫差的因素很多，在安裝、調(diào)整階段，要逐一排除這些影響因素是一個(gè)非常復(fù)雜過程，尤其是彈簧束支撐結(jié)構(gòu)的推力軸承。地下電站#27水輪發(fā)電機(jī)推力瓦溫差（精品機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)）調(diào)整成功的案例，為后續(xù)同類型機(jī)組推力軸承裝配、推力瓦溫差檢查和調(diào)整等提供經(jīng)驗(yàn)參考。

作者：馬代斌 單位：中國葛洲壩集團(tuán)公司