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)計公差范圍內(nèi)；仔細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；測量推力瓦厚度、寬度以及測溫孔與瓦面距離等；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)計力矩要求對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，用干凈的塑料布進行遮蓋。第六步，徹底清掃下機架油槽，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）、油流動差異、安裝誤差等的影響。地下電站#27水輪發(fā)電機調(diào)試期間，機組72h滿負荷試運行試驗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)整的時候，就得開始逆向調(diào)整其左、右瓦的溫度來達到目的。所有推力瓦溫度數(shù)據(jù)中，是否存在個別異常偏低或者偏高現(xiàn)象，一般情況下，這時得考慮到對應(yīng)溫度計、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，這說明機組推力軸承在運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、低溫點，依據(jù)同比溫差以及實驗臺研究的理論進行調(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，仍按照相反的趨勢變化，這時應(yīng)重點考慮調(diào)整過程中是否看錯瓦編號、移動了配套測溫電阻等。推力瓦溫差調(diào)整實施工藝如下：推力瓦溫差調(diào)整主要工具包括液壓千斤頂、臨時制作的楔子、假彈簧、扳手等。全過程：利用制動系統(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，對于最靠近中心的彈簧，需要配合以液壓千斤頂內(nèi)移、同時在推力瓦與間隔塊之間安裝臨時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)對墊片進行修邊處理）；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，回裝彈簧擋塊、連板。#27水輪發(fā)電機調(diào)整基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為72h滿負荷試運行時的瓦溫數(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，須重新盤車檢查機組鏡板的水平度、并進行調(diào)整。根據(jù)機組振動、擺度情況，以及推力瓦、上下導(dǎo)軸承瓦溫特點，首先采取在有水壓的情況下，對鏡板水平進行測量，測量結(jié)果為：水平度0.0534mm/m，相位角-75°。相比安裝時（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)整下機架支臂周向鍵，確保其與安裝時的數(shù)據(jù)基本一致。之后，開機檢查調(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。為進一步優(yōu)化推力瓦溫差，綜合考慮機組72h試運行以及下機架水平調(diào)整后的溫度分布，特制定如下調(diào)整方案：著重檢查#12推力瓦及其配套測溫電阻（RTD）安裝情況，之后再確定具體調(diào)整方案細節(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個彈簧，#26瓦減6個彈簧。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，開機帶負荷運行檢查調(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)整后的瓦溫數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，后續(xù)一共還進行了3次推力瓦溫差調(diào)整，具體實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，必須逐一測量、檢查推力瓦厚薄等相關(guān)尺寸，應(yīng)符合設(shè)計要求范圍；配套測溫電阻需送檢，以排除測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)；測溫電阻安裝到位后，須仔細檢查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，以及溫度計點位與監(jiān)控點位是否對應(yīng)等；鑒于RTD插入推力瓦后，無法檢測其在測溫孔里面的情況（相關(guān)研究表明，測溫孔軸向溫差梯度較大），如果能夠設(shè)計成粘貼式或者更小型號的RTD也許更能達到統(tǒng)一安裝標(biāo)準(zhǔn)。水輪機蝸殼的形狀決定了其充水后，將造成機組基礎(chǔ)4個方位不同程度的上抬，直接影響機組鏡板水平，進而影響機組運行時的瓦溫、振擺情況；所以，除機組設(shè)計時考慮相關(guān)因素外，機組安裝過程中也可以適量結(jié)合上抬量，調(diào)整機組軸線，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現(xiàn)彈簧束支撐結(jié)構(gòu)推力瓦溫差的調(diào)整，建議實施前，排除(1)～(3)所述的影響因素。地下電站#27水輪發(fā)電機推力瓦前后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)電機推力瓦溫差（精品機組標(biāo)準(zhǔn)）調(diào)整成功的案例，為后續(xù)同類型機組推力軸承裝配、推力瓦溫差檢查和調(diào)整等提供經(jīng)驗參考。

作者：馬代斌 單位：中國葛洲壩集團公司