新型水導軸承在水電站中的應用

【摘要】隨著我國科學技術的發展，人們的生活水平得到很大提高，隨之而來的就是對水和電的需求量增加，用水和用電的增加盡管不利于和諧社會的發展，但是卻在一定程度上促進了水電站的發展。對于水輪機運行的功能來說，水導軸承的形式會對其產生直接影響，社會經濟的發展使得水導軸承也得到了新的變化，傳統的水導軸承在運行的過程缺乏一定的平穩性和安全性，因此，為了水電站得到更好的發展，就需要對水導軸承進行改革和創新。作為一種新型軸承結構，水導拋物線瓦面稀油潤滑導軸承在水電站中得到了十分廣泛的應用，并且它運行平穩，所取得的效果非常顯著，是一種比較理想的軸承結構。本文就通過對水導拋物線瓦面稀油潤滑導軸承進行分析，從而探討了新型水導軸承在水電站中的應用。

【關鍵詞】新型水導軸承；水電站；應用；潤滑

0.引言

現如今，水電站所使用的電站水輪機是由通用電氣亞洲水電設備有限公司生產的，而其水導軸承采用的就是一種新型結構， 是一種筒式自循環徑向豎軸拋物線瓦面稀油潤滑的軸承結構，和國內的筒式瓦結構相比，這種結構和它有著很多相似的地方，例如，這兩種軸承結構的上部都有油箱，下部都有旋轉油盤，并且都具有軸承體和軸瓦結構等。但是，只要仔細觀察那種新型設備，就會發現盡管它和國內的筒式瓦結構有著相同之處，但新型軸承結構卻還是更勝一籌，不僅是對于這種設備的結構特點和設計原理而言，更甚至于這種設備的運行狀況都是與眾不同的。本文就通過分析這種新型水導軸承結構，從而對這種結構在水電站中的應用進行了解。

1.新型水導軸承結構的特點

（1）對于國內的筒式水導軸承而言，一般在設計其結構時，都是由兩瓣組合而成，軸瓦為了能夠和軸承體進行連接和固定，那么軸瓦也會分兩瓣天螺栓。對于鋼制瓦背內的圓澆筑巴氏合金軸襯來說，需要將巴氏合金筒體毛胚進行加工，以使其能符合設計尺寸，再確定幾何形狀時，需要將其和等徑內圓柱面相等，這是因為鋼制瓦背內圓澆筑巴氏合金軸襯是和軸承體把合的。但是對于本次研究的拋物線瓦面軸承體來說，它是由四瓣組合而成的，在把合成整體上，也是由切向和28個8.8級六角螺栓把合而成的，并且六角螺栓還是M20×90內的[1]。

對于這種新型的水導軸承結構來說，它不僅能夠代替軸承體，它還可以讓軸承結構得到簡化，從而方便它的運行。和傳統的薄殼筒式軸瓦相比，這種軸承結構的軸瓦單邊厚度要厚3倍多，為127毫米，并且它的剛度也是更大的。該新型軸承結構的承載能力也更好，其軸承徑能夠承載的重量比傳統的要大，并且不管是在何種運行狀況之下，這種軸承都能夠承受其最大飛逸轉速和最大的徑合載荷，與此同時，它還可以將其傳遞到水輪機的頂蓋上。

（2）這種新型軸承結構和以往的水導軸承結構存在很多不同之處，它更是一種進步，是一種創新。這種結構的軸瓦所圓弧面和傳統的結構也是不同的，每四分之一部分軸瓦的巴氏合金材料段只占有55°的圓弧面。對于另外一段圓弧段來說，它并沒有澆鑄巴氏合金，有一部分是和軸領組成的，這一部分的空腔厚度為5毫米，高度達到了520毫米，并且其圓弧長度也達到了278毫米，它的有效容積大約為0.72升。與此同時，當機組運行時，這種軸承結構儲備了充足的汽輪機潤滑油，這是為了供給瓦面，從而形成油膜以備不時之需。正是因為具有充足的潤滑油，才會對水導軸承的運行溫度起到降低作用[2]。

（3）如表1所示，是某一段軸瓦a和圓半徑R的關系情況表。水輪機軸頸的圓柱面和拋物線瓦面所形成一種結構具有很大的功效，它不僅可以完美的實現液體摩擦，而且還可以減少水導軸承運行時的摩擦損耗功率，從而使得軸瓦的溫度降低，楔形油隙結構具備了水導軸承運行的一些條件，因為它可以迅速的建立起油膜，從而讓水導軸承結構變得更加完善，這是傳統的軸承結構不具備的優勢。

2.新型水導軸承結構在水電站中的應用

對于國內的筒式稀油潤滑水導軸承來說，這種結構的油冷卻器一般都是裝在上油箱里面，從而使得熱油達到冷卻的目的。但是對于本次研究的新型水導軸承來說，它為了能夠將熱油直接引出軸承體外，以便達到冷卻的目的，所通過的是畢托管，并且是將其水平安裝在軸承座上，這還可以在一定程度上實現體外油循環。這種軸承結構可以說是非常簡單和小巧的，但是盡管如此，它的功能還是不能小覷，它加快了水電站的運行速度，也正是因為它的靈活性，才可以根據軸承運行的溫度來對冷卻器的個數進行增加，但是這需要通過并聯的方式來進行，這可以很大的達到擴大冷卻效果的目的。和傳統的軸承結構相比，這種新型的軸承結構在設計上更加精確和完美，不僅如此，它的結構穩定性也更高，是水導軸承的一個偉大創新。它進一步的擴大了軸承結構在水電站運用中的一些功能，能夠加快其運行速度，更加不容易出現障礙，這為我國的水電站事業作出了巨大的貢獻[3]。

3.結束語

綜上所述，和傳統的水導軸承結構相比，水導拋物線瓦面稀油潤滑導軸承在水電站中能夠得到更好的應用。經過實驗觀察，這種軸承結構在水電站中能夠得到更加平穩、安全、可靠的運行，并且其各項指標都比其它軸承結構更好。這種新型水導軸承結構的最高瓦溫應該為42攝氏度，但是在對其進行設計的過程當中，應該不能超過65攝氏度，而油槽的油溫則應該低于36攝氏度，在設計的過程當中，應該低于55攝氏度。經過觀察發現，當水電站投入使用這種新型軸承結構之后，水導軸承的運行變得更加的平穩和可靠，并且和以前使用的軸承結構相比，這種軸承的質量也變得更加優秀，由此可見，這種新型水導軸承結構是一種值得推廣和水電站應用的軸承結構。

【參考文獻】

[1]仇寶云，王彤俊，魏強林等.大型泵站常見故障分析.排灌機械，2011（2）：20一24.

[2]吳仁榮.水潤滑軸承在離心泵結構中的應用.機電設備，2012（4），28一30.

[3]仇寶云，魏強林，湯正軍.護管式清水潤滑軸承在大型立式水泵中的應用.農業工程學報，2011，15（3）：256一258.