汽輪機可傾瓦軸承頂部間隙測量方法探討

魏海峰

(神華國華永州發電有限責任公司，湖南永州425000)

汽輪機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

(神華國華永州發電有限責任公司，湖南永州425000)

通過可傾瓦軸承的結構特點及工作原理分析，采用傳統的壓鉛絲和抬軸法來測量可傾瓦頂部間隙均會產生一定誤差，而采用固定螺栓來調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；可傾瓦；軸承；頂部間隙

隨著大功率機組軸承在穩定性、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組采用。可傾瓦軸承屬于滑動軸承，能在一定范圍內擺動，可以自適應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，進而提高軸承的穩定性，可傾瓦軸承因結構復雜、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據沿用傳統軸承的檢測方法，有著一定的測量誤差，還導致實際的數值與可傾瓦的設計值吻合，存在著設備的安全隱患，進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 可傾瓦軸承結構

圖1 可傾瓦軸承結構

可傾瓦通常由多塊能在支點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〕。

可傾瓦軸承的結構如圖1所示。可傾瓦軸承由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，使轉子準確地在汽缸中定位，止動銷為防止軸承在軸承座內轉動之用。瓦塊內墊塊、球面墊塊和外墊塊均需要打印對應的編號與殼體上的號碼對應，以便檢修后，仍能裝于原來相應的位置上。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，以防止瓦塊進油邊與轉子軸頸產生制動現象。潤滑油通過軸承下半底部墊塊之中心孔進入軸承殼體之下部，然后，軸向進入殼體兩端之環形通道，再通過徑向孔進入瓦塊，潤滑油沿軸頸分布〔4〕。

2 現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，在下瓦結合面處，相對應的放上鉛絲，為了受力均勻，常在軸瓦結合面四角放上約厚0.5 mm，長50 mm，寬30 mm的4塊銅片，均勻堅固軸瓦結合面螺栓，松開吊走上瓦，用千分尺測量鉛絲厚度，根據鉛絲的平均厚度差，計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確的。但對汽輪機可傾瓦的測量上是會出現誤差，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，可傾瓦塊的實際位置并非是其工作位置，會出現傾斜狀態，這種狀態是無法控制的，被壓扁的鉛絲會出現軸向、徑向都不均勻的現象，從而導致測量的頂部間隙與軸瓦實際運行狀態下的間隙不一致。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計值需要的間隙〔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，不用經過二次換算。但在抬軸的過程中，并不是整個轉子水平的上抬，而是單側抬起，抬起的過程中轉子與軸瓦的接觸是單邊先接觸的，實際轉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，頻繁的單側抬起轉子，對轉子壽命也有影響，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，位于內球面墊塊的正中心，如圖1標注的位置所示。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。使用細小的銅棒通過測量孔輕輕擊打內球面墊塊，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，當完全接觸后將特制加長百分表插入測量孔內，使表的接觸點與內球面墊塊接觸，然后安裝臨時固定螺栓，慢慢旋轉將瓦塊均勻抬起，直至內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瓦頂間隙。

圖3 瓦塊與軸頸示意圖

4 結論

通過可傾瓦軸承的結構及工作原理分析，采用傳統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整瓦塊位置的方法能夠有效的避免壓鉛絲法和抬軸法產生的誤差。在可傾瓦軸承安裝、檢修過程中用固定螺栓來調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方法出現的誤差，真實性和安全性可以得到保證。

〔1〕王勇.電廠汽輪機設備及運行 〔M〕.北京:中國電力出版社，2010.

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

〔3〕劉銘.汽輪機的原理及結構分析 〔J〕.中小企業管理與科技(上旬刊)，2011(31):303-304.

〔4〕郝開國.汽輪機設備檢修技術 〔M〕.北京:水利電力出版社，1985.

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

TK263.64

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1008－0198(2016)06－0082－02

10.3969/j.issn.1008－0198.2016.06.023

2016－03－04 改回日期:2016－03－10