探討國產彈性油箱支撐推力軸承在大型發電電動機的運用

褚宗昌 方來榮

摘要：隨著我國工業的不斷發展，大型發電電動機在多個行業中都得到了一定應用，其應用水平需要得到提高。本文首先簡要概述了國產彈性油箱中的支撐軸承與推力軸承，接著重點討論了國產彈性油箱中支撐推力軸承在大型發電電動機中的應用形式，旨在提高大型發電電動機使用水平，為其運行提供一定理論依據。

關鍵詞：國產彈性油箱;支撐推力軸承;大型發電電動機;應用

引言：當前多個重要行業都需要用到大型發電電動機，如水力發電、風力發電等。國產彈性油箱的支撐推力軸承的使用能夠為大型發電電動機的運行提供一定幫助作用，具有一定應用優勢，因此需要明確支撐推力軸承在大型發電電動機當中的應用形式，為類似工程中相關設備的使用提供一定幫助。

1.國產彈性油箱中支撐軸承與推力軸承概述

1.1支撐軸承

支撐軸承是國產彈性油箱中一個比較重要的組成部分，也被稱為主軸承、徑向軸承。支撐軸承的作用是承受國產彈性油箱中汽輪機轉子的全部重量和由于轉子重量不均衡所產生的離心力，以保證轉子在油缸中的位置能夠得到正確保證。支撐軸承需要承受的荷載力較高，且軸頸的轉速很高，所以一般來說會采用軸瓦式滑動軸承作為支撐軸承，該類軸承的理論基礎為液體摩擦理論，可以借助本身具有一定壓力的潤滑油在軸頸和軸瓦之間形成一層油膜，通過液體摩擦的形式降低支撐軸承受到的損害，保證汽輪機和整個彈性油箱的正常運行，避免發生安全事故。

1.2推力軸承

推力軸承可以在轉子運行的過程中承受軸向推力，以保證汽輪機轉子和汽缸之間的軸向相互位置保持穩定，推力軸承可以單獨存在，也可以與支撐軸承進行合并，形成聯合式軸承，即支撐推力軸承。按照結構，可以將支撐推力軸承劃分為多顎式軸承與扇形瓦片式軸承，當前一般更傾向于采用扇形瓦片式軸承。扇形瓦片式軸承主要由工作瓦片、非工作瓦片、安裝環、調整墊片等，各個部分之間形成聯動，各司其職，可以充分承受轉子的正向軸向推力與反向軸向推力，以保證整個彈性油箱力的正確傳導，保護運行安全。

2.國產彈性油箱中支撐推力軸承在大型發電電動機中的應用形式

2.1剛性支撐

剛性支撐是國產彈性油箱當中支撐推力軸承在大型發電機當中起到的一種重要的作用，具有一定的應用空間。在實施剛性支撐時，要將推力瓦放置在托瓦上，再使用支柱螺釘支撐托瓦。要做好支柱螺釘與托瓦接觸處的檢查，一般需要保證接觸面為球面，且半徑最好保持在1000mm左右[1]。在具體應用過程匯總，可以根據實際情況對軸瓦的傾斜角度進行調整，以實現調整偏心距的目的，進而獲得良好的油楔，并形成壓力油膜，實現對支撐推力軸承的保護。在利用國產彈性油箱中支撐推力軸承對大型發電電動機進行剛性支撐時，要重點注意軸瓦的受力均勻情況，為了保證其受力均勻，要對安裝精度進行控制。例如，可以在安裝過程中進行受力調整，保證各個軸瓦之間的負荷均衡。剛性支撐的形式比較簡單，所需要的成本也比較低，在大型發電電動機當中具有一定應用優勢;但同時，其中許多受力調整環節都要受到個人能力、測量器具質量等外部因素的影響，其精準度控制存在困難，因此一般智能在小型的推力軸承當中使用。

2.2彈性油箱支撐

在大型發電電動機運行過程中，支撐推力軸承的不均勻負荷原因包括機組安裝精度存在誤差、軸承承受力不平衡產生變形、機組運行負荷變化不合理等。為了解決上述現象，可以采用彈性油箱支撐形式，提高國產彈性油箱中支撐推力軸承的運行效率和安全性，也為大型發電電動機的使用提供更強的保障。在彈性油箱支撐模式當中，支撐托瓦的植株螺釘落座位置在彈性油箱上，各個油箱之間可以依托油管實現互相聯通;當住滿壓力到達一定水平的透平油時，各個油箱就可以共同組成一個密閉性較強的液壓連通器。這種連通器結構可以幫助實現受力狀況的自動調整，通過均衡各瓦受力來實現負載力的合理調配，提高大中容量機組當中支撐推力軸承的可靠程度，使其可以更高地負擔大型發電電動機的運行要求。但同時，彈性油箱支撐的應用方法也存在一定不足之處，那就是其整體結構比較復雜，對于制作工藝有比較嚴格的要求，并且對于瓦的厚度也有更高的要求，需要花費更多成本。

2.3彈性墊支撐

彈性墊支撐在成本低、結構簡單方面與剛性支撐具有一定相似之處，總的來說也是一種適用于規模較小的支撐推力軸承的支撐方式，也能為大型發電電動機的運行提供一定幫助作用。彈性墊支撐形式要求支撐與瓦背結構做到平面接觸，以避免瓦產生機械變形的情況;彈性墊的大小可以和軸瓦保持一致，同時也可以將軸瓦支撐中心作為其自身的集合中心，并在寬度上進行一定延展，此種設計方式更加有利于軸承表面形成油膜，以保證彈性支撐的質量。一般來說，會選用橡膠作為彈性墊的主要制作材料，這是因為橡膠的彈性模量更小。以鋼材料為例，鋼的彈性模量為E=206GPa，而橡膠的彈性模量只有E=0.0078GPa。同時也可以得知，在彈性墊支撐的國產彈性油箱中支撐推力軸承應用模式下，荷載力的主要承擔對象不再是支撐推力軸承本身，而是彈性墊的彈性變形[2]。橡膠材料的彈性模量雖然更小，但同時其自身強度也有限，相較于鋼材能承受的荷載力不高，因此在大型軸承當中沒有應用空間，對大型發電電動機所起到的幫助作用也比較有限。

2.4彈簧組的使用

在國產彈性油箱中的支撐推力軸承當中，放置一部分材質較好、性能較強的小彈簧，可以分擔軸承本身受到的壓力，并提高軸承的穩定程度，進而保證大型發電電動機能夠更加穩定地運轉。在安裝彈簧時，一方面要保證不同彈簧的中心距相同;另一方面也要根據國產彈性油箱機組的不同選擇不同的彈簧安裝方案。在單工況的油箱當中，要在進油的方向放置更少的彈簧，以為軸瓦的傾斜提供一定方便，保證軸承外部的油膜可以政策形成。在進多工況的油箱當中，則要保證瓦下的彈簧布置均勻，這是因為多工況的油箱機組往往沒有對進油邊和出油邊進行區分。在彈性油箱的機組突然發生負載變化時，轉子轉輪所受到的推力會發生極大的變化，在某些特殊情況下，轉子和轉輪會發生傾斜甚至跳動現象，嚴重影響國產彈性油箱中支撐推力軸承的運行安全。為了避免這種情況，需要對每個彈簧都施加一些預緊力，將軸承運行幅度保持在安全的范圍之內，提高發電機運行安全。

結語：綜上所述，國產彈性油箱中支撐軸承與推力軸承既是兩個單獨的概念，又具有一定的結合能力，對大型發電電動機的應用具有一定幫助作用，因此其應用方式需要得到明確。發電工作在我國工業發展中具有重要的意義，因此需要充分強化國產彈性油箱對其運行起到的支持與幫助作用，保證發電質量。

參考文獻：

[1]劉治國，王世海，郝國文等.大型抽水蓄能電站發電電動機變壓器繼電保護就地化整體解決方案[J].水電與抽水蓄能，2020，04：42-47+70

[2]何云，徐文波.萬安水力發電廠2號機推力軸承彈性油箱更換[J].河南科技，2021，07：44-46