（中国电建集团四川工程有限公司 四川省成都市 610100）
摘要：本文针对目前汽轮机轴系中心调整工作中的轴承垫块调整计算存在的问题进行了分析，改进了轴承垫块调整计算方法；通过在实际工作中的运用，证明了该方法的科学性，取得了实际良好效果，希望对轴承垫块调整计算方法不断改进起到借鉴作用。
关键词：汽轮机；轴系中心；轴承垫块；调整计算
1前言
汽轮机轴系中心调整是汽轮机安装检修过程中最关键、最重要的环节之一，是通过增减轴承垫块上的调整垫片来实现的。轴承垫块调整和研刮的目的就是确保汽轮机轴系中心符合厂家技术要求，并保证垫块与轴承座接触良好，防止因轴系中心不合格和轴承垫块接触差，从而引发汽轮机轴系异常振动。
2目前轴承垫块调整量计算方法简介
汽轮机轴系中心调整，首先根据轴系中心值计算支持轴承垂直/水平方向调整量，然后根据各垫块中心线与轴承垂直中心线夹角α（以下简称夹角α）分别计算出各垫块垂直/水平方向对应的调整量，两者相加得出其总调整量，根据计算结果增减垫块调整垫片，最后垫块与轴承座接触对磨研刮，保证其接触。
国产大型汽轮机轴承装设有多个垫块，如图一所示为国内某汽轮机厂660MW级汽轮机#1轴承。轴承底部设有一块垫块，左右对称各设有一块垫块（夹角70°），顶部设有一块垫块，共计四块垫块。
根据汽轮机轴系中心值计算结果，轴承在垂直方向移动Y值，则轴承垫块调整量为y=Ycosα,轴承上移时y为正值，下降时y为负值。轴承在水平方向移动X值，则轴承垫块调整量x=Xsinα,当轴承向左移动时，其左侧垫块x为负值，右侧垫块x为正值；轴承向右移动时，其左侧垫块x为正值，右侧垫块x为负值。垫块总调整量z=x+y，其值为正，则增加垫片，其值为负，则减少垫片。
3目前轴承垫块调整量计算方法存在的问题分析
目前轴承垫块调整量是以垫块弧段中心点作为计算点，然而大型汽轮机的轴承垫块都有一定的弧段长度。对其而言，垫块弧段上的各点与其轴承中心点的连线，与轴承垂直中分线的夹角α是不同的，各点根据公式计算所得结果也将不同，因而垫块弧段上各点的调整量是不相同的，如图二所示。
以国内某汽轮机厂660MW级汽轮机#1轴承为例，其左右侧垫块中心线与轴承垂直中心线夹角70°，垫块弧段长度为120mm，垫块外径760mm，可以计算出垫块弧段角度为18.10°。垫块弧段中心点N的夹角α中=70°，其下缘点L的夹角α下=70-18.10/2=60.95°，其上缘点M的夹角α上=70+18.10/2=79.05°。
轴承在垂直方向移动Y值时，可以分别计算出垫块弧段上点N、L、M的调整量为y中=0.342Y、y下=0.486Y、y上=0.190Y。其点L、M与点N计算偏差分别为（y下-y中）/y中=42.11%、（y中-y上）/y中=44.44%。
轴承在垂直方向移动X值时，可以分别计算出垫块弧段上点N、L、M的调整量为x中=0.940X、x下=0.874X、x上=0.982X。其点L、M与点N计算偏差分别为（x中-x下）/x中=7.02%、（x上-x中）/x中=4.47%。
从上面分析中可以看出，目前垫块调整量计算是以垫块弧段中心点为计算点，以该点计算结果代替整个垫块弧段上各点的计算结果，必然与实际存在较大偏差，按其结果增减调整垫片后，势必会出现垫块上/下弧段调整过盈或不足的现象。所谓调整过盈是指垫块弧段上某点计算调整量小于其中心点计算调整量；调整不足是指垫块弧段上某点计算调整量大于其中心点计算调整量。
4目前轴承垫块研刮过程分析
根据前述分析，按目前计算方法所得结果进行垫块调整后，垫块弧段存在调整过盈或不足的现象，造成垫块弧段上调整过盈最大的部位与轴承座接触，同时造成垫块局部脱空。为保证各垫块与轴承座接触，必须进行各垫块同步研刮。
垫块接触研刮过程，情况复杂多变，现示例进行垫块研刮过程简化分析。图三-1为轴承垫块调整后在轴承座的理论位置，垫块上M、N、L点为其上缘点、中心点和下缘点。从图中可以看出，垫块M-N弧段属于调整过盈部分，其最大值s1为垫块M点与N点计算调整量的差值；垫块N-L弧段属于调整不足部分，其最大值s2为垫块L点与N点计算调整量的差值。图三-2为轴承垫块研刮前实际位置。因为垫块弧段上M点调整过盈最大，所以该部位与轴承座接触，同时致使轴承及其垫块位置上移。垫块与轴承座接触研刮时，首先沿着垫块M-N弧段进行研刮，逐渐研刮掉其调整过盈部分。随着各垫块同时不断研刮，轴承及其垫块向下移动；当其M-N弧段调整过盈部分研刮完成后，轴承及其垫块回到其理论位置，如图三-3所示。
由于垫块N-L弧段调整不足，为了使垫块整个弧段与轴承座接触完全匹配，必须继续沿着垫块弧段进行研刮，经过多次研刮直至垫块整个弧段与轴承座接触完全匹配。此阶段轴承及其垫块继续向下移动，直至垫块L点与轴承座接触，如图三-4所示。由于每块垫块与轴承座完全接触匹配所需的研刮量并不相同，所以在各垫块同步研刮过程中，当其中一个垫块接触研刮好后，而其他垫块尚未研刮完成，此时所有垫块还须继续同步研刮，直至全部垫块与轴承座接触完全匹配。分析可知，各垫块研刮后实际调整量约等于各垫块中心点计算调整量减去各垫块中s2最大值max(s2)。随着垫块研刮完成，轴承亦随之向下移动到最终实际位置，其与调整理论位置的偏移量h≈max(s2)/sinα，如图三-5所示。
5轴承垫块调整量计算方法改进
从轴承垫块研刮过程简化分析中可以得知，正是由于目前轴承垫块调整量计算方法自身存在的问题，按照其计算结果进行调整后，造成垫块弧段上存在调整量不足部分，致使垫块研刮后轴承最终实际位置向下偏离其调整理论位置。因汽轮机轴系中心值偏差要求极高≤0.02mm，势必导致调整后汽轮机轴系中心不合格，势必增加轴系中心调整次数，势必延误检修节点工期。因此可以在垫块调整量计算时，考虑补足垫块弧段上调整量不足部分，从而保证在垫块研刮完成后轴承最终实际位置与其调整理论位置不发生偏离，进而保证调整后汽轮机轴系中心值符合厂家技术要求。改进后的垫块调整量计算方法采取以下步骤：
第一步：首先根据厂家技术图纸确定轴承垫块夹角α中和垫块弧段外径及其弧段长度，计算出垫块上、下缘点对应夹角α上、α下。
第二步：根据汽轮机轴系中心测量结果，计算出轴承在垂直/水平方向调整量。然后计算出各轴承垫块中心点和上、下缘点各自相应的垂直/水平调整量，汇总计算出各垫块以上三点各自总的调整量。
第三步：确定各轴承垫块中调整不足的最大值max(s2)。首先比较单个垫块弧段上、下缘点调整量，取其两者中大值，然后减去其中心点调整量，得到该垫块调整不足之值s2；比较各垫块的调整不足之值s2，取其中的最大值max(s2)。
第四步：最后计算各个轴承垫块实际调整量，其值等于每个垫块中心点调整量加上各垫块中调整不足之值的最大值max(s2)。
以上改进后的轴承垫块调整量计算方法较目前的方法计算复杂，计算量大，但可以借助EXCEL强大的函数计算功能，建立汽轮机轴系中心调整计算和轴承垫块调整量计算模型，只要输入相关参数和轴系中心数据，就能立即得到轴承垫块调整量计算结果，计算准确、省时省心。
6实际应用及效果
改进后的垫块调整量计算方法，在笔者近期所从事的几台600MW级汽轮机检修中进行了应用，取得了良好的效果。汽轮机三轴系中心测量调整次数从三到四次缩短到不超过两次；六道轴承垫块调整及研刮时间从三到四天缩短到一天半到两天。由此可见，改进后的垫块调整量计算方法和研刮工艺从理论和实践上证明是科学、正确、合理的，减少了汽轮机轴系中心测调和轴承垫块调整研刮的次数，缩短了检修时间，提高了检修效率，确保了检修质量。
参考文献：
[1]王德坚等.汽轮机设备检修.中国电力出版社,2012,7.
[2]李广华,代云修等.汽轮机检修.中国电力出版社,2018,2.
论文作者:方健
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：垫块论文; 轴承论文; 汽轮机论文; 夹角论文; 中心点论文; 中心论文; 量计算论文; 《电力设备》2018年第28期论文;