云南华电鲁地拉水电有限公司
摘要：本文主要阐述分块瓦式非同心瓦的主要特点，通过以鲁地拉水电站水导轴承安装为例，重点描述分块瓦式非同心瓦在机组上的安装与检修。
This paper discusses the main features of tile type non concentric tile，through Ludila hydropower station water guide bearing installation as an example，describes the installation and maintenance of key block tile type non concentric tile on the unit.
关键词：非同心瓦；可调式楔子板结构；瓦间隙调整；刮瓦工艺
概述：机组振动与摆度是水轮发电机组的一种有害现象，也是不可避免的。机组振动与摆度过大时严重威胁机组安全稳定运行。水轮发电机组安装完成后均要进行轴线处理，通过轴线处理可以有效降低机组运行中产生的摆度，当水轮发电机组轴线、旋转中心合一时，机组运行将不产生摆度。但这只是理论，现场安装是无法实现的，只能将其调整至标准范围内。导轴承是承受机组转轴的径向负荷，并限制机组转动部分在一定范围内转动。如瓦间隙调整较小时，易造成烧瓦事故，如瓦间隙调整过大，导致机组摆动较大，严重威胁水轮发电机组的安全稳定运行。
导轴瓦根据结构形式与材料的不同可分为多种形式，按结构形式可分为分块瓦与桶式瓦。按材料分为巴氏合金瓦与弹性塑料瓦、橡胶轴瓦，按冷却方式不同可分为水润滑轴承与稀油润滑轴承。分块瓦又可按与轴领半径大小比较分为同心瓦与非同心瓦（k=瓦面半径/轴领半径=1.03～1.05）[1]。
据统计，全国至少50%以上采用分块式导轴承，且分块瓦式导轴承与传统的桶式轴承比较，有较多优点，目前国内水轮发电机组导轴承设计首先分块式导轴瓦[2]。将分块瓦式导轴承与箭筒瓦式导轴承特点进行对比。如表1中。
同心瓦刮瓦工艺：
（1）、轴瓦修刮前应将瓦面硬点及砂眼应用刮刀挑去，并修成圆孤形。沟痕应用刮刀修去毛剌。
（2）、轴瓦修刮时先将连成片的地方破点，然后刮去高的接触点，待瓦面接触面积超过该瓦面积的75％后，再分点刮花，分点后接触面达到2～3点／cm。刀花一般以三角形、鱼鳞形及燕尾形为宜。前后刀花应成90度交错，刀花底部成缓孤形，其边缘无毛刺和棱角。最后按要求修刮进油边。
（3）、瓦背铬钢垫表应光滑，无高点和毛刺。高点和毛刺应用油石磨去。铬钢垫如有松动，应用铜棒打紧后，用样冲在四周打眼铆紧。
刮瓦是一个复杂且漫长的过程，刮瓦工人需从事水轮发电机组检修5年以上的熟练工人完成，稍有不慎便会造成返工的情况。对工人要求极高的一项精细工作。
据研究表明非同心瓦轴承的承载能力高于同心瓦轴承，且非同心瓦与轴领为线性接触，减小了径向的摩擦力，近而减少轴承摩擦而损耗的功率，提高轴承的经济性[1]。从安装角度看，非同心瓦不需要现场进行刮瓦，节约了检修成本，缩短检修停用时间具有显著效果。
按照轴瓦支撑方式的不同，普遍采用的结构方式为支柱式和可调式楔子板结构。支柱式导轴承结构简单，轴承承载能力强，便于调整轴瓦间隙，对轴系的震动适应性强。可调式楔子板结构中瓦的间隙更便调整，且保证调整后的间隙稳定。
鲁地拉水电站装有6台单机360MW的立式水轮发电机组，水轮机型号为HLD563-LJ-710。水导轴承采用分块瓦式稀油润滑轴承，装有20块非同心瓦，瓦面采用巴士合金材料。冷却器布置于基坑外壁，采用外循环方式冷却，经过冷却器冷却的油通过冷却环管进入油槽，喷管将冷油注入两块瓦之间，对瓦面进行热交换后，变为热油，被机组离心力甩至油槽外围，再通过油槽底部的油泵打至冷却器进行冷却。冷却器出口布置有油过滤器，时时过滤油中的杂质，防止大颗粒物进入油槽。运行报警温度70℃，停机温度75℃。水导轴承结构简图如图1中所示。
图1 鲁地拉水轮发电机组水导轴承结构简图
轴瓦瓦面直径为2571+0.5mm，轴领直径2500，k=1.03。轴瓦设计单边间隙为0.30mm—0.35mm。可调式楔子板结构，止推块与键（楔子板）接触面斜率为1/50，瓦间隙调整时，调整键的高度，通过斜率换算来调整瓦间隙。
分块瓦间隙调整：水轮机轴导轴承的相对摆度为0.05mm/m[3]。轴承设计总间隙按照经验公式：σ=0.15+0.2DP/1000（mm），DP为主轴直径[4]。鲁地拉水导轴承总间隙为σ=0.15+0.2×2500/1000（mm）＝0.65mm。设计总间隙为0.60mm—0.70mm。
机组轴线处理完成，定完中心后（镜板水平在0.02mm/m，上下止漏环间隙均匀，发电机空气间隙均匀，在下止漏环内4个方向打入楔子板，即可认为机组定完中心），开展轴承瓦间隙调整。
（1）轴承内的支撑块、止推块、键、轴瓦已清洗干净，表面无高点及毛刺，瓦面进油边已修好。按照编号安装就位。
（2）轴承轴领+X、+Y方向架设百分表，小指针指向中间的数字，大指针回零，用于监视大轴移动。
（3）将互成90°的两块轴瓦背后的键用铜棒打紧，此过程中查看百分表指针不得走动，同时打紧该两块瓦互成180°方向的瓦背后的键。并用0.03mm塞尺检查止推块与键之间的间隙，塞尺不能通过。
（4）按照以上步骤将同一轴承内的键全部打紧。
（5）用深度尺测量键与支撑块的高度，并按照轴瓦顺序依次记录。
（6）计算调瓦套筒高度，（如1号轴瓦所测键与支撑块高度为50mm，瓦隙采用均抱0.33mm，则调瓦套筒高度应为h=50+0.33/b，式中b为键的斜率1/50，则1号轴瓦的调瓦套筒长度为66.5mm后即可满足瓦间隙。）
（7）计算好所有的调瓦套筒高度后，在车床上加工（亦可采用人工加工，但误差较大）。并在相应的套筒上做好编号标记，用卡尺对调瓦套筒尺寸进行复核，注意套筒切口需平整，不得有毛刺与高点。
（8）拔出键，将调瓦套筒按照编号进行安装。并用塞尺检查止推块与瓦背间隙。允许偏差大不于±0.02mm，但相邻两块瓦间隙与要求值的偏差不大于0.02mm[3]。调瓦套筒及键之间连接应用螺纹锁固剂进行锁定。
（9）待所有导轴承的瓦间隙调整完成后便可拔出止漏环上打入的4根楔子板。
结束语：可调式楔子板分块瓦（非同心瓦）轴承结构的应用已普及至各大中型新建水电站，鲁地拉水电站的上导轴承、下导轴承均采用此类型的轴承结构，除固定楔子板的方式不同，该调整瓦间隙方法亦可借鉴于其他类似结构的机组。刮瓦在早期投产的水电站中是一项很重要且难掌握的工艺，必须要求熟练工人进行刮瓦，随着非同心瓦的普及应用后，刮瓦工艺已渐渐淡出我们的视线。并且其结构具有占用空间小，受力面积均匀，固定方式不需要点焊，运行稳定可靠等优点。
参考文献：
[1]基于空化理论的立式分块可倾瓦水导轴承静特性研究
[2]分块瓦式导轴承在水电机组上的应用
[3]GB/T 8564 水轮发电机组安装技术规范
[4]水轮机设计手册P357
作者简介：
狄朋卫 2011年毕业于昆明理工大学 在云南华电鲁地拉公司从事机械维护8年 水轮机高级检修工
论文作者:狄朋卫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：轴承论文; 机组论文; 间隙论文; 轴瓦论文; 水轮论文; 套筒论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第25期论文;