淺析混流式水電機組推力軸承瓦的研刮

鐘厚德

（南寧產業投資有限責任公司，廣西 南寧 530032）

1 高油壓頂起轉動部分盤車困難

機組設備安裝具備盤車條件后，啟動高壓頂起液壓系統裝置，頂起轉動部分使得鏡板與推力軸承分離。當壓力表顯示額定工作壓力8 MPa時，高壓油泵仍繼續工作溢油閥開始溢出油。此時用塞規檢查推力軸承瓦面與鏡板之間的間隙，每塊瓦都進行測量但間隙只有0.02～0.03 mm，這與設計規定的間隙值0.10～0.12 mm的要求相去甚遠。間隙過小，進入推力瓦面的油膜太薄，轉動部分轉動困難，盤車受阻。

2 原因分析

高壓頂起液壓系統在額定工作壓力下抬不起轉動部分，經初步分析，主要原因應是以下兩方面：

2.1 高壓頂起液壓系統的壓力不足

高壓頂起裝置，是直接安放在發電機定子基礎高層上，高壓油的輸出直接進入環形儲能管內，然后從環形儲能管分供到各推力瓦內，通過推力瓦的壓力油輸出孔作用在鏡板面上，從而頂起轉動部分。

從高壓頂起裝置到進入環形儲能管道的距離只有6～7 m，壓力損失很少。在額定工作壓力下，應是足夠能抬起轉動部分的。

2.2 推力軸承頂起時泄油過快產生的壓力降

推力軸承泄油過快引起失壓，推力軸承泄油過快與推力瓦面的研刮和油室的大小，有密切關系。見圖1。

圖1 推力軸承結構圖

從粘性流體力學中可知，液體壓力為P，作用在鏡板平面上的面積為A，要托起機組的轉動部分總重力為F（如圖2所示），必須要滿足下列條件：

P＞F/A

為了滿足以上的條件，使鏡板平面形成一定的承壓面積，故此在研刮推力瓦時，在推力瓦面上研刮出一個相當面積的油室。

這瓦面上油室面積的大小，在壓力P 一定時，面積A 決定其作用在鏡面上作用力的大小。雖然油室面積的大小，與作用力密切相關，但在研刮推力軸瓦的油室時，也必須考慮軸瓦的承載能力，必須要以滿足其承載能力為前提。推力瓦面結構見圖3。

圖3 推力瓦面結構圖

如圖3所示，在推力瓦面上研刮有一個Φ50 mm的壓力油室，壓力油室的作用，是運用了巴斯加原理。如圖4所示。

圖4 壓力油室作用示意圖

小活塞斷面積為a 上加以力f，活塞下面產生的壓力為P=f /a，此壓力便作用于與液體相接觸全部固體壁上。因此，大活塞的斷面積A所承受的壓力為

P=f /a=F/A

上式表明了這樣一個原理，將較小的力f 放大為較大的F。推力軸瓦的瓦面上研刮出這樣的一個相應面積的油室，運用這個原理，來頂起機組轉動部分。

3 問題的解決

在不影響推力軸瓦的承載能力下，擴大推力軸承瓦的油室直徑。

實施步驟：

（1）用高壓頂向閘頂起機組的轉動部分，抽出推力軸承瓦，擴大推力軸承瓦油室的直徑；

（2）計算確定推力軸承瓦油室的直徑。

利用公式A=Pmax/（ηm·P1）

式中，

Pmax為最大外部負荷；

P1為系統的最大工作壓力MPa；

ηm為油泵的機械效率，查表油泵機械效率ηm=0.95；

n為推力軸承瓦個數，n=8。

已知

Pmax=990 152.8 N

P1=8 MPa

計算確定油室面積

A=Pmax/（ηm·P1）=990 152.8/（0.95×8×8）=162.9 cm2

把面積換算為直徑

由面積公式A=πr2，得

r=（A/π）1/2=（162.9/3.14）1/2=7.2 cm。

為了有更足夠的可靠性和安全性，避免再次出現第一次試頂的狀況，保證能順利實現設計預期的目的。所以，把計算出來的半徑值取為r=7.5 cm，油室直徑d=15 cm。

經過擴大推力軸承瓦油室直徑，重新安放好再次調整符合規定要求后。再次啟動高壓頂起裝置，這一次輕松地頂起了機組的轉動部分，并且不用盤車工具，只輕輕一推，便滴溜溜的轉動起來了，順利地實現了盤車校擺工作。

4 結束語

在電站機組安裝過程中，任何電站和各種不同類型的機組安裝，常常會遇到各式各樣意想不到的問題。以上通過對推力軸承瓦面的研刮，擴大油室的直徑來解決問題，筆者相信不會是首例，更不會是唯一案例，只是各人解決的方法不同而已。

近年來，隨著各種機械設備的自動化與機械化程度的不斷提高，并向高尖端技術發展，液壓技術的應用日益廣泛，只有把理論基礎知識與工作實際密切地結合起來，才能更好地實現各種技術目標，實現經濟效益的最大化。

[1]左光壁.水輪機[M].北京:中國水利水電出版社,1995.