可倾瓦的结构特点与检修安装工艺探讨

可倾瓦的结构特点与检修安装工艺探讨

刘瑞

（福建大唐国际宁德发电有限责任公司福建宁德355006）

摘要：发电厂汽轮机本体轴承均为滑动轴承，按轴瓦结构可分为筒形轴承、椭圆轴承、三油楔轴承、可倾瓦轴承等。由于可倾瓦轴承的安装、检修较为复杂，有必要对其结构进行较为细致的了解，对安装、检修工艺步骤进行进一步的探讨。

关键词：轴承；安装；检修

一、概述

在发电厂主机、主要辅机上，使用的轴承主要是滑动轴承，滑动轴承主要有筒形轴承、椭圆轴承、三油楔轴承、可倾瓦轴承等形式，其特点是工作平稳、可靠、噪声小。在液体润滑条件下，转动部件滑动表面与轴承被润滑油分开而不发生直接接触，可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力，现代大容量机组汽轮发电机组大多使用可倾瓦轴承。可倾瓦轴承可以保证大轴的中心在任何时候不偏离，这样大轴在高速运转下的振动问题得到了较好的解决，其润滑油流量较大，可有效解决传统的椭圆轴承、筒形轴承温度高的问题。轴承轴瓦也可以自动调节其倾斜度以应对轴承负载在机组加载或卸载这程中的变化，因此机组负荷在剧烈变化时，轴承振动和油温也不会发生异常问题。

二、可倾瓦的结构原理与工作特点

可倾瓦轴承由一个钢制的轴承外壳和4个浇有轴承合金的钢瓦块组成（如图），瓦块的内孔镗到规定的直径。瓦块依靠调整垫片的厚度可作径向调整，并能绕球面支撑球面支点摆动。轴承外壳分上下两半，在水平中分面上用定位销定位。轴承外壳通过5块钢垫块支承在轴承箱内的洼窝中。在垫块和轴承外壳之间装有调整垫片以使在水平和垂直方向调整轴承位置，使转子精确地就位。在轴承箱外壳上装有一个止动销，并伸入轴承箱下半比中分面略低的凹槽中，这样可防止轴承相对于轴承箱转动。

瓦块在工作时可以随转速、载荷及轴承温度的不同而自由摆动，在轴径四周形成4个油楔。瓦块依靠调整垫片的厚度可作径向调整，每一块瓦块通过其背面的球面销及垫片支撑在轴承套中，瓦块可以绕其球面支撑销摆动；轴承中分面上部瓦块、有的背面分别装有弹簧，从瓦块一端压迫瓦块，人为地建立油楔。油来自润滑油系统，通过轴承箱底部的油管供给。油通过底部垫块的孔进入轴承外壳下半，并沿轴向流到轴承外壳两端的环形槽内。油从这些槽通过6个钻出的孔进入轴承瓦块，其中2个孔在垂直中心线的顶部，2个孔在水平中心线两侧。油同时也通过垂直中心线底部的一个孔流入轴瓦。油沿着轴颈分布，并从两侧流出。轴承两端的油封环防止油从端部过多的泄漏。油通过油封环及其挡环下半的油孔返回到轴承支座。用止动销防止挡油环转动润滑油从各瓦块之间的间隙进入轴承，从轴承的两端油封环开孔处排出。低压缸轴承下半瓦有高压油顶起油孔，供机组启停时顶起转子。

三、可倾瓦的安装：

检查支持轴承外圆处垫铁与轴承洼窝接触情况，在轴承下半壳体外圆处的的垫铁块上涂上红丹粉，并分别将其下半在轴承箱内相应洼窝处就位。注意轴承电调端方向，可根据转向确认，不得装反，对其下半壳体外圆处的垫铁与轴承洼窝，检查其接触接触情况，接触面积应不小于总面积的75%，如不合格应予以适当的修刮处理。调整下半中间球面垫块的垫片厚度，使垫块与轴承座之间有0.—0.1mm的间隙。

在轴承巴氏合合金内孔上涂上涧滑油，将转子吊放在支持轴承内。测量转子相对汽缸电、调端内挡油环洼窝的中心，要求：a=b=c允差0.05mm如不合格应通过增减轴承下半壳体外圆处的调整垫片予以以调整，此时应保证轴承下半壳体外圆处的垫铁块与轴承洼窝的接触面积仍不小于总面积的75%。转子找中心时应与转子扬度、张口、对轮外圆统一考虑。

检查轴承与相应轴颈及轴承箱上盖间的配合间隙：合上轴承上半，自由状态下水平中分面间隙应0.03mm塞尺不入，检查轴承与相应轴颈间配合间隙为C=（0.002×D）-0.005=0.97。（D为轴径，间隙的公差为±0.05mm）。

合上汽缸轴承箱上盖，测出支持轴承与相应轴承箱上盖间配合间隙，厂家要求为0.08的紧力，实际上轴承的紧力应加大为0.12-0.15，可以有效地避免瓦振的发生。

四、可倾瓦的检修

1.可倾瓦的配瓦

可倾瓦的配瓦原则是：瓦块乌金接触良好；各瓦块与轴心对正要好，瓦块对中偏差不能超过0.02mm，即4个瓦块的乌金面相对轴心距离偏差不能超过0.02mm。一般情况下是厂家通过机加工来保证其各部尺寸，使用时尽量不要其进行改变。

2.可倾瓦的调整与垫铁刮研

检修中如果发现垫铁接触不好，就要进行刮研。如果在轴系找中心时，可倾瓦上下或左右的调整量较大，一般调整量超过0.10时，就要进行刮研。

垂直方向移向y时，下部垫铁垫片加减值同y。因为轴承垫块和中心线成45°夹角，所以必须注意轴承的中心线垂直方向的移动量不等于垫片厚度的改变量。因为45°是给定的，因此在垫片厚度和轴承移动量之间有一个0.7的常数。

可倾瓦设有5块垫铁，刮研工作相对较重，耗费工时较多，应提高刮研水平，注意技巧，以提高工作效率。

由于轴瓦调整量过大时，对垫铁接触影响较大。因此，刮研垫铁应与找中心工作同时进行。可以先测量中心，根据中心调整要求，计算出轴瓦下部3块垫铁内垫片的调整数。根据计算结果，再加上接触情况，用估计的研磨量预先调整垫片厚度。预留研刮量不宜过大，在0.10mm左右即可。

由于轴承下半垫铁是三点接触，底部垫铁稍高可使两侧垫铁产生间隙，这样轴瓦会发生摆动，接触点不真实。因此在刮研垫铁时应使两侧垫铁接触，底部部垫铁留一定的间隙0.—0.1mm。先将侧垫铁刮研基本合格后，再重点刮研底部垫铁。

另外，垫铁刮研至最后阶段时，应注意底部垫铁和侧垫铁的修刮量，一般应增加底部垫铁的修刮次数以保证底部垫铁和侧垫铁同时达到接触面的要求。

垫铁刮研的验收标准：接触痕迹应占总面积的75%以上，接触点呈点状均匀分布；不放转子时，两侧垫铁0.03mm塞不进，底部垫铁0.05mm塞不进；放转子后，所有垫铁0.03mm塞不进。

3.可倾瓦的调整：

拆下轴承垫块并重新安装垫片，此时不必考虑底部打有标记5的垫块。调整在打有标记3和4两个垫块下部的垫片时，使这两个垫块与轴承箱贴合，并使转子位置符合转子间隙图的要求。在达到要求后，取下打印本标记3和4下部的垫片而换上永久垫片，永久垫片的厚度应和取下的垫片组的总厚度相等。这永久垫片应打印厚度和其在轴承外壳的位置编号。

再用垫片装配底部的垫块，使垫块与轴承箱相接触。调整垫片厚度使得垫块与轴承箱之间的间隙为0~0.05mm，在顶部的垫块处（打记号1和2）加垫片，以使这些垫块和轴承箱上半之间有0.075mm的过盈量。

因为轴承垫块和中心线成45°夹角，所以必须注意轴承的中心线垂直方向的移动量不等于垫片厚度的改变量。因为45°是给定的，因此在垫片厚度和轴承移动量之间有一个0.7的常数。例如：

在下半的45°方向一个垫块上加一个0.125mm厚的垫片，产生一个0.7×0.125=0.0875mm的垂直位移和0.7×0.125=0.0875mm水平位移。

在下半的两个45°方向垫块处各加上0.125mm厚的垫片产生0.125&pide;0.7=0.1786mm的垂直位移，但没有水平位移。

垂直提高轴承0.25mm：在下半各垫块均增加0.7×0.25=0.175mm垫片。

向右移动轴承0.25mm：从右边下半垫块减去0.7×0.25=0.175mm垫片，并在左边下半垫块加厚0.175mm垫片。

轴承间隙：上半瓦块和轴颈的间隙（下半瓦块接触轴颈）应为[C=（0.002×D）-0.005]，间隙的公差为±0.05mm。

4.超超临界660MW机组低压缸轴承结构

其下瓦垫铁为三角形结构，更利于调整，调整后只有轴瓦标高发生变化，垫铁的位置不变，其接触面也相应不变，所以不需要另行修刮。

要求轴承座及轴瓦套与顶部球面座背面的接触面积大于70%，并用螺栓把紧。各球面垫块与轴瓦体两侧的总间隙不大于0.05。

但是由于轴瓦标高发生了变化，瓦枕间隙会发生改变，所以需要做相应调整。轴瓦套螺栓拧紧时，球面间隙为0.032-0.07。轴瓦套螺栓的拧紧力矩为910-1020N.M。

在拧紧的情况下，底部垫铁的接触不小于70%，两侧不小于25%，顶部垫铁不接触或轻微接触，不可有局部硬接触。

在轴瓦上做好“轴承号，汽机侧、电机侧”永久标记。各球面垫块与垫块槽，在同一侧要做好对应的标记。

特别注意高压顶起油道的一定要清理干净，检修时的杂物、铁屑等。

在制造厂加工球面垫块外球面时，在球面垫块底部及两侧面只装1片厚度0.5的调整垫片，在现场安装维修时，通过调整垫片，对轴承标高、位置进行相应调整。

结语：

由于可倾瓦每个瓦块作用到轴径上的油膜作用力总是通过轴径的中心，不会产生引起轴径涡动的失稳力，解决了轴在高速运转下的振动问题，使机组稳定的运转成为可能。轴承轴瓦也可以自动调节其倾斜度以应对轴承负载在机组加载–卸载过程中的变化。这使得机组负荷在剧烈变化时轴承也可从容应对。因此具有较高的稳定性，理论上可以完全避免油膜震荡的产生。另外，由于瓦块可以自由摆动增加了支撑柔性，还具有吸收转轴振动能量的能力，即具有很好的减振性。由于其润滑油流量较大，可有效解决传统椭圆轴承、筒形轴承温度高的问题。可倾瓦轴承在稳定性、承载力及功耗等性能方面均居各种支持轴承之首，正在被越来越多的大功率机组采用。但结构复杂、安装检修技术要求较高、安装检修成本也较高等是可倾瓦的不足之处。在使用过程中需不断摸索，积累经验，掌握其特性，使机组轴系在一个稳定可靠的支撑系统中安全运行。

参考文献：

[1]哈尔滨汽轮机厂有限责任公司CLN600-24.2/566/566型汽轮机安装使用说明书

[2]东方汽轮机厂有限责任公司N660-25/600/600型汽轮机安装资料

[3]东方汽轮机厂D660-B246000A资料