汽轮机可倾瓦的特点与检修工艺

汽轮机可倾瓦的特点与检修工艺

Features and Maintenance of Tilting Axle Bushes of Steam

Turbine

史卫刚

(西柏坡发电有限责任公司,河北 平山053000)

摘 要:介绍了某电厂汽轮机经大修或故障停机处理可倾瓦的问题,通过学习与实践,掌握了可倾瓦的配瓦、调整、垫铁刮研检修工艺,使机组可倾瓦运转正常,保证了机组稳定发电。

关键词:可倾瓦;配瓦;调整;垫铁刮研

Abstract:This paper introduces the treatment of tilting axle bushes of a steamturbine in a power plant. Through learning and practice, matching and adjustingof tilting bushes and grinding of pads are mastered. This leads to normal operation of these tilting bushes and stable power generation.

Keywords:tilting bush;matching of bushes;adjust;pad grinding

河北西柏坡发电有限责任公司(以下简称西电)汽轮机是哈尔滨汽轮机厂有限责任公司引

进美国西屋技术生产的单轴、双缸、亚临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机,#1、#2机组型号为N300-16.7/537/537,#3、#4机为N300-16.7/538/538型。这4台汽轮机高压转子两端采用的是可倾瓦。可倾瓦又称自位式可倾瓦轴承,或密切尔式轴承,是一种承载力大、稳定性好的新型轴承。

1 可倾瓦的结构与特点

可倾瓦通常由3~5块或更多块能在支点上自由倾斜的弧形巴氏合金瓦块组成。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,在轴径四周形成多个油楔。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、背面分别装有弹簧,从瓦块一端压迫瓦块,人为地建立油楔。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。如果忽略瓦块的惯性,支点的磨擦力及油膜剪切内磨擦力等的影响,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,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。可倾瓦剖面图如图1所示。

可倾瓦有许多优点,但结构复杂、安装检修较困难、成本较高等是可倾瓦的不足之处。但是,随着大功率机组轴承在稳定性、功耗及承载力等方面的要求愈来愈高,可倾瓦正在被越来

越多的大功率机组采用。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,三油楔轴承、椭圆轴承次之,圆筒形轴承最差。

2 可倾瓦的问题及处理

a. 1999-01-28,#1机组大修发现:#1轴承各瓦块调整垫片凸面磨损较严重,磨成了平面;#2轴承下瓦B侧调整垫片被振碎。处理:更换全部调整垫片,测量,配瓦。

b. 1999-12-09,#2机组大修中发现,#2瓦下瓦块温度探头穿透乌金,调整垫片磨损严重。处理:更换新瓦块、调整垫片,重新配瓦。

c. 2001-01-24,#4机组大修,发现#1瓦乌金磨损严重,4个瓦块温度探头穿透乌金。处理:更换新瓦块、调整垫片,重新配瓦。

d. 2002-01-16,#1机组因发电机碳刷滑环绝缘着火停机。造成#2瓦乌金堆积,下瓦乌金碾压严重,中分面与轴径间有乌金堆积。处理:修刮乌金,测量垫片厚度,重新配垫片。

e. 2002-10-01,#1机组大修,#2瓦乌金接触不好,瓦振动较大。处理:更换4块新瓦块以及调整垫片、弹簧,重新配瓦。

通过大修和抢修,向哈尔滨汽轮机厂学习了可倾瓦的调整及配瓦工艺,并在以后的检修中实践使用,积累了一定经验。

根据经验,可倾瓦的缺陷主要有:瓦块乌金磨损严重需要更换瓦块;调整垫片或销磨损严重,凸面磨损或垫片碎裂需要更换新销与垫片;机组大修找中心轴瓦位置需要大幅调整,轴承

垫铁接触不良,振动大等。其中前两者均属于更换新配件,归为可倾瓦的配瓦;后者属于在原有基础上的调整、刮研,归为可倾瓦的调整。

3 可倾瓦的检修

3.1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0.02 mm,即4个瓦块的乌金面相对轴心距离偏差不能超过0.02 mm。

3.1.1准备工作

不管是更换新瓦块、销还是调整垫片,都需要重新测量、计算,重新配瓦。

可倾瓦乌金一般是厂家加工好的,表面不会有太大刮研量。在简单修刮乌金接触合格后,清理新瓦块、新垫片、新销及瓦壳,特别是瓦壳体与瓦块之间调整垫片和销的凹槽。要清理所有污垢,不允许有毛刺。最后用酒精擦拭干净。

3.1.2测量

测量工具是针对某种可倾瓦的专用量具:一个带有标准厚度垫片的深度尺,垫片大小应能宽松地放入凹坑内;一个专用千分尺,它是根据所测量可倾瓦瓦块厚度定做的,可保证量程在瓦块厚度以上100 mm以内,且张口大小、测爪长度能测量可倾瓦瓦块中间带垫片的总厚度。测量目的是保证4瓦块与轴心距离相等,通过调整平垫片的厚度来调整偏差值。

3.1.3计算

以西电#1轴承为例说明测量与计算过程,配瓦计算时参见图2。

a. 按图纸查得以下标准数据备用:#1瓦壳体内径ø(463.55±0.05)mm,则半径r1=231.77 mm;瓦块内径ø(304.8+0.05) mm,则半径r2=152.4 mm。

b. 用记号笔将4块瓦块、瓦壳体凹窝以及各自配套垫片、销编号,并做记录,如分别记作:1-1、2-2、3-3、4-4,以免混淆。

c. 测量1-1壳体凹窝的深度。将标准垫片(厚度为8.8 mm)放入凹窝内,用深度尺测量,显示深度9.91 mm。则壳体凹窝深度为(9.91+8.8)mm,做好记录。

d. 将带凸起的销子放入瓦块凹窝内,用千分尺测量销子与瓦块的总厚度。测量需有经验人员进行,测出最高点数值即为总厚度m。记作m=瓦块厚度+销子厚度=86.9mm。

e. 计算平垫片的厚度。σ1-1=壳体凹窝深度+壳体半径r1-瓦块与销子厚度m-瓦块半径

r2=9.91+8.8+231.77-86.9-152.4=11.18 mm。

f. 同样求出σ2-2、σ3-3、σ4-4。根据数据修磨平垫片的厚度,将4个平垫片的厚度之差调整到

0.02 mm以内即可。

3.1.4注意事项

a. 测量手法要一致,4块瓦块要由同一个有经验的人员测量。

b. 测量前要校对好千分尺和深度尺;使用前应擦净千分尺和深度尺的测量面,当测量面与

工件接触后必须使用棘轮;使用后,将测量面擦净,两测量面不应接触。

c. 测量前一定要将各部位清理干净,不能有毛刺。

d. 做好各瓦块、垫片的测量记录,不可混淆。

3.2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,则除对垫铁进行调整外还要进行刮研。

3.2.1可倾瓦的调整

仍以图1所示可倾瓦为例。下半有3块调整垫铁,上瓦2块,分布于45°角方向。可以通过改变下半轴瓦上3块调整垫铁的垫片厚度来移动轴瓦位置。两侧垫铁的中心线和垂直中心线夹角为45°,其关系如图3所示。

a. 垂直方向移向y时,下部垫铁垫片加减值同y,两侧垫铁垫片厚度加减为ycosα,对应上半两侧垫铁各减去ycosα。

b. 水平方向移动x时,下部垫铁不动,两侧垫铁垫片加减xsinα。向右移动时,下半右侧垫铁垫片减xsinα,下半左侧垫铁加xsinα。上半同样。

3.2.2垫铁刮研

该可倾瓦设有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0.10 mm左右即可。

由于垫铁是三点接触,下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,下部垫铁可稍有间隙。先将侧垫铁刮研基本合格后,再重点刮研下部垫铁。

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70%以上,接触点呈点状均匀分布;不放转子时,两侧垫铁0.03 mm塞不进,底部垫铁0.05 mm塞不进;放转子后,所有垫铁0.03 mm塞不进。

4 结束语

经过对可倾瓦的多次检修,在工作中积累了一定的检修经验。目前西电4台机组可倾瓦运转正常,保证了机组稳定发电。

可倾瓦轴承、米契尔轴承、金斯伯雷轴承各有什么特点

我的理解,可倾瓦轴承是几块背面有一个半球体突出的弧状轴瓦组成的,每一块都可以单独自由摆动-随着轴承负载的变化

金斯伯雷轴承-KIngsbury轴承,是一家美国公司,滑动/推力轴承圈里的老大,但是不做滚动轴承(SKF之类的),他的轴承有推力轴承也有可倾瓦轴承,应该这样说,国内接触的最早的是他的推力轴承,2端面+可调节的。

离心式压缩机对滑动轴承的要求是:安全可靠、运行稳定、抗震性好、使用寿命长。当前、国内外活动多块式止推轴承主要分为两类,一类是米契尔轴承,一类是金斯伯雷轴承。米氏轴承对变动载荷的适应能力较强,但是载荷并不是均匀地分布在每个瓦块上,这就造成了止推轴承瓦块磨损不均。而金斯伯雷轴承则克服了上述缺点,其优点在于载荷分布均

匀,调节灵活,能补偿转子的不对中偏斜。

JS型金氏轴承是在美国金斯伯雷公司产品的基础上,经过结构改进、设计形成的通用离心式压缩机轴承系列部件。

结构特点

金氏推力轴承是层叠式自动平衡推力的轴承,是由若干个止推块组成。止推块下垫有上水准块、下水准块、基环,相当于三层零件叠放在基环上,止推块与水准块之间通过球面支点接触。其工作原理:当各个止推块载荷不同时,就会引起轴承的不平衡,因止推块受力不均就要偏转,此时可通过上、下搭接的水准块,自动调节每个止推块上的载荷,直

到每个止推块上的载荷相同,轴承重新建立平衡为止。即在转轴有较大的

挠度及支点转角的情况下,各瓦块位置能随之平衡而产生均匀的油膜压力。

金氏推力轴承的典型结构。其主体由瓦块、上下摆动的水准块、承载盘和控油环等组成。润滑油自承载盘底部槽口进入轴承内腔,通过瓦块间的空隙和止推盘旋转带入止推瓦块承压面,并由离心力将油带至外圆周,再经控油环上部的

排油孔流到轴承体外排出。

主体部件的设计规范

3.1 尺寸标准

金氏推力轴承采用的是英寸制,为便于制造,本系列除瓦块内外直径、厚度、承载盘及定位键的配合尺寸仍按英寸

制换算成公制,并取其两位小数作为名义尺寸外,其余尺寸尽量采用公制的圆整值。

3.2 瓦块设计标准

瓦块支持垫的圆弧半径关系到瓦块摆动后支撑点与瓦块宽度的相对位置,因此,它应该是瓦块宽度相对应的函数值,本系列采用了日本三菱的相同比值确定其余规格的半径R,并作接触应力计算。其计算公式为:σ=0.388×(PE 2/R

2)1/3

式中 σ——接触应力,kg/cm2

P——转子的轴向力,kg

E——弹性模量,kg/cm2

R——承载面平均半径,cm

计算结果见表1。

表1

规 格 125 150 175 200 225 265 300

σ 19569 18993 19627 18374 18839 19334 18697

其中规格200是日本三公司菱结构,其余应力都较接近,但都比传动系统规定的许用应力(4000 ~18000kg/cm2)略

高。

每套止推轴承设主、付两组,两组结构完全相同,可以整组互换,不受压缩机旋转方向的限制。但如需测瓦块温度,

每组轴承可各设一带热电偶的瓦块,该瓦块有旋向要求。

3.3 给油器确定

本系列采用瓦块间喷油结构,其规格按下述方法确定:

根据新比隆“E.C.C”标准,各种规格的耗油量皆有明确数据,并有一定的比例关系,以日本三菱公司8"轴承为基础,

小孔流量公式为

Q=πd 4/128μl△p

式中 Q——质量流量,m3/s

d——小孔直径,m

μ——油的动力粘度,Pa.s

l——给油器长度,m

△p——压差,Pa

在假设μ、l、△p、不变的情况下,流量与d4成正比,以此计算总的喷油孔面积(相对于8"的实际面积),再确

定给油器长度上可能分布的孔数和小孔的直径。

3.4 止推盘厚度确定

本系列止推盘的厚度值小于典型金氏轴承的规定值,可能是由于该结构是用控油环集油,油需从控油环及止推盘凹

槽间流出,需要一定空间,而新结构则取消了控油环,故厚度可适当减薄,新旧止推盘厚度对比见表2。

表2

规 格 6" 8" 10.5" 12"

原标准止推厚度 25.4 34.925 44.45 50.8

本标准确定的厚度 24 30 40 45

3.5 止推盘与瓦块的轴向间隙确定

关于止推盘与瓦块的轴向间隙,三菱设计的约为典型结构平均值的1.36倍,这可能是因为典型结构的润滑油可以通过瓦块间的空隙流出,以便冷却轴承,新结构在瓦块间设给油器,限制了油的流动,因而将间隙放大,按照缝隙流动理论,流量正比于缝隙的3次方,如将间隙加大到1.5倍,则流量可增加到2.5倍,因此,本标准按典型结构的平均间

隙值1.36倍给定(见表3)。

表3

轴承规格 6" 8" 10.5" 12"

原标准间隙 0.25~0.35 0.28~0.38 0.33~0.43 0.38~0.45

本标准间隙 0.36~0.46 0.4~0.5 0.47~0.57 0.63~0.73

3.6 承载能力

轴向载荷分两部分,它包括压缩机的轴向推力和联轴节产生的轴向推力,其计算式:

F=F1+F2

式中 F1——压缩机的轴向推力,kN

F2——联轴节产生的轴向推力,kN

压缩机的轴向载荷计算公式:F=0.25×9550 Pr/NrD

式中 F——外部推力,kN

Pr——额定功率,kW

Nr——额定转速,r/min

D—— 联轴器的轴孔直径,mm

轴向载荷计算应按照HG/T2262 – 92《炼油、化工用离心式压缩机技术条件》4.6.3.3的规定。新比隆“E、C、C”标准中列有各规格轴承的承载能力图表,本系列轴承可采用此图表作为设计参数。止推轴承所承受的负荷不应超过

此图表轴承额定承载能力的50%。

4 结论

(1)金氏系列轴承的供油方式,可使瓦块润滑冷却充分,同时、此结构也减少了整个轴承的厚度尺寸。 (2)原始结构轴承的上、下半部油量不均匀,而本系列各瓦块润滑油供给充分,因而取消了控油环,同时减薄了

止推盘厚度。

(3)典型结构的下摇摆支承垫由底部的圆弧面直接与承载盘接触,接触应力过高,易将承载盘压溃。新结构增加

了一个支承块,虽然结构复杂了,但增加了使用的可靠性。

总之,改进后的结构优于原结构,更能满足工作要求,轴承的系列化将为离心式压缩机设计提供方便,缩短设计周

期,保证设计质量。

汽轮机可倾瓦的特点与检修工艺

Features and Maintenance of Tilting Axle Bushes of Steam

Turbine

史卫刚

(西柏坡发电有限责任公司,河北 平山053000)

摘 要:介绍了某电厂汽轮机经大修或故障停机处理可倾瓦的问题,通过学习与实践,掌握了可倾瓦的配瓦、调整、垫铁刮研检修工艺,使机组可倾瓦运转正常,保证了机组稳定发电。

关键词:可倾瓦;配瓦;调整;垫铁刮研

Abstract:This paper introduces the treatment of tilting axle bushes of a steamturbine in a power plant. Through learning and practice, matching and adjustingof tilting bushes and grinding of pads are mastered. This leads to normal operation of these tilting bushes and stable power generation.

Keywords:tilting bush;matching of bushes;adjust;pad grinding

河北西柏坡发电有限责任公司(以下简称西电)汽轮机是哈尔滨汽轮机厂有限责任公司引

进美国西屋技术生产的单轴、双缸、亚临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机,#1、#2机组型号为N300-16.7/537/537,#3、#4机为N300-16.7/538/538型。这4台汽轮机高压转子两端采用的是可倾瓦。可倾瓦又称自位式可倾瓦轴承,或密切尔式轴承,是一种承载力大、稳定性好的新型轴承。

1 可倾瓦的结构与特点

可倾瓦通常由3~5块或更多块能在支点上自由倾斜的弧形巴氏合金瓦块组成。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,在轴径四周形成多个油楔。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、背面分别装有弹簧,从瓦块一端压迫瓦块,人为地建立油楔。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。如果忽略瓦块的惯性,支点的磨擦力及油膜剪切内磨擦力等的影响,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,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。可倾瓦剖面图如图1所示。

可倾瓦有许多优点,但结构复杂、安装检修较困难、成本较高等是可倾瓦的不足之处。但是,随着大功率机组轴承在稳定性、功耗及承载力等方面的要求愈来愈高,可倾瓦正在被越来

越多的大功率机组采用。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,三油楔轴承、椭圆轴承次之,圆筒形轴承最差。

2 可倾瓦的问题及处理

a. 1999-01-28,#1机组大修发现:#1轴承各瓦块调整垫片凸面磨损较严重,磨成了平面;#2轴承下瓦B侧调整垫片被振碎。处理:更换全部调整垫片,测量,配瓦。

b. 1999-12-09,#2机组大修中发现,#2瓦下瓦块温度探头穿透乌金,调整垫片磨损严重。处理:更换新瓦块、调整垫片,重新配瓦。

c. 2001-01-24,#4机组大修,发现#1瓦乌金磨损严重,4个瓦块温度探头穿透乌金。处理:更换新瓦块、调整垫片,重新配瓦。

d. 2002-01-16,#1机组因发电机碳刷滑环绝缘着火停机。造成#2瓦乌金堆积,下瓦乌金碾压严重,中分面与轴径间有乌金堆积。处理:修刮乌金,测量垫片厚度,重新配垫片。

e. 2002-10-01,#1机组大修,#2瓦乌金接触不好,瓦振动较大。处理:更换4块新瓦块以及调整垫片、弹簧,重新配瓦。

通过大修和抢修,向哈尔滨汽轮机厂学习了可倾瓦的调整及配瓦工艺,并在以后的检修中实践使用,积累了一定经验。

根据经验,可倾瓦的缺陷主要有:瓦块乌金磨损严重需要更换瓦块;调整垫片或销磨损严重,凸面磨损或垫片碎裂需要更换新销与垫片;机组大修找中心轴瓦位置需要大幅调整,轴承

垫铁接触不良,振动大等。其中前两者均属于更换新配件,归为可倾瓦的配瓦;后者属于在原有基础上的调整、刮研,归为可倾瓦的调整。

3 可倾瓦的检修

3.1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0.02 mm,即4个瓦块的乌金面相对轴心距离偏差不能超过0.02 mm。

3.1.1准备工作

不管是更换新瓦块、销还是调整垫片,都需要重新测量、计算,重新配瓦。

可倾瓦乌金一般是厂家加工好的,表面不会有太大刮研量。在简单修刮乌金接触合格后,清理新瓦块、新垫片、新销及瓦壳,特别是瓦壳体与瓦块之间调整垫片和销的凹槽。要清理所有污垢,不允许有毛刺。最后用酒精擦拭干净。

3.1.2测量

测量工具是针对某种可倾瓦的专用量具:一个带有标准厚度垫片的深度尺,垫片大小应能宽松地放入凹坑内;一个专用千分尺,它是根据所测量可倾瓦瓦块厚度定做的,可保证量程在瓦块厚度以上100 mm以内,且张口大小、测爪长度能测量可倾瓦瓦块中间带垫片的总厚度。测量目的是保证4瓦块与轴心距离相等,通过调整平垫片的厚度来调整偏差值。

3.1.3计算

以西电#1轴承为例说明测量与计算过程,配瓦计算时参见图2。

a. 按图纸查得以下标准数据备用:#1瓦壳体内径ø(463.55±0.05)mm,则半径r1=231.77 mm;瓦块内径ø(304.8+0.05) mm,则半径r2=152.4 mm。

b. 用记号笔将4块瓦块、瓦壳体凹窝以及各自配套垫片、销编号,并做记录,如分别记作:1-1、2-2、3-3、4-4,以免混淆。

c. 测量1-1壳体凹窝的深度。将标准垫片(厚度为8.8 mm)放入凹窝内,用深度尺测量,显示深度9.91 mm。则壳体凹窝深度为(9.91+8.8)mm,做好记录。

d. 将带凸起的销子放入瓦块凹窝内,用千分尺测量销子与瓦块的总厚度。测量需有经验人员进行,测出最高点数值即为总厚度m。记作m=瓦块厚度+销子厚度=86.9mm。

e. 计算平垫片的厚度。σ1-1=壳体凹窝深度+壳体半径r1-瓦块与销子厚度m-瓦块半径

r2=9.91+8.8+231.77-86.9-152.4=11.18 mm。

f. 同样求出σ2-2、σ3-3、σ4-4。根据数据修磨平垫片的厚度,将4个平垫片的厚度之差调整到

0.02 mm以内即可。

3.1.4注意事项

a. 测量手法要一致,4块瓦块要由同一个有经验的人员测量。

b. 测量前要校对好千分尺和深度尺;使用前应擦净千分尺和深度尺的测量面,当测量面与

工件接触后必须使用棘轮;使用后,将测量面擦净,两测量面不应接触。

c. 测量前一定要将各部位清理干净,不能有毛刺。

d. 做好各瓦块、垫片的测量记录,不可混淆。

3.2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,则除对垫铁进行调整外还要进行刮研。

3.2.1可倾瓦的调整

仍以图1所示可倾瓦为例。下半有3块调整垫铁,上瓦2块,分布于45°角方向。可以通过改变下半轴瓦上3块调整垫铁的垫片厚度来移动轴瓦位置。两侧垫铁的中心线和垂直中心线夹角为45°,其关系如图3所示。

a. 垂直方向移向y时,下部垫铁垫片加减值同y,两侧垫铁垫片厚度加减为ycosα,对应上半两侧垫铁各减去ycosα。

b. 水平方向移动x时,下部垫铁不动,两侧垫铁垫片加减xsinα。向右移动时,下半右侧垫铁垫片减xsinα,下半左侧垫铁加xsinα。上半同样。

3.2.2垫铁刮研

该可倾瓦设有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0.10 mm左右即可。

由于垫铁是三点接触,下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,下部垫铁可稍有间隙。先将侧垫铁刮研基本合格后,再重点刮研下部垫铁。

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70%以上,接触点呈点状均匀分布;不放转子时,两侧垫铁0.03 mm塞不进,底部垫铁0.05 mm塞不进;放转子后,所有垫铁0.03 mm塞不进。

4 结束语

经过对可倾瓦的多次检修,在工作中积累了一定的检修经验。目前西电4台机组可倾瓦运转正常,保证了机组稳定发电。

可倾瓦轴承、米契尔轴承、金斯伯雷轴承各有什么特点

我的理解,可倾瓦轴承是几块背面有一个半球体突出的弧状轴瓦组成的,每一块都可以单独自由摆动-随着轴承负载的变化

金斯伯雷轴承-KIngsbury轴承,是一家美国公司,滑动/推力轴承圈里的老大,但是不做滚动轴承(SKF之类的),他的轴承有推力轴承也有可倾瓦轴承,应该这样说,国内接触的最早的是他的推力轴承,2端面+可调节的。

离心式压缩机对滑动轴承的要求是:安全可靠、运行稳定、抗震性好、使用寿命长。当前、国内外活动多块式止推轴承主要分为两类,一类是米契尔轴承,一类是金斯伯雷轴承。米氏轴承对变动载荷的适应能力较强,但是载荷并不是均匀地分布在每个瓦块上,这就造成了止推轴承瓦块磨损不均。而金斯伯雷轴承则克服了上述缺点,其优点在于载荷分布均

匀,调节灵活,能补偿转子的不对中偏斜。

JS型金氏轴承是在美国金斯伯雷公司产品的基础上,经过结构改进、设计形成的通用离心式压缩机轴承系列部件。

结构特点

金氏推力轴承是层叠式自动平衡推力的轴承,是由若干个止推块组成。止推块下垫有上水准块、下水准块、基环,相当于三层零件叠放在基环上,止推块与水准块之间通过球面支点接触。其工作原理:当各个止推块载荷不同时,就会引起轴承的不平衡,因止推块受力不均就要偏转,此时可通过上、下搭接的水准块,自动调节每个止推块上的载荷,直

到每个止推块上的载荷相同,轴承重新建立平衡为止。即在转轴有较大的

挠度及支点转角的情况下,各瓦块位置能随之平衡而产生均匀的油膜压力。

金氏推力轴承的典型结构。其主体由瓦块、上下摆动的水准块、承载盘和控油环等组成。润滑油自承载盘底部槽口进入轴承内腔,通过瓦块间的空隙和止推盘旋转带入止推瓦块承压面,并由离心力将油带至外圆周,再经控油环上部的

排油孔流到轴承体外排出。

主体部件的设计规范

3.1 尺寸标准

金氏推力轴承采用的是英寸制,为便于制造,本系列除瓦块内外直径、厚度、承载盘及定位键的配合尺寸仍按英寸

制换算成公制,并取其两位小数作为名义尺寸外,其余尺寸尽量采用公制的圆整值。

3.2 瓦块设计标准

瓦块支持垫的圆弧半径关系到瓦块摆动后支撑点与瓦块宽度的相对位置,因此,它应该是瓦块宽度相对应的函数值,本系列采用了日本三菱的相同比值确定其余规格的半径R,并作接触应力计算。其计算公式为:σ=0.388×(PE 2/R

2)1/3

式中 σ——接触应力,kg/cm2

P——转子的轴向力,kg

E——弹性模量,kg/cm2

R——承载面平均半径,cm

计算结果见表1。

表1

规 格 125 150 175 200 225 265 300

σ 19569 18993 19627 18374 18839 19334 18697

其中规格200是日本三公司菱结构,其余应力都较接近,但都比传动系统规定的许用应力(4000 ~18000kg/cm2)略

高。

每套止推轴承设主、付两组,两组结构完全相同,可以整组互换,不受压缩机旋转方向的限制。但如需测瓦块温度,

每组轴承可各设一带热电偶的瓦块,该瓦块有旋向要求。

3.3 给油器确定

本系列采用瓦块间喷油结构,其规格按下述方法确定:

根据新比隆“E.C.C”标准,各种规格的耗油量皆有明确数据,并有一定的比例关系,以日本三菱公司8"轴承为基础,

小孔流量公式为

Q=πd 4/128μl△p

式中 Q——质量流量,m3/s

d——小孔直径,m

μ——油的动力粘度,Pa.s

l——给油器长度,m

△p——压差,Pa

在假设μ、l、△p、不变的情况下,流量与d4成正比,以此计算总的喷油孔面积(相对于8"的实际面积),再确

定给油器长度上可能分布的孔数和小孔的直径。

3.4 止推盘厚度确定

本系列止推盘的厚度值小于典型金氏轴承的规定值,可能是由于该结构是用控油环集油,油需从控油环及止推盘凹

槽间流出,需要一定空间,而新结构则取消了控油环,故厚度可适当减薄,新旧止推盘厚度对比见表2。

表2

规 格 6" 8" 10.5" 12"

原标准止推厚度 25.4 34.925 44.45 50.8

本标准确定的厚度 24 30 40 45

3.5 止推盘与瓦块的轴向间隙确定

关于止推盘与瓦块的轴向间隙,三菱设计的约为典型结构平均值的1.36倍,这可能是因为典型结构的润滑油可以通过瓦块间的空隙流出,以便冷却轴承,新结构在瓦块间设给油器,限制了油的流动,因而将间隙放大,按照缝隙流动理论,流量正比于缝隙的3次方,如将间隙加大到1.5倍,则流量可增加到2.5倍,因此,本标准按典型结构的平均间

隙值1.36倍给定(见表3)。

表3

轴承规格 6" 8" 10.5" 12"

原标准间隙 0.25~0.35 0.28~0.38 0.33~0.43 0.38~0.45

本标准间隙 0.36~0.46 0.4~0.5 0.47~0.57 0.63~0.73

3.6 承载能力

轴向载荷分两部分,它包括压缩机的轴向推力和联轴节产生的轴向推力,其计算式:

F=F1+F2

式中 F1——压缩机的轴向推力,kN

F2——联轴节产生的轴向推力,kN

压缩机的轴向载荷计算公式:F=0.25×9550 Pr/NrD

式中 F——外部推力,kN

Pr——额定功率,kW

Nr——额定转速,r/min

D—— 联轴器的轴孔直径,mm

轴向载荷计算应按照HG/T2262 – 92《炼油、化工用离心式压缩机技术条件》4.6.3.3的规定。新比隆“E、C、C”标准中列有各规格轴承的承载能力图表,本系列轴承可采用此图表作为设计参数。止推轴承所承受的负荷不应超过

此图表轴承额定承载能力的50%。

4 结论

(1)金氏系列轴承的供油方式,可使瓦块润滑冷却充分,同时、此结构也减少了整个轴承的厚度尺寸。 (2)原始结构轴承的上、下半部油量不均匀,而本系列各瓦块润滑油供给充分,因而取消了控油环,同时减薄了

止推盘厚度。

(3)典型结构的下摇摆支承垫由底部的圆弧面直接与承载盘接触,接触应力过高,易将承载盘压溃。新结构增加

了一个支承块,虽然结构复杂了,但增加了使用的可靠性。

总之,改进后的结构优于原结构,更能满足工作要求,轴承的系列化将为离心式压缩机设计提供方便,缩短设计周

期,保证设计质量。


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