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彈性支柱式推力軸承的泄壓及處理

來源：機械專家網作者：不詳日期：2011/8/9 訪問：

     1.前言
    萬安水電廠使用的彈性支柱式推力軸承是大型水輪發電機組廣泛采用的一種推力軸承。它由18只液壓彈性油箱裝配在推力軸承的圓盤形底柱上，各彈性油箱之間用鋼管從外部連接，整個油壓系統牢固連通和嚴密封閉。在彈性油箱內腔用支鐵（柱）充填空間，支鐵占有相對很大的空間，它既減少了充油量，又可減小由于溫度變化而引起的油箱附加溫度應力。當彈性油箱一旦出現泄油事故時，又可以承受軸向負荷，不致于造成整個支撐結構的瓦解。彈性油箱外形加工成波紋形，形成彈性壁，同時也減少了充油量，在彈性油箱受到意外的機械損壞以及在機組安裝和檢修過程中，對推力瓦進行受力調整時，使彈性支柱式推力軸承變為剛性支柱式推力軸承，便于調整。
    設備出廠前，由廠家對整個彈性油箱組抽真空，至殘壓為5mmHg柱高，然后再充滿30＃透平油，由裝設在彈性油箱組對稱方向的二個油口上的止回閥來保護油壓。為確保彈性油箱不泄壓，在止回閥外部焊有一個半球形的實心鋼罩，此結構保證了即使在止回閥滲油的情況下，滲油量也不會超過100ml（泄漏量超過100ml，彈性油箱即失效）。制造廠的彈性油箱充壓前，設定其高度為零，當內充油壓由0升到1.1MPa時，測得波紋油壁升高值不大于1mm，此時，彈性油箱的波紋壁應力為440MPa，而后模擬加載3100T于18只油箱連成的彈性油箱組上，油箱壓縮值為0.80mm左右。
    2.彈性油箱泄壓的判斷
    油箱泄漏前1個月，運行人員反映3號水輪機發電機組推力瓦溫度變化很大，從有關的巡視檢查記錄本上看，記錄的數據也反映了瓦溫的顯著變化，各瓦溫相差5~10℃。當時，檢查機組油位正常，冷卻水壓正常，但機組擺度增大。又核對了1993年11月3號機大修記錄，推力瓦的受力調整在合格的范圍內，因時已臨近計劃小修，故作為一個問題，待小修時再作詳細檢查。
    1994年10月，我們按計劃對3號機組進行小修，并對推力軸承進行詳細的檢查：
    (1)測量推力瓦架至鏡板工作面的距離：
    將1994年10月3號機小修記錄與1993年11月3號機大修記錄對照，可以看出推力軸承的高程下降了近2mm，檢查推力瓦支柱螺栓無松動。因此，可以斷定是彈性油箱泄壓造成推力軸承高程的下降。
    (2)以塞尺檢查彈性油箱保護罩下緣
    3.查找泄漏點及補充彈性油箱組內油壓
    查找泄漏點，首先得向彈性油箱內充入1.1MPa的透平油，在承受轉動部分重量的情況下檢查泄漏點。彈性油箱在廠家是先抽真空，然后再充油加壓的，為此，充油加壓一定要保證管路、油質的清潔，不能進入空氣。
    充壓檢查的步驟：
    間隙：
    從保護罩間隙值比較，我們可以看到，受力與不受力時油箱的壓縮值相差約2mm，根據檢修經驗與廠家要求，彈性油箱在受力時的壓縮值應在0.50mm之內，現壓縮值為2mm，實際反映了在彈性油箱無壓情況下的波紋壁的壓縮值。
    根據上述情況我們可以得出如下結論：
    這次瓦溫的明顯變化，是因彈性油箱組泄壓后，推力軸承液壓失效，由液壓彈性支柱式推力軸承，變成了剛性支柱式推力軸承，在機組運行情況下，使推力瓦受力不均勻，而產生了瓦溫溫差的明顯變化。
    （1）用電焊吹開彈性油箱組二只止回閥中的其中一只半球形鋼罩焊縫。（因氧乙炔焰不能切割不銹鋼）。
    （2）設置充壓管路，并應符合下列要求：
    使用30＃透平油，油源來自調速器壓油裝置；
    選用量程為6MPa的壓力表；
    管路、閥門、壓力表及管接頭要求清潔，而且經耐壓試驗無滲漏。
    （3）將引自調速器壓油裝置的壓力油降壓后，（閥門控制），沖洗管路，取出止回閥上的絲堵的同時，帶油接上管路。
    （4）慢慢開啟閥II，待表II指示為1.5MPa時，關閉閥II，再慢慢開啟閥I，待表I指示為0.2MPa時關閉閥I。
    （5）用高壓油泵頂起轉子，待表I壓力消失，再重復的操作，直到充壓到1.1MPa。
    （6）在保護罩上裝上調整瓦受力用的測桿和百分表后，慢慢落下轉子。
    （7）檢查表I壓力仍在1.1MPa，（止回閥自動關閉）檢查彈性油箱本體和各油箱連接管焊縫無滲漏，發現彈性油箱上止回閥的裝置絲扣滲油，另一只止回閥外焊鋼罩焊縫滲油。從百分表上的讀數發現，隨著時間的變化和泄漏量的變化，讀數也在變化，由此證明彈性油箱泄壓是止回閥的絲扣滲油而引起的，而鋼罩的焊縫滲油未起到保護作用。
    待彈性油箱滲漏泄完壓后，我們用萍鄉電焊條廠生產的A102不銹鋼焊條將止回閥的裝配絲扣焊死，同時對另一只鋼罩焊縫也進行了補焊。
    處理完后，仍按充壓步驟進行第二次充壓，并在彈性油箱連接鋼管處焊縫，止回閥絲扣焊縫及鋼罩外補焊處涂上白粉筆。落下轉子后，在推力軸承承受轉動部分重量約1100T重壓下，保壓36h。經檢查，所涂的白粉筆粉全部是干的，按推力瓦受力調整方法，各起落三次轉子，各彈性油箱裝的百分表讀數穩定無明顯變化。在受力情況下測量推力瓦架至鏡板工作面高程，已達到1993年11月大修的記錄。
    經處理檢查，彈性油箱組已不存在泄漏了，于是我們重新加工了一只鋼罩，為避免以后的泄漏，在鋼罩內填充504膠配水泥，再用A1O2焊條，將鋼罩重新焊接在止回閥外部。
    4.幾點建議
    彈性支柱式推力軸承，也叫液壓支柱式推力軸承，它是利用液壓連通器的原理，將各推力瓦的彈性油箱用鋼管連接在一起。因此，各推力瓦的受力能自動調整，它的承載能力較高，較廣泛地應用于推力負荷大于1000tf的水輪發電機組。但當其一旦失壓后，運行中的推力軸承即轉變成了剛性支柱式推力軸承，其承載能力降低，推力瓦受力不均勻，引起機組瓦溫升高，擺度、振動增大，影響機組的安全運行。為此建議：使用彈性油箱的機組，每次大、小修都應檢查彈性油箱的泄漏情況。同時，機組運行時，發現瓦溫明顯變化，應停機在集電環處測量固定部件與轉動部件的高程，并作記錄，以判斷彈性油箱是否泄壓。
    尤其是目前，大型機組大多更換了俄制彈性金屬塑料瓦，其塑料層起隔熱作用，在瓦溫上反映的變化較小，只要發現運行中的機組擺度、振動增大，就應該考慮彈性油箱是否有泄壓。

關鍵詞：軸承

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