论水电厂发电机推力乌鲁木齐轴承结构特点及运行分析
1推力轴承的结构及运行特点
1.1平衡块支承式推力轴承
平衡块支承结构由上平衡块，下平衡块，垫块以及支顶螺栓组成。上下平衡块互相搭接组成一个整体系统。上，下平衡块接触面和下平衡块与支承垫板接触均为圆弧面，与平面的线接触。当承载推力载荷时。上，下平衡块利用杠杆平衡的机械原理互相动作。连续自动调整每块推力瓦的受力。此结构推力轴承轴瓦载荷均衡性和推力瓦的倾斜灵活性均较好。
1.2液压弹性油箱支承式推力轴承
液压弹性油箱支承结构由弹性油箱和托盘式支柱螺钉组成。每块瓦下的弹性油箱相互连通，内部充满一定压力的液压油，当各瓦间载荷不均衡时，弹性油箱作为一个整体连通器，通过弹性油箱的轴向变形使各推力瓦间载荷均匀。弹性油箱目前有四波纹，三波纹和单波纹结构等，其中多波纹结构较单波纹结构性能好。托盘的设计有效减小了托瓦的变形，保障了大型水轮发电机组推力轴承的安全运行。亦有可采用无支柱螺栓结构，即将推力瓦直接置于弹性油箱上方，可适当减小推力轴承整体高度，并改善推力瓦机械变形。但因无可调节的支柱螺钉，推力轴承现场安装及受力调整受到一定限制。对于大型水轮发电机组。液压弹性油箱支承推力轴承的弹性油箱尺寸较大。且油箱需预充一定压力的液压油，因此为确保弹性油箱在长期运行期间的安全可靠性。在结构设计，加工制造，安装工艺等各方面均有较严格的工艺要求。
1.3弹簧簇支承式推力轴承结构
弹簧簇支承推力轴承采用双层瓦结构，一簇具有一定刚性，高度相等的支承弹簧簇布置在推力瓦和托瓦之间，在弹簧簇浮动支承下，推力轴承合理作用点可随载荷，线速度的不同而不同，支承弹簧除承受推力载荷外，还能吸收震动，并且能够在一定程度上平衡各块瓦间的载荷。此结构轴瓦的变形在一定的条件下，油膜压力产生的机械变形与瓦温差引起的热变形方向相反，变形量可部分抵销。托瓦底部可设支柱螺栓，用于调整轴瓦的高程。此结构推力轴承具有较大的承载能力。较低的轴瓦温度和运行稳定等优点，使用范围较广。
刚性支柱簇支承结构刚性支柱簇支承双层轴瓦结构的推力轴承是在推力瓦和托瓦之间布置了一系列直径不等的小刚性支柱，在托瓦底部设支柱螺栓，用于调整轴瓦的高程#在此结构中，推力瓦的变形主要取决于瓦下小刚性支柱受载荷后的变形，而小刚性支柱的尺寸及分布是根据轴承油膜的压力分布，轴瓦的倾斜需要而设计的，最终使推力瓦的变形得到控制，并能建立适合的油膜。此结构中推力瓦，托瓦，小刚性支柱的受力，变形等完全取决于设计，因此对设计精度要求较高。
1.4橡胶弹性垫支承结构
橡胶弹性垫支承结构推力轴承在中，小型水轮发电机组推力轴承上应用经验较多，橡胶弹性垫一般根据推力瓦形状设计为一个整体，结构简单，安装维护方便。大型水轮发电机组应用的橡胶弹性垫支承结构的推力轴承，其结构和工作原理与弹簧簇支承式推力轴承相似。轴瓦依托由经过硫化处理的橡胶与钢基组成的橡胶弹性垫吸收不均匀载荷，并使轴瓦倾斜以形成动压承载油膜。此结构明显降低了推力轴承的总高度，但调整转子动态水平需抽出推力瓦，拆除全部弹性橡胶垫及固定框，取下可撕垫板，然后通过改变可撕垫片的厚度调整转子动态水平，一般需要多次反复调整，耗时较长。
橡胶弹性垫的材料的物理特性决定了推力瓦载荷均匀性，推力瓦倾斜灵敏性。有研究结果显示，在70℃透平油中硫化橡胶的老化倍率与时间呈对数关系，即橡胶的刚度首次增大，需要在增大10%则需要10H依此推测，约10年橡胶的刚度即增大至150%。弹性橡胶垫的老化必然导致轴瓦均匀性和轴瓦倾斜灵敏性下降。此外，目前国内市场橡胶产品质量参差不齐，为保证机组安全运行此橡胶垫主要依靠进口。
2钨金瓦与塑料瓦
钨金瓦通常由钢瓦坯和钨金层组成，钨金层和钢瓦坯的结合，老式工艺中采用在钢瓦坯上加工鸽尾槽然后浇筑轴承合金的方法，目前一般采用较先进，经济的堆焊工艺，使钨金层组织更加紧密且与钢坯面更好的结合。弹性金属塑料瓦由塑料层，铜丝层和瓦坯组成。一般先将塑料层和铜丝层压在一起组成瓦面复合层，然后用钎焊将其与钢瓦坯焊成一体。钨金瓦与塑料瓦的性能比较如下：
（1）瓦面变形。塑料瓦，塑料层，弹簧层压力变形能力较好。可部分抵消瓦体温度变形；钨金瓦，瓦的变形能力相对较差，压力变形与温度变形叠加。
（2）耐压能力。塑料瓦，单位面积压力可达7.0MPA；钨金瓦，单位面积压力一般小于5.7MPA。
（3）摩擦系数。塑料瓦，非金属材质的塑料瓦面与金属材质镜板组成摩擦副抗粘着性能好。
（4）耐温能力。塑料瓦，允许油膜温度100℃钨金瓦%允许油膜温度90℃。
（5）温度测量。塑料瓦，测温电阻只能埋设在钢瓦坯，塑料瓦导热性差，温度梯度大，瓦面与瓦体温差较大，测温电阻的对瓦面温反映迟缓；钨金瓦，瓦面与瓦体温差较小，测温电阻可埋设在近瓦面部位，瓦基与瓦面温度梯度小，测温电阻的对瓦温反映较快。
（6）高压油顶装置。塑料瓦，不需要设高压油顶起装置。允许较长时间停机后允许直接启动，超过允许时间后借助风闸顶转子建立油膜；钨金瓦，须借助高压油顶起装置完成机组开停机。
（7）烧瓦影响。塑料瓦，测温电阻对瓦温反映迟缓，延长危害时间，易导致事故扩大瓦本身烧瓦后不可重复使用；钨金瓦，测温电阻对瓦温反映较快，发现及时，烧瓦危害相对轻，一般不伤害镜板，瓦本身烧瓦后可重复使用。
3结语
水轮发电机组的推力轴承承载着转动部件质量和水轮机轴向水推力，是水轮发电机组的关键部件之一，其工作性能直接关系到机组的安全和稳定运行。
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