殷予剛

（上海思博特軸承技術(shù)研發(fā)有限公司）

　　摘　要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平得到很大提高，隨之而來的就是對(duì)水和電的需求量增加，用水和用電的增加盡管不利于和諧社會(huì)的發(fā)展，但是卻在一定程度上促進(jìn)了水電站的發(fā)展。對(duì)于水輪機(jī)運(yùn)行的功能來說，水導(dǎo)軸承的形式會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接影響，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得水導(dǎo)軸承也得到了新的變化，傳統(tǒng)的水導(dǎo)軸承在運(yùn)行的過程缺乏一定的平穩(wěn)性和安全性，因此，為了水電站得到更好的發(fā)展，就需要對(duì)水導(dǎo)軸承進(jìn)行改革和創(chuàng)新。作為一種新型軸承結(jié)構(gòu)，水導(dǎo)拋物線瓦面稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承在水電站中得到了十分廣泛的應(yīng)用，并且它運(yùn)行平穩(wěn)，所取得的效果非常顯著，是一種比較理想的軸承結(jié)構(gòu)。本文就通過對(duì)水導(dǎo)拋物線瓦面稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承進(jìn)行分析，從而探討了新型水導(dǎo)軸承在水電站中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：新型水導(dǎo)軸承；水電站；應(yīng)用；潤(rùn)滑

　　0　引言

　　現(xiàn)如今，水電站所使用的電站水輪機(jī)是由通用電氣亞洲水電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的，而其水導(dǎo)軸承采用的就是一種新型結(jié)構(gòu)，是一種筒式自循環(huán)徑向豎軸拋物線瓦面稀油潤(rùn)滑的軸承結(jié)構(gòu)，和國(guó)內(nèi)的筒式瓦結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)和它有著很多相似的地方，例如，這兩種軸承結(jié)構(gòu)的上部都有油箱，下部都有旋轉(zhuǎn)油盤，并且都具有軸承體和軸瓦結(jié)構(gòu)等。但是，只要仔細(xì)觀察那種新型設(shè)備，就會(huì)發(fā)現(xiàn)盡管它和國(guó)內(nèi)的筒式瓦結(jié)構(gòu)有著相同之處，但新型軸承結(jié)構(gòu)卻還是更勝一籌，不僅是對(duì)于這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原理而言，更甚至于這種設(shè)備的運(yùn)行狀況都是與眾不同的。本文就通過分析這種新型水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)，從而對(duì)這種結(jié)構(gòu)在水電站中的應(yīng)用進(jìn)行了解。

　　1　新型水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
　?。?）對(duì)于國(guó)內(nèi)的筒式水導(dǎo)軸承而言，一般在設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)時(shí)，都是由兩瓣組合而成，軸瓦為了能夠和軸承體進(jìn)行連接和固定，那么軸瓦也會(huì)分兩瓣天螺栓。對(duì)于鋼制瓦背內(nèi)的圓澆筑巴氏合金軸襯來說，需要將巴氏合金筒體毛胚進(jìn)行加工，以使其能符合設(shè)計(jì)尺寸，再確定幾何形狀時(shí)，需要將其和等徑內(nèi)圓柱面相等，這是因?yàn)殇撝仆弑硟?nèi)圓澆筑巴氏合金軸襯是和軸承體把合的。但是對(duì)于本次研究的拋物線瓦面軸承體來說，它是由四瓣組合而成的，在把合成整體上，也是由切向和28個(gè)8.8級(jí)六角螺栓把合而成的，并且六角螺栓還是M20×90內(nèi)的。
　　對(duì)于這種新型的水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)來說，它不僅能夠代替軸承體，它還可以讓軸承結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，從而方便它的運(yùn)行。和傳統(tǒng)的薄殼筒式軸瓦相比，這種軸承結(jié)構(gòu)的軸瓦單邊厚度要厚3倍多，為127毫米，并且它的剛度也是更大的。該新型軸承結(jié)構(gòu)的承載能力也更好，其軸承徑能夠承載的重量比傳統(tǒng)的要大，并且不管是在何種運(yùn)行狀況之下，這種軸承都能夠承受其Z大飛逸轉(zhuǎn)速和Z大的徑合載荷，與此同時(shí)，它還可以將其傳遞到水輪機(jī)的頂蓋上。
　?。?）這種新型軸承結(jié)構(gòu)和以往的水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)存在很多不同之處，它更是一種進(jìn)步，是一種創(chuàng)新。這種結(jié)構(gòu)的軸瓦所圓弧面和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是不同的，每四分之一部分軸瓦的巴氏合金材料段只占有55°的圓弧面。對(duì)于另外一段圓弧段來說，它并沒有澆鑄巴氏合金，有一部分是和軸領(lǐng)組成的，這一部分的空腔厚度為5毫米，高度達(dá)到了520毫米，并且其圓弧長(zhǎng)度也達(dá)到了278毫米，它的有效容積大約為0.72升。與此同時(shí)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，這種軸承結(jié)構(gòu)儲(chǔ)備了充足的汽輪機(jī)潤(rùn)滑油，這是為了供給瓦面，從而形成油膜以備不時(shí)之需。正是因?yàn)榫哂谐渥愕臐?rùn)滑油，才會(huì)對(duì)水導(dǎo)軸承的運(yùn)行溫度起到降低作用。
　　（3）如表1所示，是某一段軸瓦a和圓半徑R的關(guān)系情況表。水輪機(jī)軸頸的圓柱面和拋物線瓦面所形成一種結(jié)構(gòu)具有很大的功效，它不僅可以完美的實(shí)現(xiàn)液體摩擦，而且還可以減少水導(dǎo)軸承運(yùn)行時(shí)的摩擦損耗功率，從而使得軸瓦的溫度降低，楔形油隙結(jié)構(gòu)具備了水導(dǎo)軸承運(yùn)行的一些條件，因?yàn)樗梢匝杆俚慕⑵鹩湍ぃ瑥亩屗畬?dǎo)軸承結(jié)構(gòu)變得更加完善，這是傳統(tǒng)的軸承結(jié)構(gòu)不具備的優(yōu)勢(shì)。

表1 某一段軸瓦a和圓半徑R的關(guān)系表

　　2　新型水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)在水電站中的應(yīng)用
　　對(duì)于國(guó)內(nèi)的筒式稀油潤(rùn)滑水導(dǎo)軸承來說，這種結(jié)構(gòu)的油冷卻器一般都是裝在上油箱里面，從而使得熱油達(dá)到冷卻的目的。但是對(duì)于本次研究的新型水導(dǎo)軸承來說，它為了能夠?qū)嵊椭苯右鲚S承體外，以便達(dá)到冷卻的目的，所通過的是畢托管，并且是將其水平安裝在軸承座上，這還可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)體外油循環(huán)。這種軸承結(jié)構(gòu)可以說是非常簡(jiǎn)單和小巧的，但是盡管如此，它的功能還是不能小覷，它加快了水電站的運(yùn)行速度，也正是因?yàn)樗撵`活性，才可以根據(jù)軸承運(yùn)行的溫度來對(duì)冷卻器的個(gè)數(shù)進(jìn)行增加，但是這需要通過并聯(lián)的方式來進(jìn)行，這可以很大的達(dá)到擴(kuò)大冷卻效果的目的。和傳統(tǒng)的軸承結(jié)構(gòu)相比，這種新型的軸承結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上更加精確和完美，不僅如此，它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也更高，是水導(dǎo)軸承的一個(gè)偉大創(chuàng)新。它進(jìn)一步的擴(kuò)大了軸承結(jié)構(gòu)在水電站運(yùn)用中的一些功能，能夠加快其運(yùn)行速度，更加不容易出現(xiàn)障礙，這為我國(guó)的水電站事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。

　　3　結(jié)束語

　　綜上所述，和傳統(tǒng)的水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)相比，水導(dǎo)拋物線瓦面稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承在水電站中能夠得到更好的應(yīng)用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)觀察，這種軸承結(jié)構(gòu)在水電站中能夠得到更加平穩(wěn)、安全、可靠的運(yùn)行，并且其各項(xiàng)指標(biāo)都比其它軸承結(jié)構(gòu)更好。這種新型水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)的Z高瓦溫應(yīng)該為42攝氏度，但是在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)該不能超過65攝氏度，而油槽的油溫則應(yīng)該低于36攝氏度，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)該低于55攝氏度。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水電站投入使用這種新型軸承結(jié)構(gòu)之后，水導(dǎo)軸承的運(yùn)行變得更加的平穩(wěn)和可靠，并且和以前使用的軸承結(jié)構(gòu)相比，這種軸承的質(zhì)量也變得更加優(yōu)秀，由此可見，這種新型水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)是一種值得推廣和水電站應(yīng)用的軸承結(jié)構(gòu)。

來源：《中國(guó)機(jī)械》2014年第6月