汽轮机本体设备及系统介绍..共48页
汽轮机本体结构简介
低压缸内缸
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低压缸内缸
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低压转子
枞树型叶根
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高压缸进汽门
• 主蒸汽从锅炉经2根主蒸汽管分别到达汽轮机两侧 的主汽阀和调节汽阀，并由6根导汽管进入设置在 高压内缸的喷嘴室。6根导汽管对称地接到高中压 外缸上下半各3个进汽管接口。
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低压缸喷水减温
在小流量情况下， 低压缸末几级长 叶片做负功引起 的鼓风加热，使 得排汽温度迅速 升高。低压缸喷 水向低压缸两端喷 水环的喷嘴提供凝 结水，使离开汽轮 机末级叶片的蒸汽， 在进入低压缸排汽 室之前降低温度。
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低压缸排汽温度升高的危害？
• 低压缸排汽温度升高时，转子与静子部件之间由于热变形或 过度差胀有产生碰擦的可能性。这样的碰擦在一定转速以上 会发生严重危害，并导致强迫或长期停机。甚至在盘车转速 时，尽管转速已经下降，热变形和过度差胀所造成的摩擦， 会使得金属脱落并削弱转动部件，如铆钉、围带等，最终将 发生损坏。
四段抽汽口
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除氧器
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• 中压第10至12级静叶 装于中压#3静叶持环 上。
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中压缸向上排汽一分为二，经2根中低压连通管导入 低压缸中部。
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低压进汽 门CV
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CV阀内部结构
CV阀全部关闭时，阀碟上6个 Φ100孔仍有蒸汽通过，进入低压
高调门
阀门开启时，油动机液压克服弹簧拉 力开启。阀门关闭时，油动机泄压， 弹簧助于关闭。
第二十四页，共79页。
高调门
汽轮机本体结构介绍
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
滑销系统 支撑基础必须稳固，其固有频率应避开汽轮发电
机的工作转速； 汽缸与轴承座应有良好的刚性，以免变形； 保证各汽缸在机组启动、运行、停机的过程中温
度变化时能自由膨胀和收缩，静子与转子中心线 保持一致，避免动、静部分之间的间隙消失以致 发生动静摩擦。
一、汽缸、进汽部分、滑销系统
三、转子
三、转子
套装转子
三、转子
整锻转子
三、转子
组合转子
三、转子
焊接转子
三、转子
转子上的动叶栅与对应的静叶环上的喷嘴叶栅构 成汽轮机的通流部分能量转换单元。
转子工作时高速旋转，它除了要转换能量、传递 扭矩外，还要承受旋转时自身质量产生的离心力 作用，因此要高强度金属材料制成，在高温区工 作的转子，要采用耐高温耐热高强度材料。
为了提高通流部分的效率，转子与静子之间要保 持小的间隙，要求转子制造精密、装配精确。
三、转子
下面是一台西屋亚临界600MW机组的转子介绍： 一根高压转子、一根中压转子、两根低压转子和
中间轴与发电机组成汽轮机-发电机轴系。 各转子连接端均由与转子一体的法兰式联轴器，
采用螺栓刚性连接。 高压转子和中压转子为铬钼钒钢30Cr1Mo1V整锻转
在装汽封环的相应转子上有一系列的台阶形汽封 槽，汽封环上加工有汽封齿，汽封齿有高齿和低 齿，二者相间排列，分别对者转子上的凹槽和凸 肩。汽封环一般有多块组成，置于汽封槽内，并 用弹簧片压住。
低压部分汽封环上的汽封齿做成平齿转子相配表 面亦为平圆柱面，其结构比高、低齿汽封简单。 汽封齿尖端很薄，即使动、静间发生磨擦，其产 生的热量也不大，且汽封环是有弹簧片压住，磨 碰时能作径向退让。汽封齿间隙在总装时修正。
汽轮机本体设备
汽轮机本体设备
• 汽轮机本体是汽轮机设备的主要组成部分它由转动部分 （转子）和固定部分（静体或静子）组成 。
• 转动部分
动叶栅、叶轮（或转鼓）、 主轴和联轴器及紧固件等 旋转部件
习题一
汽缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、 隔板套（或静叶持环）、汽封、 轴承、轴承座、机座、滑销系统 以及有关紧固零件等
静叶片安装在隔板或汽缸上，在反动式汽轮机中，起 喷嘴作用；在速度级中，作导向叶片，使汽流改变方向 引导蒸汽进入下一列动叶片。
由叶根、工作部分（或称叶 身、叶型部分）、叶顶连接 件（围带或拉金）组成
叶片的组成 习题二
叶片结构
压力级叶片
低压级叶片
调节级叶片
1、叶根
叶根的作用:
是紧固动叶，使其在经受汽流的推力和旋转 离心力作用下，不致于从轮缘沟槽里拔出来。 转子的结构型式、叶片的强度、制 造和安装工艺要求和传统等 叶根的结构型式取决于： 常用的结构型式有： T型、叉型和枞树型等
1、套装转子 特点:
套装转子的叶轮、轴封套、联轴节等 部件是分别加工后红套在阶梯形主轴 上的。各部件与主轴之间采用过盈配 合，以防止叶轮等因离心力及温差作 用引起松动，并用键传递力矩
剖面图:
加工方便，生产周期短。
可以合理利用材料，不同部件采用不同的
优点
材料。 叶轮、主轴等锻件尺寸小，易于保证质 量，且供应方便 。 在高温条件下，叶轮孔直径将因材料的蠕 变而逐渐增大，最后导致装配过盈量消
离心拉应力 离心力 离心弯应力
叶片受力
稳定部分 (汽流弯应力) 汽流力
静 应 力
交变部分
(交变的振动应力)
动应力
等截面叶片的离心拉应力
等截面叶片的离心拉应力与横截面积无关，即增大截面积 并不能降低离心力引起的拉应力。 由于等截面叶片的横截面积沿叶高不变，其根部承受的离 心力最大，因此根部的离心拉应力最大。
汽轮机设备及系统hep
汽轮机设备及系统hep汽轮机设备及系统HEP⒈绪论⑴概述本文档旨在对汽轮机设备及系统进行详细的介绍和说明。
汽轮机是一种常见的能源转换设备，广泛用于发电厂、石油化工厂等工业领域。
本文将对汽轮机的基本原理、组成部分以及运行过程进行阐述。
⑵原理汽轮机是利用高温高压蒸汽的力量来驱动转子旋转，通过转子与动叶片之间的受力方式将热能转化为机械能。
汽轮机的基本原理是通过蒸汽的膨胀过程来驱动转轮转动，从而产生功。
在汽轮机中，高温高压蒸汽从进气口进入汽轮机，经过高压缸、中压缸和低压缸的膨胀作用后，最终排出。
⒉设备及系统介绍⑴主汽机主汽机是汽轮机中的核心设备，负责将蒸汽的热能转化为机械能。
主汽机通常由高压缸、中压缸和低压缸组成，每个缸体内都装有一套静叶片和动叶片。
蒸汽从高压缸进入中压缸，再从中压缸进入低压缸，最终形成连续的膨胀过程。
⑵辅助设备辅助设备包括给水系统、循环水系统、油系统等。
给水系统负责将水转化为高压水蒸汽，供给汽轮机的高压缸。
循环水系统则负责循环冷却凝汽器排出的水蒸汽，保持汽轮机中的温度稳定。
油系统是为汽轮机提供润滑和冷却的油。
⑶控制系统控制系统负责对汽轮机的运行过程进行监控和控制。
包括对蒸汽进出口的控制、温度、压力等参数的监测以及对各个部件的自动化控制等。
⒊汽轮机的运行过程⑴启动过程汽轮机启动过程包括预热、通风、加热、加压等步骤。
启动时，首先需要对汽轮机进行预热，使其温度逐渐增加。
然后通过通风系统进行内部通风，排出潮湿空气。
接下来对蒸汽系统进行加热，提高汽轮机的温度。
最后进行加压，使汽轮机达到工作压力。
⑵负荷过程汽轮机的负荷过程是指汽轮机根据实际需求进行功的输出过程。
在负荷过程中，通过调整蒸汽的进出口、控制转子的转速等方式来实现功的输出。
⑶停车过程停车过程是指汽轮机从工作状态切换到停止状态的过程。
其中包括减负荷、冷却、排放等步骤。
先减少汽轮机的负荷，然后进行冷却，最后将汽轮机完全停止运行。
附件：本文档涉及的附件包括汽轮机的技术参数表、图纸、技术说明书等相关资料。
汽轮机系统及设备
• 转鼓型转子的叶片直接装在转鼓上，蒸汽对叶片的作用力靠转鼓
传给轴，这种转子结构简单，弯曲度小，适用于级数多，每级热焓 降不大和要求强度较大的反动式汽轮机上。
鼓式转子
2.41叶轮 1.作用 安装动叶片并将动叶片上的转矩传递给主轴。
2.结构
轮缘：开有安装叶片的叶根槽； 轮面：将轮缘和轮毂或主轴连成一体，开有平衡孔； 轮毂：减小叶轮内孔应力的加厚部分；
宜采用。
4）枞树型叶根 叶根沿轴向直接装入轮缘相应的枞树槽中。这种叶根承载能 力强叶根齿数可根据离心力大小决定，同时拆装容易，故被大功 率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所
以受到限制。
2.33叶片受力及汽蚀
离心拉应力 离心力 静应力 离心弯应力 叶片受力 稳定部分－气流弯应力 气流力 交变部分－动应力
因离心力及温差作用引起松动，并用键传递力矩。
整锻转子的叶轮、轴封套和联轴节等部件与主轴是由一整锻件
车削而成，无热套部件，这解决了高温下叶轮与主轴连接可能松动
的问题。整锻转子的中心通常打有ф100mm的中心孔，其目的主要 是便于检查锻件质量，同时也可以将锻件中心材质差的部分去掉， 防止缺陷扩展，以保证转子强度。
时发生与动叶背弧面侵蚀。叶片越长，叶顶圆周速度越大，水汽撞
击动叶背弧面的速度也越高。由于离心力作用，水汽向叶顶集中， 故叶顶背弧面水蚀严重。
3.防汽蚀措施 在水蚀严重的部位（叶片进口边背面上部）常采用抗水蚀能 力的措施，具体做法有：镀硬铬、堆焊硬质合金层、焊硬质合金覆 面或表面强化处理、热处理等。
1）T型叶根 结构简单、加工方便、工作可靠为短叶片普遍采用。它的缺点 是叶片的离心力对轮缘两侧截面产生弯矩，使轮缘有张开的趋势。
电厂汽轮机设备及系统PPT课件
32
（二）多级汽轮机的优缺点
1、多级汽轮机每级的焓降较小，有可能使速度比设
计在最佳速度比附近，同时c1小、u也小，即直径小， 叶高或部分进汽度相应大，这些都使效率增大；
2、各级余速动能可以部分的被利用；
3、多级汽轮机可以实现回热循环和中间再热循环；
4、由于重热现象，多级汽轮机前面级的损失部分的 被后面各级所利用。
ht*hn*hb
近似认为与 ∆h‘b相等
s
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1、反动度Ωm ——动叶内理想比焓降Δhb与级滞止理 想比焓降Δht*之比，表示蒸汽在动叶内 的膨胀程度。
m
hb ht*
Ωm=0时称为纯冲动级 Ωm=0.5时称为典型反动级
2、动叶出口的速度计算
由能量平衡方程可知：
w 2 t2 ( h 1 h 2 t) w 1 22 h b w 1 22 h b *
hn*(1m)ht*
hb mht*
反动度表明蒸汽在叶片中 的膨胀程度
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5. 冲动级和反动级
冲动级有三种不同的形式：
纯冲动级:通常把反动度等于零的级称为纯冲动级。对于纯冲
动级来说， =p1 、p2 = 0、hb = h n，* 蒸汽h t流* 出动叶的速 度C ,具有一定的动能 C未被利用而损失，称这种损失为余速
代号 CB CY Y HN
型式 抽汽背压式 船用 移动式 核电汽轮机 12
第二节 汽轮机的基本原理和主要结构
一、汽轮机的级、级内能量转换过程 1. 汽轮机的级：静叶栅 动叶栅
级 是汽轮机作功的最小单元。
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2. 级内能量转换过程：
具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶 栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动 能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同 时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋
汽轮机设备及系统
轮 • 支持转子重量和旋转不平衡力并
保持转子中心与汽缸中心一致
机
设
备 推力轴承
及 • 承受蒸汽作用在转子的轴向推力，
并确定转子的轴向位置，保证通
系
流部分动静之间正确的轴向间隙。
统
二、汽轮机的支承系统
汽 猫爪支承
轮 汽缸通过其法兰延伸的猫
机
爪作为承力面，支承在轴 承座上
设
o 下猫爪支承
备
• 非中分面猫爪支承
备
– 轴向安装
o 叶轮的内缘
及
• 套装叶轮
– 红套工艺
系
• 拉杆叶轮
– 拉杆结构
统
• 整体叶轮
– 在转子上直接加工出叶轮
汽轮机本体设备概述
1.3 转动部件
汽 3、转子结构
轮
o 汇聚各级功率，向外传递扭矩，是汽轮机所有转动部件的组合体
o 转子的类型
机
• 套装转子
– 叶轮
设
» 单独加工、红套
备
– 转轴
• 焊接转子
及
– 轮盘
» ห้องสมุดไป่ตู้独加工、焊接
系
• 整锻转子
– 有中心孔
统
– 无中心孔
• 组合转子
• 拉杆转子
汽轮机本体设备概述
1.3 转动部件
汽 轮 机 设 备 及 系 统
整锻转子、焊接转子
汽轮机本体设备概述
汽 轮 机 设 备 及 系 统
安装中的600MW汽轮机（高压缸、中压缸）
汽轮机本体设备概述
设
• 在汽轮机的高压区段，轴封系统
的正常功能是防止蒸汽向外泄漏，
备
以确保汽轮机有较高的效率；
汽轮机设备你真的都了懂吗？图文详解速看！
汽轮机设备你真的都了懂吗？图文详解速看！汽轮机设备简介1、汽轮机本体汽轮机包括汽轮机本体，调节、保安系统及辅助设备三大部分。
蒸汽轮机本体包括：(1) 静体（固定部位）——汽缸、喷嘴、隔板、汽封等。
(2) 转子（转动部分）——轴、叶轮、叶片等。
(3) 轴承（支承部分）——径向和止推。
2、汽缸(1) 汽缸的组成：汽缸是汽轮机的外壳，汽轮机本体的主要零部件几乎包含在汽缸内。
汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板、隔板套和汽封等零部件。
汽缸外部装有调节汽阀及进汽、排汽和回热抽汽管道等。
(2) 汽缸作用：汽缸是汽轮机的外壳。
其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成其能量转换过程。
3、汽缸内部构件(1) 喷嘴、隔板喷嘴隔板喷嘴和隔板的作用和特点：喷嘴是组成汽轮机的主要部件之一。
它的作用是把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速汽流以一定的方向从喷嘴喷出，进入动叶栅，推动叶轮旋转做功。
隔板由外缘，喷嘴和板体三部分组成，为便于安装，隔板一般都做成对分的，上半隔板装在汽缸上盖内，下半隔板装在下汽缸内。
第一级喷嘴直接安装在汽缸高压端专门的喷嘴室上。
第二级及以后各级喷嘴安装在各级隔板上，隔板用来安装喷嘴，并将各级叶轮分隔开。
冲动式汽轮机每一级由一个隔板和一个叶轮组成。
冲动式汽轮机的隔板可分为焊接隔板和铸造隔板。
反动式汽轮机不采用隔板式结构，各级喷嘴片（也叫静叶栅）直接安装在汽缸上。
(2) 汽封1) 汽轮机汽缸两端轴孔处与转轴间有一定间隙，这样在工作时，汽缸内进汽端将发生高压蒸汽大量外漏，进入前轴承箱污染润滑油。
此外凝汽式汽轮机的排汽压力在0.05公斤/厘米2（绝对）左右，即排汽端处于高真空状态，这样大气中的空气将沿边后轴孔大量漏入排汽管和凝汽器，就会破坏汽轮机的真空。
因此为了减少高压端的向外漏汽和排汽端往里漏空气，要求在汽缸两端轴孔处配备气封。
2) 汽封的作用汽轮机通汽部分的动静部分之间，为了防止碰擦，必须留有一定的间隙。
汽轮机设备及系统PPT课件
（1）定义：
• 级是由喷嘴叶栅（或静叶栅） 和它相配合的动叶栅所组成；
• 汽轮机作功的基本单元。
蒸汽热能
喷嘴（静叶栅）↓
蒸汽动能
动叶栅
↓
机械能·
• 应用
• 单个级
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汽轮机本体设备概述
1.1 级的基本结构
1、级
（1）定义：
• 级是由喷嘴叶栅（或静叶栅） 和它相配合的动叶栅所组成；
• 汽轮机作功的基本单元。
• 在汽轮机的高压区段，轴封系统 的正常功能是防止蒸汽向外泄漏， 以确保汽轮机有较高的效率； • 在汽轮机的低压区段，则是防 止外界的空气进入汽轮机内部， 保证汽轮机有尽可能高的真空。
o 主要装置
• 密封装置、轴封蒸汽母管、轴 封加热器等设备及相应的阀门、 管路系统构成。
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三、汽轮机的辅助系统 3.1 轴封系统
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汽轮机本体设备概述
1.2 静止部件
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汽轮机本体设备概述
1.2 静止部件
2、隔板、静叶栅
（1）隔板构造
• 外圈
• 用隔板套将隔板组合成一 个相对组合体
• 将隔板安装于汽缸内
• 喷嘴（喷嘴的型线部分）
• 完成蒸汽加速的场所
• 内圈
• 安装隔板汽封结构
（2）上下中分
• 上隔板
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2、汽轮机液压油系统 （1）抗燃油系统的功用 • 向供油对象提供合格用油 （2）供油对象 • 汽轮机调节系统（液压油） • 汽轮机保护系统（安全油） （3）特点 • 抗燃 • 高油压 （4）系统构成
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汽轮机本体设备概述
1.3 转动部件
汽轮机设备及系统
汽轮机设备及系统〔汽轮机设备及系统〕技术讲义宋明伟2020年4月汽轮机设备系统介绍一、汽轮机部分简介1、汽轮机型式为超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、海勒式间接空冷凝汽式汽轮机。
2、设备使用条件·机组布置方式：室内纵向布置，机组右扩建〔从汽机房向锅炉房看〕，机头暂定朝向固定端。
·机组安装检修条件：机组运转层标高13.7 m。
·旋转方向〔从汽机向发电机看〕顺时针。
·最大承诺系统周波摆动：48.5～51.5 Hz。
·润滑油管路布置：从汽轮机向发电机看暂定为右侧布置。
·汽轮机配上海电气电站设备上海发电机厂制造的QFSN660-2型静态励磁水氢氢发电机。
·给水泵配置：给水系统为单元制。
一台机组配备2×50%BMCR 汽动给水泵,一台30%BMCR启动电动给水泵。
汽动给水泵排汽排至主汽轮机喷射式混合凝汽器。
3、冷却方式对海勒空冷系统：冷却介质为水和空气，冷却设备为喷射式混合凝汽器和间冷塔。
开式冷却水采纳循环水，补充水为水库来水，闭式循环冷却水采纳除盐水。
闭式循环冷却水系统的最高温度为40 ℃，开式冷却水温度为33 ℃。
4、机组的额定设计参数〔1〕在汽机主汽阀前额定压力：24.2MPa 额定温度：566℃〔2〕中压联合汽门前额定压力：90%汽机高压缸排汽压力〔约4.13 MPa〕。
额定温度：566℃汽轮机不同工况下特性〔3〕汽轮机要紧数据汇总表〔4〕汽轮机运行参数〔5〕启动方式及时刻min〔6〕锅炉的最大连续蒸发量〔BMCR〕与汽轮机阀门全开〔VWO〕工况时的流量相匹配；发电机的额定容量与汽轮机铭牌工况时的出力相匹配。
〔7〕汽轮机回热系统为7级：3高加+1除氧+3低加。
1、2、3级抽汽分别供3台高压加热器。
4级抽汽供汽动给水泵、除氧器，5、6、7级抽汽分别供3台低压加热器。
正常运行时，高压加热器疏水逐级回流至除氧器。
7号低加卧式布置在喷射式凝汽器喉部，部分在凝汽器壳体外，以满足排汽管和疏水管连接的要求。
汽轮机主辅设备及各系统基本介绍
调节汽阀控制下流进汽轮机内各喷嘴膨胀作功。其中，部分蒸汽中途被抽出
机外做回热抽汽和加热除氧用，其余部分继续膨胀作功后排入冷凝器，并凝
结成水。借助凝结水泵将凝结水升压后打入汽封加热器，再经过低压加热器
后进入除氧器，经除氧后低压给水借助给水泵升压后送入锅炉。汽封加热器、
低压加热器均具有旁路系统，必要时可以不通过任何一个加热器。
架的纵向滑销中心形成汽缸热膨胀死点。
转子
采用套装式转子。叶轮及汽封套筒“红套”于 主轴上，用刚性联轴器与发电机转子联接。
喷嘴、隔板及转向导叶环
喷嘴组为装配焊接式结构或围带焊接式
结构，由螺栓固定于汽缸板
为铸造隔板；下半隔板支持在汽缸中分面处的
两个悬挂销上，底部与汽缸间有一定位键，上
操纵座下壳体上设有行程指示及行程开
关。
调节汽阀及连杆
为群阀提板式结构,型线阀碟,负荷变动时，各 阀碟按一定顺序开启。阀碟行程，出厂时已调 整好。
主汽系统
从锅炉来的中温中压新蒸汽，经由蒸汽管道、电动隔离阀和电动主汽门
到自动主汽门。主汽门内装有蒸气滤网，以分离蒸气中的水滴和防止杂物进
入汽轮机。新蒸汽由主汽门经三通接头分别进入汽轮机蒸汽室两侧，蒸汽在
下半隔板在中分面处有密封键和定位销。
转向导叶环采用“拉钩”结构支持在汽缸 上，顶部及底部与汽缸间有定位键，非进汽弧 段带有护套。
前轴承座
装有推力轴承前轴承、主油泵、调速器、
保安装置、转速表、温度表等，前轴承座安放
在前座架上，其结合面上有纵向滑键，前轴承
座可沿轴向滑动。热膨胀指示器装在轴承座下
侧部。采用“猫爪”结构时，与汽缸“猫爪”
相配的滑键带有冷却水孔。
后轴承座