弹性橡胶垫推力轴承机组盘车方法探讨

弹性橡胶垫推力轴承机组盘车方法探讨

李华谭晓洪

（国电大渡河流域检修安装分公司四川乐山614900）摘要以太阳河水电站机组轴线处理为例，解析了弹性橡胶垫推力轴承有别于其他形式推力轴承的结构特点，针对橡胶垫的可压缩性在盘车中可能造成盘车数据失真的问题，分析了问题产生的原因，在此基础上探讨了可行的盘车方法，在应用上具有一定的借鉴作用。

关键词：轴线处理弹性橡胶垫推力轴承数据失真

Abstract Taking unit axis treatment of Taiyanghe hydropower station for example, the paper includes an analysis of the structure of the thrust bearing with elastic rubber pads, which is different from other bearings. Taking into consideration compressibility of the rubber pad which may cause distorted data of the turning, it presents a practical approach after the problems are fully explored, All of these provide a reference for application.

Key words unit axis treatment

1. 引言

弹性橡胶垫推力轴承是重庆水轮机厂等

厂家推出的一种简化推力轴承，因其结构简

单、成本较低、检修方便等等优点近几年来

逐渐在中小型机组得到运用，在一般专业书

籍很少有介绍，安装单位也尚属首次遇到。

这种形式的推力轴承有着自身的结构特点，

由于特殊的结构特点决定了其盘车方法与

支柱式推力轴承等机组的处理方法有异。

2. 电站概况

太阳河水电站位于四川阿坝州金川县西

北72km处，属径流引水式。电站装机容量

为3x7MW，机组为悬式立轴混流式水轮发

电机组，由重庆某水力设备公司制造，额定

转速750r/min，设计水头191m，机组推力轴

承总荷载量包括发电机转子重量、水轮机转

动部分重量和轴向水推力组成共50t，推力

轴承为弹性橡胶垫支撑式，共10块推力瓦

（表1）。

表1 .主要技术参数

3. 橡胶垫式推力轴承结构特

点

推力轴承结构如图1，其主要有推力头、

镜板、绝缘垫、推力瓦、定位销、橡胶垫、

抗重板等组成。推力头与转环用螺钉和绝缘

定位销连成一体，借卡环和键固定在主轴

上，转环和推力头间有绝缘垫片，盘车时可

以刮削绝缘垫来找正转子中心。推力轴瓦为

氟塑瓦，外径φ850mm，内径φ420mm，10

块推力轴瓦呈环形均匀布置，偏心支撑在橡

皮垫上，机组运行中可转动建立楔形油膜，

保证轴承获得良好的工作特性。

图1 橡胶垫推力轴承剖面图

4. 盘车中出现的问题及分析

4.1橡胶垫推力机组盘车出现的问题

太阳河水电站机组采用分段机械盘车方法（图2），先对发电机进行盘车，上导抱着4块瓦，间隙0.05mm，推力瓦面充分润滑，在上导和法兰处X、Y向各架设两组百分表，从第三次盘车开始记录数据。

连续多次盘车的数据相似，但都毫无规律，X、Y组数据相差非常大且Y组数据每次均不回零点（表2），摆度数据无法画出正弦曲线。

表2 其中一次的盘车数据

4.2几种盘车方法及分析

对照推力轴承的结构后分析盘车数据，发现弹性橡胶垫可能是造成问题的主要原因。机组盘车是以推力瓦面水平不变的基础上进行的，然后才能准确计算出各个方向的倾斜值。而对于橡胶垫推力轴承机组，安装时的镜板水平不能说明重压下真实的镜板水平，外力以及重心偏移均会在盘车中会造成橡胶垫的压缩变化，从而造成盘车数据失真。由于可参考的专业资料不多，安装单位尝试着用了几种施工方案。

方法一，采用常规盘车方法，安装单位试着在盘车中停下读表时，松开所有外力，结果盘车两组数据依然紊乱且相差很大（表2）。特别是Y组数据，每次都不回零点。分析原因，虽然盘车架两边钢绳的作用力相同，但是定滑轮的安装高度不是绝对相等的，结果导致两边钢绳作用角θ1≠θ2，从而导致合力不在垂直方向（图3）。

由于合力的作用力始终在+Y到-Y这个面上，其水平分力使镜板往+Y或者-Y 产生一定偏移，所以Y组数据和X组相差很大且不能回零。在偏移过程中，橡胶垫压缩量随机组重心的变化而变化，从而使推力瓦面水平在盘车中发生变化，导致盘车数据失真。

方法二，既然是橡胶垫的原因，安装单位试着用等厚的钢板代替橡胶垫进行盘车，查阅相关资料[1]，钢板与推力瓦相互刚性接触并且钢垫本身不平整使盘车中推力瓦产生振动，从而两组盘车数据紊乱，无规律可循。

方法三，用所有的上导瓦抱紧主轴，在放开所有外力下读取盘车数据，结果两组盘车数据能画出相似的正弦曲线，经分析存在差别的原因在于盘车中钢绳的影响（图3）。

但是松开上导瓦顶转子给推力瓦加润滑油重新盘车，发现盘车数据变化很大，最高点处都变化。分析后认为是松开上导瓦顶转子后，镜板发生了位移。

盘车架

发电机主轴

定滑轮

θ 1

θ 2

F

F

图2 盘车装置

图3 盘车中的受力分析 图4 镜板偏移后受力分析

4.3盘车数据失真原因分析

以上盘车方法都存在着相似的问题： 1）都没有注意到橡胶垫对外力的敏感，在外力作用下甚至水平发生位移都使机组重心偏移，使橡胶垫发生收缩变化造成推力瓦面水平改变，从而造成盘车数据失真。

镜板偏移后（图4），以重心点为支点进行受力定量分析，F1×L1＝F2×L2 ，同时F1＋F1＝G ，由于L1 ＞L2,可以得到F1＜F2, 可以看出而这种位移造成了橡胶垫受力变化，导致一些橡胶垫的收缩量变化，从而推力瓦面水平发生变化，盘车数据也跟着变化。

2）经过对推力轴承的结构分析，弹性垫推力轴承没有可调性，可以认为弹性橡胶垫受力均匀和推力轴承底座的水平也是盘车成功与否的关键之一，在盘车过程中各方面受力均匀下推力瓦面水平度应该保持不变。

认识到这两点后，安装单位摸索出了一套可行的安装与盘车方法。

5. 弹性橡胶垫推力轴承的盘车

5.1 安装时调整推力瓦面水平，使受力均匀

1）为了在盘车中各推力瓦受力均匀，安装推力轴承时对上机架以及抗重板的水平要求很高，吊装上机架到定子基座后，由于橡胶垫推力轴承基本没有高程调节能力，要仔细检查、调整上机架的中心位置和高程，使抗重板高程≤0.15mm ，机架水平度≤0.10mm/m ，抗重板表面的水平度误差应小于≤0.05mm/m ，两者优先保证抗重板表面水平度，必要时可在上机架与定子机座之间加垫片来进行调整。

2）注意选配橡胶垫，使其厚度差在0.05mm 以内，在橡胶垫和推力瓦搭配后在平板上测量，厚度差大于0.03mm 的进行刮削瓦面。

3）待安装上镜板后，根据镜板水平度误差的方向和大小和与镜板之间间隙的大小，对偏高的推力瓦用处理瓦背的办法修整；这样反复调整和检查，直到各个推力瓦均与镜

θ = 1θ 2θ < 1θ 2

F

F

F

F

θ 1θ 1

θ 2

θ 2