王永亮
（哈尔滨电机厂有限责任公司）

　　摘　要：目前主流的水轮发电机组推力轴承结构有：弹簧油箱、锥形支撑、弹性托盘几种。其中安装难度较高的要数弹性托盘结构的推力轴承，由于结构方面的原因，该型轴承无法像弹性油箱结构的推力轴承那样，自行分配受力。也无法像锥形支撑的轴承结构那样，使用测量装置配合，在推力油槽外侧完成受力的调整，因此，我们对其受力调整的方法进行了简单的研究分析。
　　关键词：水轮发电机；推力轴承；弹性托盘；受力；千分表
　　0　引言
　　弹性托盘和支柱螺栓构成的推力轴承结构，其受力调整主要有三种方法：锤击法、千分表法和应变仪法。由于成本控制的原因，水电安装施工方一般都不配备应变仪和相应的应变电阻，这一安装调整方式，大多是专业制造厂家，在科研时使用。所以，目前Z常见的就是锤击法和千分表法。由于锤击法对操作者的依赖较强，需要有一定的经验。施工期间，操作者挥动8磅左右的大锤，逐个敲击扳手，旋紧托盘底部的支柱螺栓，要求每次的打击力度均匀一致。使用千分表，从距离推力瓦Z远处的轴颈部位观察，每次打击支柱螺栓，轴线需要有所摆动，但不能超过0.01mm。Z终，一周支柱螺栓锤击完毕，操作者认为：各支柱螺栓紧度相同；而每次锤击对轴线的影响也都在0.01mm以内；轴线的累积变化也不超标，即视为受力调整完毕，这是一个很精细的工作。

　　近年来由于从事该工作的操作者不断减少，轴承的结构也越来越紧凑，尤其是伞式和半伞式机组，推力轴承布置在转子下部，操作空间很有限。很多情况下人无法直立起来，难以挥动大锤来调整受力，都给受力调整造成了很大的困难。这时千分表法的实践意义就显得越来越重要。

　　1　试验前的准备工作
　　（1）研究对象介绍。我们的受力调整研究是以千分表法为基础，针对狭小空间的推力轴承结构来进行的。这种调整，不需要将推力瓦抽出，并在托盘上焊接测杆座，或者是布置应变片，轴承结构为本次研究对象，运行后8块推力瓦温偏差较大。Z高运行温度达到了79度，而Z低温度只有63度，显然推力瓦的受力并不均匀。

　　（2）调整期间存在的问题。该推力轴承结构，使用推力头下平面作为镜板面，并且推力头已经与转子连接。如果将推力头与镜板脱开，需要大范围拆机。传统方式：起落转子，将受力反复作用在镜板上，并同时测量弹性托盘的变形在这种情况下无法实施。每次顶起转子，都会使镜板与推力瓦脱开。没有镜板帮助推力瓦保持水平，由于重心的关系，推力瓦会向进油边方向倾斜。这就造成了一个问题：转子回落时，我们在推力瓦上测得的可能不仅是压缩量，还包含了推力瓦开始接触镜板，到受力期间产生的轴向旋转。（以支柱螺栓球面为圆心）。并且，每次起落转子时，无法保证镜板各方向均匀向上提起，回落的过程也是一样。部分推力瓦会先与镜板面接触。很难找到推力瓦完全与镜板接触，并开始受力的临界点，为测量造成了很大的难度。

　　2　测量方法
　　（1）在推力瓦外侧的起吊孔内安装测量杆，每次只测量一块推力瓦。（2）在距离推力瓦较远的轴颈处，+x，+y方向，径向布置千分表，用于检测轴系的摆动。（3）在镜板底部+x，+y方向，轴向布置千分表。用于检测每次起落转子时，镜板的复归情况。理论上，调整各推力瓦的受力，不应影响原镜板的水平，或对轴系产生影响。（4）顶起转子，直到被测推力瓦与镜板面之间出现间隙，通过操作顶起油泵泄压阀，使转子缓慢下落，并同时监测镜板与推力瓦的间隙变化，直到推力瓦与镜板刚刚紧密结合的临界点，锁紧泄压阀。（5）该项目中，顶起油泵压力在10mp左右即可顶起，直到推力瓦和镜板接触前，压力不下降。所以，转子回落的过程中，也可以使用这一特点，交叉验证，通过间隙监测所取的“推力瓦开始受力临界点”是否正确。需要注意的是：由于镜板回落的过程中并不均匀，有可能其他并未监测的推力瓦提前与镜板接触，并开始受力，也会造成油泵处压力表的压力回落。而此时被测的推力瓦与镜板尚有间隙，这种情况应以间隙为准。但这种情况不常发生。通过实践：通过间隙测得的“临界点”和通过检测压力表测得的“临界点”基本一致。（6）锁紧泄压阀后，开始将千分表座吸附在轴承内固定件上，如轴承油箱或座圈。千分表针打在测杆上。（7）快速泄压，让转子重量压在推力瓦上。（8）检查镜板下千分表归零情况，检查轴颈处千分表变化情况，检查制动器脱开情况。读取千分表读数，即为该块瓦的弹性托盘压缩量。

　　3　受力调整
　　根据运行温度，现场使用2、4、6、7四块瓦作为基准，将其他四块瓦向上不断顶紧。瓦温与测得的压缩量基本吻合，但其中也包含了测量误差和支柱螺栓的变形量等因素。并反复测量。完成次调整后，开机进行检查。

　　对推力瓦进行了进一步调整，使各瓦受力情况进一步改善，8块瓦的温差已经得到缩小。鉴于这种经验，并启动运行了机组。
　　通过两次的受力调整，已经使推力瓦温差由16度缩小到了11.5度。测得的压紧量仅相差10微米，所以，继续用这种方法调整已经没有意义了。现场针对Z高的2号推力瓦，和Z低的1、8号两块推力瓦，进行适当的锤击来进一步缩小温度差，Z终保证8块瓦的温差在10度以内。

　　4　数据分析
　　通过实践论证：在无法使用特制测量工具，测量推力瓦和托盘之间相对变形的情况下。（需要取出托盘，焊接螺母）直接测量单块推力瓦，在受压临界点时，一直到完全承受转子重量过程中的下沉量，也是调整推力瓦受力的一种可行方法。但由于测得的下沉量中包含了支柱螺钉、轴承座弹性变形以及部分测量误差。通过这种方法来调整的推力瓦温，温差仅能控制在10度以内。但在这种特殊的工况下，传统千分表法和应变仪法皆无法使用，无论从工作效率，还是调整精度上来说。该方法已经远远优于锤击法。

　　5　结语
　　在未来的研究中，我们将使用特制的杠杆型千分表，直接将特制测头伸入托盘下方，测量其变形量。并通过运行的数据来进行验证其可行性。使推力瓦受力调这项工作愈加简便，科学。Z终摆脱对操作者经验的依赖，适应标准化、程序化生产作业的要求。

　　作者简介：王永亮（1979-），男，黑龙江哈尔滨人，研究方向：汽发发电机安装。

来源：《山东工业技术》2016年17期