浅析混流式水电机组推力轴承瓦的研刮

钟厚德

（南宁产业投资有限责任公司，广西 南宁 530032）

1 高油压顶起转动部分盘车困难

机组设备安装具备盘车条件后，启动高压顶起液压系统装置，顶起转动部分使得镜板与推力轴承分离。当压力表显示额定工作压力8 MPa时，高压油泵仍继续工作溢油阀开始溢出油。此时用塞规检查推力轴承瓦面与镜板之间的间隙，每块瓦都进行测量但间隙只有0.02～0.03 mm，这与设计规定的间隙值0.10～0.12 mm的要求相去甚远。间隙过小，进入推力瓦面的油膜太薄，转动部分转动困难，盘车受阻。

2 原因分析

高压顶起液压系统在额定工作压力下抬不起转动部分，经初步分析，主要原因应是以下两方面：

2.1 高压顶起液压系统的压力不足

高压顶起装置，是直接安放在发电机定子基础高层上，高压油的输出直接进入环形储能管内，然后从环形储能管分供到各推力瓦内，通过推力瓦的压力油输出孔作用在镜板面上，从而顶起转动部分。

从高压顶起装置到进入环形储能管道的距离只有6～7 m，压力损失很少。在额定工作压力下，应是足够能抬起转动部分的。

2.2 推力轴承顶起时泄油过快产生的压力降

推力轴承泄油过快引起失压，推力轴承泄油过快与推力瓦面的研刮和油室的大小，有密切关系。见图1。

图1 推力轴承结构图

从粘性流体力学中可知，液体压力为P，作用在镜板平面上的面积为A，要托起机组的转动部分总重力为F（如图2所示），必须要满足下列条件：

P＞F/A

为了满足以上的条件，使镜板平面形成一定的承压面积，故此在研刮推力瓦时，在推力瓦面上研刮出一个相当面积的油室。

这瓦面上油室面积的大小，在压力P 一定时，面积A 决定其作用在镜面上作用力的大小。虽然油室面积的大小，与作用力密切相关，但在研刮推力轴瓦的油室时，也必须考虑轴瓦的承载能力，必须要以满足其承载能力为前提。推力瓦面结构见图3。

图3 推力瓦面结构图

如图3所示，在推力瓦面上研刮有一个Φ50 mm的压力油室，压力油室的作用，是运用了巴斯加原理。如图4所示。

图4 压力油室作用示意图

小活塞断面积为a 上加以力f，活塞下面产生的压力为P=f /a，此压力便作用于与液体相接触全部固体壁上。因此，大活塞的断面积A所承受的压力为

P=f /a=F/A

上式表明了这样一个原理，将较小的力f 放大为较大的F。推力轴瓦的瓦面上研刮出这样的一个相应面积的油室，运用这个原理，来顶起机组转动部分。

3 问题的解决

在不影响推力轴瓦的承载能力下，扩大推力轴承瓦的油室直径。

实施步骤：

（1）用高压顶向闸顶起机组的转动部分，抽出推力轴承瓦，扩大推力轴承瓦油室的直径；

（2）计算确定推力轴承瓦油室的直径。

利用公式A=Pmax/（ηm·P1）

式中，

Pmax为最大外部负荷；

P1为系统的最大工作压力MPa；

ηm为油泵的机械效率，查表油泵机械效率ηm=0.95；

n为推力轴承瓦个数，n=8。

已知

Pmax=990 152.8 N

P1=8 MPa

计算确定油室面积

A=Pmax/（ηm·P1）=990 152.8/（0.95×8×8）=162.9 cm2

把面积换算为直径

由面积公式A=πr2，得

r=（A/π）1/2=（162.9/3.14）1/2=7.2 cm。

为了有更足够的可靠性和安全性，避免再次出现第一次试顶的状况，保证能顺利实现设计预期的目的。所以，把计算出来的半径值取为r=7.5 cm，油室直径d=15 cm。

经过扩大推力轴承瓦油室直径，重新安放好再次调整符合规定要求后。再次启动高压顶起装置，这一次轻松地顶起了机组的转动部分，并且不用盘车工具，只轻轻一推，便滴溜溜的转动起来了，顺利地实现了盘车校摆工作。

4 结束语

在电站机组安装过程中，任何电站和各种不同类型的机组安装，常常会遇到各式各样意想不到的问题。以上通过对推力轴承瓦面的研刮，扩大油室的直径来解决问题，笔者相信不会是首例，更不会是唯一案例，只是各人解决的方法不同而已。

近年来，随着各种机械设备的自动化与机械化程度的不断提高，并向高尖端技术发展，液压技术的应用日益广泛，只有把理论基础知识与工作实际密切地结合起来，才能更好地实现各种技术目标，实现经济效益的最大化。

[1]左光壁.水轮机[M].北京:中国水利水电出版社,1995.