发电机轴承安装常见缺陷浅析与处理

何骞

【摘 要】在上汽引进型300MW、600MW机组发电机轴承常见轴瓦瓦枕紧固螺栓松动现象，使机组在运行过程中，轴承振动大，以及轴瓦乌金发生磨损，乌金熔化现象。这些问题的出现除装配工艺原因以外，这些事故的发生大都与轴承的制造及安装工艺相关。而在瓦枕的复位过程中，由于没有定位基准，瓦枕较难安装到出厂时的初始位置，而使球形接触面差异较大，转子在轴承中的洼窝中心也会产生变化。下面介绍如何完成瓦枕松動后的复位，瓦枕定位基准的设置，以及安装工艺。

【关键词】轴承;支承套;瓦枕;绝缘垫片;安装复位

一、引言

某厂300MW国产引进型汽轮机组在大修后投运发现发电机前轴承瓦温偏高，最高达102℃，解体检查后发现轴瓦乌金发生磨损，单侧乌金熔化，轴瓦瓦枕紧固螺栓松动。又如某厂600MW国产引进型机组在投运过程中发电机前轴承振动出现波动，最高达0.09mm，解体后发现轴瓦瓦枕紧固螺栓松动。在上汽引进型300MW、600MW机组发电机轴承常见轴瓦瓦枕紧固螺栓松动现象，使机组在运行过程中，轴承振动大，以及轴瓦乌金发生磨损，乌金熔化现象。这些问题的出现除装配工艺原因以外，大都是因为轴瓦瓦枕与轴承球面接触面的配合问题引起的。

二、故障分析

由于发电机的轴承座与轴瓦的绝缘电阻要大于1MΩ，所以支承套上两块瓦枕与支承套之间按装了绝缘垫片以及调整垫片，它们之间又用带绝缘垫片与绝缘套管的螺栓相联接。但由于考虑绝缘而没有设计定位销钉，在机组运行一段时间之后，由于绝缘垫片的支承刚度、轴承的振动变化以及球面接触面不均匀使瓦枕产生位移，瓦枕联接螺栓产生松动从而使机组振动加大。而在复位过程中，由于没有定位销，瓦枕会产生一定程度的旋转，上下左右位移，而使球形接触面差异较大，转子在轴承中的洼窝中心相应也会产生变化。这样机组在运行中必然会影响到瓦振值，情况严重时就会发生跳机等恶性事故。

三、解决方案

针对因瓦枕垫块紧固螺栓在运行一段时间后松动，在复位过程中，瓦枕会产生一定程度的旋转，上下左右位移，而使球形接触面差异较大，增加了工作量，为解决这一问题，提出了以下解决方案：

1、尽可能的把瓦枕安装到准确位置。

2、瓦枕连接螺栓绝缘套管做类似销钉结构，对瓦枕起到一定的定位作用，防止瓦枕的位移，也为今后的检修工作设置了定位基准，减少今后出现类似问题检修工作的工作量。但在承力状态下，可能对套管产生剪切。

3、瓦枕靠垂直转子中心一侧作绝缘承力面，可以减少因此方向产生的位移而对套管产生剪切。

四、检修工艺

发电机轴承分三个部分：（1）轴瓦，内表面为乌金，外表面为球形瓦;（2）支承套，内径为二块延垂直方向向二侧各45°角的与球形瓦配合的瓦枕，外径为与瓦枕相对应位置有二块凸起的圆柱形支承套;（3）轴承座即发电机端盖。

在解体过程中须先测量轴承紧力（间隙）、轴承顶部油隙、四角侧隙、转子扬度、转子洼窝中心。然后用抬轴架抬起转子，吊出下瓦，这时就可对瓦枕是否松动进行检查。将表架吸在支承套上，百分表指在瓦枕侧面，用手轻击瓦枕左右两侧，百分表出现明显数值变化的，则表明瓦枕发生松动现象。当瓦枕发生松动或转子洼窝偏差较大时，就须对瓦枕进行重新复位。下面具体介绍瓦枕松动的复位及改进过程。

1、支承套瓦枕块的解体：

（1）吊出支承套后，支承套采用侧卧式设置支承套两端与底部用较厚的枕木垫高，瓦枕块下取用合适厚度的木板垫实;

（2）支承套、瓦枕块、绝缘垫片做好印记;

（3）拉出瓦枕联接螺栓外的闷盖;

（4）拆除瓦枕联接螺栓，螺栓绝缘垫片与绝缘套管清洗干净，并进行烘干处理;

（5）取下瓦枕块、绝缘垫片、调整垫片（做好印记、方向、位置等）;

（6）清理垫片及各接触面（四角光滑、无毛刺、接触面平整）;

（7）绝缘垫片做烘干处理;

2、制作调整垫片：

对洼窝差异较大的可根据修前测得的洼窝数据行进调整垫片的加减。如用百分表则测得的洼窝数据：

左右偏差为

上下偏差为 c-

出线侧（以下简称A排）为a、锅炉侧（以下简称F排）为b、底部为c

（以下公式只适用于沿垂直方向向两侧45°垫铁支承轴承）

当为正数时，A排瓦枕下侧增（减）垫片厚度（得出数值正为加，负为减）

当为负数时，F排瓦枕下侧增（减）垫片厚度（得出数值正为加，负为减）

当为正数时，F排瓦枕下侧增（减）垫片厚度（得出数值正为加，负为减）

当为负数时，A排瓦枕下侧增（减）垫片厚度（得出数值正为加，负为减）

注：当使用接杆式内径千分尺测量时，则所得数值则A排与F排交换。

根据计算出来的数值增（减）垫片时可适量的多增或少减些垫片。如需加0.43mm垫片的可加0.45mm，需减0.17mm垫片的可减0.15mm，这样可以给修刮球面时留出些加工余量。

3、支承套及瓦枕的装复：

装复前应对轴承支承套、瓦枕、调整垫片、绝缘垫片进行检查清理，并对好印记。调整垫片外型应稍小于绝缘垫片，垫片上螺栓联接孔，进油孔等位置正确，孔与螺栓套管的配合适度。检查完后即可进行组装，并随手预紧螺栓。瓦枕后续工作的工作量大小，取决于瓦枕是否能尽量装配到理想位置，这就要对瓦枕位置进行初步借正。首先把轴瓦翻转，把轴瓦中分水平面朝下，平面下垫好木板、橡皮，把已装好的瓦枕的支承套也翻转，按原支承状态位置倒扣在轴瓦球面上，用0.03mm塞尺对球面接触面进行检查，根据塞尺塞年的状态，用铜棒轻击瓦枕块侧面来进行调整球面接触情况，同时注意支承套一侧端面;瓦枕一侧端面与轴瓦一侧端面的平行度，尽量使这三个面保持平行。当调整到这三个面基本平行的状态下，球面接触间隙尽量小的状态时，即可正式上紧瓦枕联接螺栓。螺栓上紧后，再对球面接触面进行复查确认，之后即可进入改进步骤。先拆下一颗瓦枕联接螺栓，根据支承套上装绝缘套管处孔径尺寸，并在此位置，打深入到瓦枕8-10mm的孔，加工相应配合直径与长度的绝缘套管当销钉，装入支承套内，上紧联接螺栓。对角一颗螺栓也做同样处理。瓦枕靠垂直转子中心一侧作绝缘承力面，可用绝缘垫片修刮配合装入，需有一些紧力。垫片长度与瓦枕侧宽度等长，高度须低于瓦枕厚度，并用沉头螺栓固定在瓦枕上。之后再次复查转子洼窝中心，必要时再次调整瓦枕下垫片，最后检查瓦枕与支承套之间的绝缘是否达标，如有问题须仔细检查，找出问题原因。绝缘达标后，装上螺栓外的闷盖，防止垃圾进入。

4、对各支承面进行红粉印痕检查修刮：

首先是支承套外圆柱支承面与轴承座的配合状况的检查，在与支承套支承面相对应的轴承座洼窝内涂上一层薄薄的红粉，按装配位置吊入支承套，用铜棒轻击支承套水平端面，使之在洼窝内往复移动2-3次，每次移动量为10-20mm，然后吊出支承套，检查红粉印痕，并修刮支承套上支承面至符合标准（红粉接触面积大于80%），工作结束清理干净后，放正支承套位置，并上紧防转垫铁。

接着是对轴承支承球面的检查，要求使用重载情况下进行，就是指在研磨红粉印痕时转子须对轴瓦有一定的重力的状态下进行红粉研磨，一般在转子落在轴承上以后用抬轴架微微顶起转子约0.05-0.10 mm，用链条葫芦拉动轴瓦在洼窝内往复移动。可根据葫芦轻重来调整转子高低，使转子对轴瓦有一定的载重力。研磨好后将转子抬高取出轴瓦，检查瓦枕上的红粉印痕，并用刮刀修刮硬痕部分表面，如此反复进行。在这一步骤过程中，要经常用塞尺检查球面接触面情况以及四角侧隙情况，根据测量数据分析重点修刮位置，防止刮偏斜。最后根据接触面的红粉分布情况确定球面的接触是否合格。

最后检查轉子与乌金接触面状况。研磨红粉印痕前先注意检查并调整使轴瓦放正，四角侧隙均匀。再研磨乌金的红粉印痕。乌金修刮过程应先修刮接触面同时照顾接触角，最后再修刮侧间隙，乌金沿轴颈长度方向均匀接触。接触角为65°± 5°。接着对顶轴油油囊按标准进行研刮。

5、轴承的最后装复：

对于轴承的各部件，组装前应逐项逐件进行检查，各部件上应无毛边、棱角、翻边、突起等现象，在吊装轴承的部件时需用压缩空气吹清，然后用湿面粉粘去微粒垃圾，最后用白布检查无脏污痕迹，并特别注意死角的清理。轴瓦组装时位置必须放准，尤其是轴瓦的水平位置，防止由于轴瓦接处面积的减小，引起的合金融化事故。轴承装配结束应做抬轴试验，检查各轴瓦能否将转子顶起，如发现某轴瓦用顶轴油压顶不起转子时，应查找原因并将其消除。

五、结束语

通过在检修中分析发现轴瓦设计安装中存在的缺陷，重新制定了该类型轴瓦的检修工艺，相应的改进了轴瓦瓦枕球面的承力、紧固结构，机组在投入运行后发电机轴承振动明显降低、瓦温在标准范围内，问题基本解决。以此为借鉴，今后在检修中必须严格执行质量标准和工艺要求，防止出现轴瓦损坏及振动事故。

参考文献：

[1]王殿武《 汽轮机设备检修》中国电力出版社 2005年2月第一版

[2]赵鸿逵 舒广奇《动力设备检修技能训练》中国电力出版社 2007年3月第一版

（作者单位：上海电力股份有限公司吴泾热电厂）