富春江富士水電設(shè)音有限公司是由曰本國(guó)富士電機(jī)株式會(huì)社與富春江水電設(shè)音總廠共同出資組建的生產(chǎn)中、大型水輪發(fā)電機(jī)組的一家合資企業(yè)。富士電機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)不僅繼承了西門子先進(jìn)的發(fā)電機(jī)技術(shù)同時(shí)總結(jié)積累了自己幾十年發(fā)展的豐富經(jīng)驗(yàn)形成了具有富士電機(jī)特色的先進(jìn)的水輪發(fā)電機(jī)制造技術(shù),尤其是燈泡貫流式機(jī)組的制造技術(shù)。推力軸承是水輪發(fā)電機(jī)最為關(guān)鍵的重要部件之一,它對(duì)機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性以及安裝維護(hù)的方便性至關(guān)重要,而推力軸承支撐結(jié)構(gòu)的好壞又直接影響到推力軸承的性能。據(jù)報(bào)道前蘇聯(lián)在1956~1975年的二十年間大約發(fā)生了550起推力軸承事故其中約300起事故導(dǎo)致機(jī)組緊急停車。國(guó)內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行實(shí)踐表明大型水輪發(fā)電機(jī)因推力軸承造成的事故占機(jī)組機(jī)械總事故的55~ 70w.因此,針對(duì)如何提高大型水輪發(fā)電機(jī)推力軸承的可靠性,國(guó)內(nèi)外同行都不約而同投入了大量人力、物力進(jìn)行推力軸承的開(kāi)發(fā)研究。
2富士電機(jī)推力軸承的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)原則富士電機(jī)推力軸承的設(shè)計(jì)理念和原則是安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。
通過(guò)對(duì)比富士電機(jī)、以及cge、西門子、abb、al-sthom方發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)同行業(yè)及前蘇聯(lián)在推力軸承方面的設(shè)計(jì)理念和原則,不難發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)前后兩種觀點(diǎn)。首先從軸承允許的平均軸承面壓上看,大部分西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的是低面壓,而國(guó)內(nèi)和前蘇聯(lián)采用的都是一個(gè)比較高的面壓。如富士型推力軸承允許的軸承面壓為2.5 ~3.6mpa,而且針對(duì)不同的機(jī)型支柱彈性油箱加托盤支撐1.推力瓦2.托盤3.支柱4.彈性油箱彈性油箱支撐1.推力瓦2.彈性油箱支撐剛性支撐01,推力瓦2.托盤3.支柱4.支柱座tonicf平衡梁支撐1.推力瓦2.托盤3.支柱4.平衡梁5.平衡梁支柱有不同的選擇范圈燈泡貫流式、沖擊式、混流式和卡普蘭式水輪發(fā)電機(jī)等選擇范圍均不相同x而國(guó)內(nèi)和前蘇聯(lián)推力軸承允許的軸承面壓為4.0更高。之所以出現(xiàn)這幺大的差,主要是支撐方式和考慮點(diǎn)不同。西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的是面支撐和局部面支鎮(zhèn)如彈簧簇支撐、彈性圓盤、單波紋彈性油箱等)同時(shí)為用戶著想釉承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,現(xiàn)場(chǎng)不調(diào)受力和刮瓦。而國(guó)內(nèi)和前蘇聯(lián)曾經(jīng)普遍采用單點(diǎn)支撐靠球頭支柱螺絲支撐瓦后來(lái)發(fā)展帶托盤的多波紋彈性油箱、平衡塊和雙托盤平衡梁等。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜觀場(chǎng)需調(diào)受力及刮瓦,安裝檢修不夠方見(jiàn)8x單點(diǎn)支撐不允許瓦做得過(guò)大,否則極易造成瓦的機(jī)械變形再和熱變形加而導(dǎo)致燒瓦,同時(shí)為了降低制造難度、制造成本以及便于運(yùn)輸也將軸承設(shè)計(jì)得比較小這樣自然只有提高瓦的平均面壓。
我們知道最小油膜厚度!min!/ltpp為瓦的平均面壓,在相同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速等情況下提高面壓意味著最小油膜厚度減小,最小油膜厚度的減小導(dǎo)致抗突變能力低同時(shí)國(guó)內(nèi)及前蘇聯(lián)制造的瓦一般需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)受力和刮瓦。極易因人為因素造成瓦與瓦的受力不均,使軸承達(dá)不到設(shè)計(jì)要求再加上熱變形、機(jī)械變形甚至電腐蝕導(dǎo)致油膜破壞發(fā)生燒瓦。根據(jù)本人對(duì)富士電機(jī)制造的大型機(jī)組推力軸承的核算以及對(duì)cge制造的大型機(jī)組推力軸承進(jìn)行的模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),在這幺低面壓(即14mpa)的情況下,最小油膜厚度均能達(dá)到0.055mm以上,大大高于允許的最小油膜厚度決定因素加上有良好的支撐結(jié)構(gòu)和達(dá)到設(shè)計(jì)要求的制造工藝,使得采用低面壓制造的大型巴氏合金瓦軸承能長(zhǎng)久、安全的穩(wěn)定運(yùn)行而國(guó)內(nèi)和前蘇聯(lián)制造的大型推力軸承燒瓦事故卻屢見(jiàn)不鮮,就是采用塑料瓦也出現(xiàn)過(guò)燒瓦事故。請(qǐng)見(jiàn)下面典型的軸承燒瓦事故統(tǒng)計(jì)黃劍奎2000-










