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清蓄電站水導(dǎo)軸瓦間隙增大原因分析及處理

文檔作者：甄培江，周玉權(quán)，楊偉坡文檔來源：清遠(yuǎn)蓄能發(fā)電有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月02日
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第41卷第4期
2018年4月
水電站機(jī)電技術(shù)
MeehanicM＆ElectrieM Technique of Hydropower Station
V01．41 No．4
Apr·2018 45
清蓄電站水導(dǎo)軸瓦間隙增大原因分析及處理
甄培江，周玉權(quán)，楊偉坡
(清遠(yuǎn)蓄能發(fā)電有限公司，廣東清遠(yuǎn)511853)
摘要：為改善清蓄電站機(jī)組振擺情況，提高蓄能機(jī)組的性能和指標(biāo)，文章從理論分析、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)安裝等方面
對(duì)水導(dǎo)軸瓦間隙增大原因進(jìn)行分析，論述了安裝調(diào)整和螺栓止動(dòng)的措施實(shí)施過程，解決了水導(dǎo)軸瓦間隙增大問題，
并對(duì)此提出一些建議和思考。
關(guān)鍵詞：蓄能機(jī)組；水導(dǎo)軸瓦；間隙增大
中圖分類號(hào)：TK730．3。22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672—5387(2018)04-0045—04
DOI：10．13599／j．enki．11-5130．2018．04．012
1前言
清遠(yuǎn)抽水蓄能電站(以下簡稱“清蓄”)機(jī)組為立軸
單級(jí)混流可逆半傘式結(jié)構(gòu)，設(shè)有上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、
水導(dǎo)軸承，單機(jī)容量320MW，額定轉(zhuǎn)速428．6r／min。導(dǎo)
軸瓦分為上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)，均采用支柱式抗重螺栓
分塊軸承瓦，具有結(jié)構(gòu)簡單、平面布置緊湊，剛性、自
調(diào)節(jié)功能均好的特點(diǎn)。
清蓄機(jī)組運(yùn)行中多次出現(xiàn)導(dǎo)軸承擺度報(bào)警，其
中有兩次導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)。機(jī)組檢修消缺中實(shí)測(cè)導(dǎo)軸
承軸瓦間隙，上導(dǎo)與下導(dǎo)軸瓦間隙變化不大，而水導(dǎo)
軸瓦間隙明顯增大。其中1號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸瓦間隙增
幅最高達(dá)46．6％，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表1；2號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸
瓦間隙增幅最高達(dá)34．5％，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表2；水導(dǎo)軸
瓦間隙的增大導(dǎo)致機(jī)組振擺情況惡化，嚴(yán)重影響機(jī)
組運(yùn)行性能和指標(biāo)。因此有必要從理論分析、結(jié)構(gòu)特
點(diǎn)、設(shè)計(jì)安裝等方面進(jìn)行深入剖析，確定主要原因并
制定實(shí)施處理措施。鑒于4臺(tái)機(jī)組水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)與
參數(shù)相同，為方便闡述，以l號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸承為例進(jìn)
行分析。
表1 1號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸承間隙實(shí)測(cè)表
編號(hào)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
實(shí)測(cè)0．37 o．39 0．41 0．41 0．39 0．36 O．36 O．38 0．42 0．44 O．37 0．32
總間隙1．7 2～8 3～9 4～10 5一11 6～12
0．73 0．77 0．83 0．85 O．76 O．68
增幅25．8％ 32．8％43．1％46．6％ 31．O％ 17．2％
備注：1號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸承間隙設(shè)計(jì)安裝值為0．58±0．03mm
表2 2號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸承間隙實(shí)測(cè)表
編號(hào)l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
實(shí)測(cè)O．36 O．35 0．33 0．31 0．34 0．41 OAI o．40 0．37 0．36 0．33 0．37
l～7 2～8 3—9 4～10 5—1l 6一12
總間隙
0．77 0．75 0．70 0．77 0．67 0．78
增幅32．7％ 29．3％ 20．7％ 32．7％ 15．6％ 34．5％
備注：2號(hào)機(jī)組水導(dǎo)軸承間隙設(shè)計(jì)安裝值為0．58±0．03mm
2原因分析
2．1原因綜述
眾所周知，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)所反映動(dòng)態(tài)軸線形
狀與其靜態(tài)形狀是不可能一致的。按靜態(tài)軸線調(diào)正
導(dǎo)軸瓦間隙時(shí)的軸承并不處于最佳狀態(tài)，一般都要
求在試運(yùn)行后，按需要根據(jù)動(dòng)態(tài)軸線重新進(jìn)行軸瓦
間隙調(diào)整，從而更有效的保證軸承受力均勻、軸系運(yùn)
轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由于機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)已基本消除了機(jī)械不
平衡，軸瓦間隙增大就成為軸系引發(fā)弓狀回旋形態(tài)
的主要因素，其明顯的后果是軸系振擺加劇。軸瓦間
隙經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后非正常增大的現(xiàn)象是必須避
免的，本文將從軸承結(jié)構(gòu)和安裝調(diào)整方法兩個(gè)方面
分析并尋求解決方法。
2．2結(jié)構(gòu)分析
水導(dǎo)軸承的主要作用是承受機(jī)組徑向力，如徑
向水推力、機(jī)械不平衡力、電磁不平衡力等，進(jìn)而限
收稿日期：2018—02—02
作者簡介：甄培江(1984-)，男，工程師，從事水電站機(jī)械專業(yè)
工作。
萬方數(shù)據(jù)
水電站機(jī)電技術(shù)第41卷
制、約束機(jī)組的徑向擺動(dòng)，保證機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
清蓄水導(dǎo)軸承主要有軸瓦、嵌入塊、軸瓦支撐板、調(diào)
整螺栓、調(diào)整螺母、墊塊、止動(dòng)墊片等組成，采用分塊
扇形瓦結(jié)構(gòu)，均布12塊。軸瓦采用巴氏合金(錫基)，
瓦面材料ZChSnSbl 1-6。水導(dǎo)調(diào)整螺柱前端與嵌入
塊接觸面為球面體，可形成輕微動(dòng)轉(zhuǎn)的支點(diǎn)，使軸瓦
在運(yùn)行中與軸領(lǐng)之間形成楔形，從而效果性地產(chǎn)生
油膜反力(見圖1)。
水導(dǎo)軸承M100×3—69調(diào)整螺栓采用40Cr調(diào)
質(zhì)硬度269～331HB，確保與M72螺母和套筒的硬
度差30～50 HB，而其SR300球面則經(jīng)過淬火處理
(深度15～20 mm)硬度為HRC50～54；設(shè)計(jì)要求嵌
入塊采用40Cr，其中82區(qū)域表面淬火15。2．0mm深，
硬度達(dá)到HRC48—52HB(見圖2)。調(diào)整螺柱的螺紋
分為M100和M72節(jié)距不同的兩段，調(diào)整螺柱座面
設(shè)有止動(dòng)墊片，此結(jié)構(gòu)能夠起雙螺母效果，固定牢實(shí)
且能同時(shí)止動(dòng)。但實(shí)際上由于：①螺柱與螺母的絲牙
是有間隙的。②螺孔與端面可能不完全垂直，致使螺
牙間受力不均勻。這樣就存在機(jī)組運(yùn)行時(shí)鎖緊螺母
有松動(dòng)的可能。因而鎖定螺母是否松動(dòng)，調(diào)整螺柱球
面是否磨損是檢修時(shí)的一個(gè)重要檢查項(xiàng)。
機(jī)組消缺檢查中未發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)調(diào)整螺柱球面有明
顯磨損痕跡，鎖定螺母無松動(dòng)．
圖1水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)圖
圖!水導(dǎo)調(diào)整螺栓
2．3設(shè)計(jì)安裝分析
水導(dǎo)軸承軸瓦安裝調(diào)整嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)
行，在完成機(jī)組軸線定位和水導(dǎo)軸承座定位后，檢查
清洗水導(dǎo)瓦，瓦面設(shè)有海綿和白布保護(hù)，水導(dǎo)瓦就位
后開始軸瓦調(diào)整。用千斤頂從+Y、+X、一Y、一x 4個(gè)
方向頂住軸瓦，使軸瓦緊貼大軸，作業(yè)過程中架設(shè)百
分表監(jiān)視大軸位移。用塞尺測(cè)量軸瓦與軸面的間隙
為0 mm，調(diào)整軸瓦的調(diào)整螺栓，控制調(diào)整螺栓與嵌
入塊問的間隙至設(shè)計(jì)值，間隙用塞尺檢查。緊固鎖定
調(diào)整螺栓，復(fù)測(cè)調(diào)整螺栓與嵌入塊的間隙無變化，拆
除楔子板，百分表讀數(shù)無變化。同樣的方法完成其余
軸瓦的調(diào)整與固定。全部完成后復(fù)測(cè)軸瓦間隙，要求
軸瓦間隙分配偏差為±0．02 m／n，最后按要求焊接螺
母止動(dòng)塊。
檢查機(jī)組水導(dǎo)軸承時(shí)發(fā)現(xiàn)墊塊的c5倒角有與
調(diào)整螺桿螺牙擠壓的痕跡，而且在螺栓打緊過程中
也發(fā)現(xiàn)調(diào)整螺栓跟隨鎖定螺母一起旋轉(zhuǎn)，這說明由
于C5倒角偏小限制了調(diào)整螺栓的行程，使得M72
鎖緊螺母未能起到鎖緊調(diào)整螺栓的作用。該結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)加工缺陷應(yīng)制定改進(jìn)措施加以解決。
為進(jìn)一步確定C5倒角偏小與調(diào)整螺栓鎖緊失
效的關(guān)系，下面就其受力情況進(jìn)行分析，見下頁圖3。
正常情況下，鎖定螺母打緊后產(chǎn)生的巨大拉力F間
接作用在調(diào)整螺栓上，F(xiàn)等于n。但實(shí)際情況中由
于C5倒角偏小，限制了調(diào)整螺栓的行程，墊塊與調(diào)
整螺栓R8過渡段接觸，鎖定螺母產(chǎn)生的拉力，一
部分作用在調(diào)整螺栓與墊塊間，使得FI

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