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1、大型軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)論文.freel，直徑等級(jí)在D1≤3m以及單機(jī)額定出力N=5MPa的壓縮空氣，膨脹抱住小軸密封面，起到密封作用?？諝鈬鷰е辉跈C(jī)組停機(jī)時(shí)使用，因此對(duì)軸的要求要低些。主軸密封是控制漏水量而不是絕對(duì)封水，為了確保密封的安全可靠，須對(duì)漏出的水作有效處理。因此在檢修密封位置之后，設(shè)計(jì)時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)部分設(shè)置甩水環(huán)，尾水罩上設(shè)集水管，甩水環(huán)將漏出的水封住并通過(guò)離心力作用甩入尾水罩內(nèi)，在重力作用下通過(guò)尾水罩上的采水管排出。通過(guò)采用以上措施，可以有效防止主軸密封漏水進(jìn)入水輪機(jī)導(dǎo)軸承。3.4增速器低水頭電站采不采用增速器，直接影響到電機(jī)的造價(jià)。如廣東陽(yáng)江雙捷電站1000km的位

2、移量，在軸向有0.5～3mm的位移量，從而可獲得補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩沖力矩波動(dòng)的性能。柱銷(xiāo)在傳遞力矩時(shí)會(huì)發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生附加的軸向推力，且其軸向位移量較大。為防止軸向竄動(dòng)對(duì)徑向瓦的影響，支撐附加的軸向推力，發(fā)電機(jī)的前軸承須采用止推徑向軸承結(jié)構(gòu)。3.5軸承及供油系統(tǒng)軸承的設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)機(jī)組載荷、速度的大小及方向來(lái)考慮。對(duì)軸伸貫水輪發(fā)電機(jī)而言，由于發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)有通過(guò)增速器、柱銷(xiāo)聯(lián)軸器聯(lián)接和剛性直聯(lián)兩種方式，相應(yīng)地軸承的布置也有所不同。3.5.1發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)通過(guò)行星齒輪增速器、柱銷(xiāo)聯(lián)軸器聯(lián)接該方式下，水機(jī)側(cè)設(shè)置2付徑向瓦以支撐水機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量，1付正、反推力瓦，以支撐正、反水推力；

3、發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置2付徑向瓦以支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量及單邊磁拉力?？紤]到柱銷(xiāo)聯(lián)軸器中的尼龍柱銷(xiāo)在傳遞力矩時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的變形，從而產(chǎn)生附加的軸向力，需在發(fā)電機(jī)側(cè)前徑向軸承中設(shè)置止推結(jié)構(gòu)。3.5.2發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)剛性直聯(lián)該方式下，水機(jī)側(cè)設(shè)置1付徑向瓦以支撐水機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量；發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置1付正、反推力瓦，以支撐正、反水推力，2付徑向瓦以支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量及單邊磁拉力。3.5.3潤(rùn)滑參數(shù)的確定由于軸伸貫流機(jī)組轉(zhuǎn)速較低、軸系較長(zhǎng)、負(fù)荷較大、軸系變形較大、軸頸周速較低(通常在3～5m/s)，軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)的困難在于油楔效應(yīng)差，油膜自身動(dòng)壓能力低。機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最小油膜厚度小，啟停機(jī)時(shí)油膜不易形成。按有

4、關(guān)資料介紹，軸頸周速小于10m/s，宜考慮采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承，即在啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60％以下時(shí)，投入靜壓油，而正常運(yùn)行時(shí)則依靠動(dòng)壓潤(rùn)滑。這樣須在供油系統(tǒng)中提供靜壓供油管路，從而使管路復(fù)雜，裝置的可靠性較差。為此在潤(rùn)滑計(jì)算時(shí)注意了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)潤(rùn)滑參數(shù)的影響，如適當(dāng)增大軸頸以增大軸頸周速，同時(shí)通過(guò)對(duì)軸承的一些基本參數(shù)如相對(duì)間隙Ψ、單位比壓P、周向偏心e、徑向偏心β、長(zhǎng)寬比1/b、填充系數(shù)k等的最佳匹配，采用合理的支撐結(jié)構(gòu)，在許多機(jī)型上取消了靜壓油減載裝置?，F(xiàn)在已基本掌握了同類(lèi)機(jī)型最小油膜厚度的計(jì)算值與實(shí)際值之間的關(guān)系。當(dāng)然，在有些機(jī)組的設(shè)計(jì)中，即使采取了必要的措施后，最小

5、油膜厚度的設(shè)計(jì)值仍達(dá)不到所需的安全倍數(shù)，則宜采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承。3.5.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)由于機(jī)組軸線長(zhǎng)達(dá)10余米，軸承自重較常規(guī)臥式機(jī)組重許多，導(dǎo)致安裝后軸承撓度較大，運(yùn)行時(shí)軸承位置較靜態(tài)時(shí)有顯著變化。因此，軸承支撐位置、載荷、軸承的PV值選擇及機(jī)組的封油、封水結(jié)構(gòu)等應(yīng)作為一個(gè)整體來(lái)重點(diǎn)統(tǒng)籌考慮。水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用具有球形支承面的外循環(huán)油潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。軸承由軸瓦和軸承體兩部分構(gòu)成，分半結(jié)構(gòu)。在軸承體外設(shè)有前后油盆，軸承體下部的球面，與軸承座的球面相互配合在一起。軸承座安裝在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)內(nèi)環(huán)的法蘭上。由于機(jī)組在不同的運(yùn)行工況下，其主軸的撓度及旋轉(zhuǎn)的偏心值不同，故該軸承在球面的作用下可以進(jìn)行自調(diào)

6、整，從而保證主軸軸頸與軸瓦的間隙，使機(jī)組運(yùn)行安全可靠。考慮到導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等在重力作用下的變形、安裝后軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)部分作用下要下沉，設(shè)計(jì)時(shí)將其安裝位置略微抬高，并可加墊片。同時(shí)將水輪機(jī)導(dǎo)軸承端蓋與轉(zhuǎn)軸的間隙在保證封水的情況下，作適當(dāng)?shù)姆糯筇幚?。軸瓦支座對(duì)其各工作面有較高的形位公差要求?？紤]到該結(jié)構(gòu)件主要承受擠壓力，材料的選用考慮其抗壓及吸振的能力。徑向軸瓦采用球面支撐方式，以適用于軸系撓度大的要求。在有些機(jī)組中，如上壩電站，還首次采用了厚薄瓦結(jié)構(gòu)，以方便加工和檢修。推力瓦塊與軸瓦支座間宜做到既能使瓦塊擺動(dòng)靈活，又要能限制其過(guò)度擺動(dòng)，為此應(yīng)注意推力瓦塊與軸瓦支座周向、徑向及背部間的配合關(guān)系并考慮較重

7、推力瓦塊自重對(duì)擺動(dòng)的影響。推力盤(pán)工作表面粗糙度不宜小于0.8μm，對(duì)其平面度垂直度等形位公差有較高要求。推力盤(pán)通常采用與軸通過(guò)鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)方式。鍵用于傳遞力矩，其大小宜按有關(guān)資料計(jì)算后選用，推力盤(pán)與軸宜采用小過(guò)盈的配合關(guān)系。3.5.5供油系統(tǒng)軸伸貫流機(jī)組的潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)一般采用外循環(huán)結(jié)構(gòu)，即發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)軸承共用一個(gè)供油系統(tǒng)，集中供油；采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承的供油系統(tǒng)中還設(shè)有一個(gè)靜壓油減載裝置，在開(kāi)停機(jī)過(guò)程中為軸承提供靜壓油。