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巨型水輪發(fā)電機(jī)塑料瓦推力軸承研究

文檔作者：武中德張宏吳軍令劉平安文檔來(lái)源： 1．水力發(fā)電設(shè)備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2．哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年02月16日
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2015年1月
第4O卷第l期
潤(rùn)滑與密封
LUBRICATION ENGINEERING
Jan．2015
Vo1．40 No．1
DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．01．023
巨型水輪發(fā)電機(jī)塑料瓦推力軸承研究
武中德 張宏 吳軍令 劉平安
(1．水力發(fā)電設(shè)備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黑龍江哈爾濱150040；
2．哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 黑龍江哈爾濱150040)
摘要：分析1 000 MW水輪發(fā)電機(jī)小支柱雙層塑料瓦推力軸承的熱彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑性能，并對(duì)推力軸承性能的計(jì)
算結(jié)果和測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果表明，計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)的結(jié)果吻合。小支柱雙層塑料瓦可有效地控制瓦的熱
彈變形，提高推力軸承性能。在780 MW溪洛渡機(jī)組上的應(yīng)用表明，塑料瓦推力軸承可用于巨型水輪發(fā)電機(jī)組。
關(guān)鍵詞：塑料瓦；熱彈流；潤(rùn)滑推力軸承；巨型機(jī)組
中圖分類號(hào)：TH133．3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：0254—0150 (20t5) 1—106—4
Study of Thrust Bearing with Teflon Layer for Large Hydro-generators
Wu Zhongde Zhang Hong Wu Junling Liu Ping’an
(1．State Key Laboratory of Hydro-power Equipment，Harbin Heilongjiang 150040，China；
2．Harbin Electric Machinery Company Limited，Harbin Heilongjiang 150040，China)
Abstract：The thermo—elastic-hydrodynamic lubrication performances of thrust bearing with pins and double layer system
and Teflon layer for 1 000 MW hydro-generator were analyzed．The calculated results were compared with the measured
ones in real operation．The result shows that calculated results are coincident with the experimental measurement results，
the pins and double layer system and Teflon layer has the advantage to control the thermal and elastic deform ation of the
pad，and to improve the perform ance of thrust beating．The application on 780 MW Xiluodu unit proves that thru st bearing
with Teflon layer is av~iilable for large hydro—generator．
Keywords：Teflon-layer；thermo-elastic-hydrodynamic clubrication；thrust beating；study；large hydro-generator
彈性金屬塑料瓦推力軸承于1989年研制成功，
歷經(jīng)彈性金屬塑料瓦推力軸承的熱彈流分析技術(shù)的發(fā)
展、真機(jī)全尺寸模擬試驗(yàn)驗(yàn)證， 目前，塑料瓦推力軸
承在大中型水輪發(fā)電機(jī)組中獲得廣泛應(yīng)用。
大型推力軸承的熱彈流分析中的推力瓦和鏡板推
力頭的熱、彈變形分析一般采用結(jié)構(gòu)分析軟件(An—
sys、Adina等)。真機(jī)全尺寸模擬試驗(yàn)驗(yàn)證則是通過(guò)
3 MN推力軸承試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行。
目前，巨型水輪發(fā)電機(jī)組(700 MW及以上)普
遍采用巴氏合金瓦推力軸承。在拉西瓦、溪洛渡等巨
型水輪發(fā)電機(jī)組上應(yīng)用塑料瓦也進(jìn)行過(guò)可行性論證。
國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“1 000 Mw水力發(fā)電機(jī)組研
究” 的7個(gè)課題之一“1 000 MW 水電機(jī)組推力軸承
研究”，將巨型機(jī)組應(yīng)用塑料瓦推力軸承作為主要研
究?jī)?nèi)容之一。
{基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2007BAA05B04 )．
收稿日期：2014—04—20
作者簡(jiǎn)介：武中德(1966一)，男，高級(jí)工程師，主要從事大型
發(fā)電機(jī)軸承技術(shù)研究．E—mail：zdwu0105@163．tom．
1 推力軸承性能的計(jì)算
1．1 推力軸承結(jié)構(gòu)
支撐結(jié)構(gòu)是推力軸承的重要組成部分，它在瓦間
負(fù)荷分配上有很大的影響。采用可調(diào)支柱螺絲支撐結(jié)
構(gòu)(見(jiàn)圖1)，支柱螺絲使瓦上的負(fù)荷可調(diào)，也就增
加了軸承座上支撐結(jié)構(gòu)的彈性。這樣可調(diào)的結(jié)果補(bǔ)償
了不同軸向載荷下負(fù)荷分布的差異。支柱螺絲的長(zhǎng)度
也保證了支柱和瓦之間的接觸區(qū)有相同的壓力分布，
這種支撐結(jié)構(gòu)保證了瓦的傾斜支點(diǎn)的最佳位置。通過(guò)
測(cè)量單瓦受力和調(diào)整支柱螺絲，實(shí)現(xiàn)各瓦受力均衡。
大型推力瓦必須控制瓦面的熱變形和彈性變形，
小支柱雙層瓦可有效地控制瓦的熱、彈變形。安裝在
推力瓦和托瓦之間的彈性小支柱是經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的。
小支柱可使托瓦的溫度遠(yuǎn)低于推力瓦的溫度，所以很
厚的托瓦幾乎沒(méi)有熱變形。盡管很薄的推力瓦有很大
的溫度梯度，但又厚、剛度又大的托瓦可使推力瓦保
持為平面。用補(bǔ)償推力瓦彈性變形，只保留推力瓦上
溫度梯度引起的熱變形的方法選擇小支柱的不同直
徑。進(jìn)一步優(yōu)化小支柱的彈性，還可補(bǔ)償鏡板的大部
分變形。小支柱的優(yōu)化不但要考慮到額定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷

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