在我國(guó)小水電站中采用臥式機(jī)組的電站較多，其軸承的冷卻方式不外乎油自冷和水冷兩種。由水冷卻的軸承，軸承溫度相對(duì)穩(wěn)定，而靠油自冷卻的軸承，受環(huán)境溫度的影響較大。當(dāng)盛夏酷暑期間，廠房環(huán)境溫度達(dá)到40℃時(shí)，輕則使軸溫升高，加速潤(rùn)滑油的劣化，縮短軸瓦壽命，重則使軸承過熱，燒壞軸瓦，因?yàn)楫?dāng)環(huán)境溫度達(dá)到40℃，可使軸承溫度在正常運(yùn)行情況下達(dá)到70℃左右。按照電站運(yùn)行規(guī)程，凡軸溫達(dá)到65℃時(shí)應(yīng)發(fā)出警告信號(hào)，達(dá)到70℃時(shí)，必須立即停機(jī)，否則將由事故繼電器執(zhí)行跳閘。為了保證機(jī)組因軸承過熱跳閘，多數(shù)電站通常采用排風(fēng)扇、外接油泵循環(huán)冷卻或被迫減少機(jī)組出力等辦法來防止軸承溫度升高，但仍有燒壞軸瓦的重大事故發(fā)生。
　　
　　1　軸承結(jié)構(gòu)和發(fā)熱原因
　　
　　一般采用三支點(diǎn)布置機(jī)組，其推力軸承由水冷卻，前后導(dǎo)軸承靠油自冷卻。導(dǎo)軸承為油環(huán)帶油式徑向軸承。其軸瓦分上下兩塊，下軸瓦水平安放在軸承座上，軸瓦底部設(shè)有軸承測(cè)溫孔，里邊插有一支WTZ-288型溫度表；上軸瓦兩端各有一個(gè)徑向缺口，兩個(gè)甩油環(huán)就從徑口處伸向外面，同時(shí)套著主軸和下軸瓦。軸瓦表面鍍有一層巴氏合金，軸承使用30號(hào)汽輪機(jī)油作為潤(rùn)滑劑，甩油環(huán)下半部分則泡在潤(rùn)滑油中。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)甩油環(huán)就跟著在主軸上滾動(dòng)，不斷將軸承座中的潤(rùn)滑油帶到主軸上和潤(rùn)滑冷卻軸承的摩擦面，此時(shí)摩擦面上的熱量基本被潤(rùn)滑油吸收。因甩油環(huán)的作用，潤(rùn)滑油中的熱量又基本被帶至軸承座空氣中自行冷卻，最后使軸承溫度穩(wěn)定在略高于環(huán)境溫度之中，其值一般不超過60℃。當(dāng)環(huán)境溫度升高后，軸承和潤(rùn)滑油的溫度跟著升高，加上機(jī)組工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱量，使得潤(rùn)滑油的溫度更加升高；當(dāng)油溫達(dá)到60℃以后，氧化速度加快，冷卻效果逐漸減小，繼而使摩擦面發(fā)熱量增加又使?jié)櫥蜏囟壬撸绱藧盒匝h(huán)，難以保證不發(fā)生過熱故障或事故，因此，降低軸承溫度的關(guān)鍵就是必須降低潤(rùn)滑油的溫度。
　　
　　2　降溫措施和應(yīng)用效果
　　
　　(1)冷卻方案和原理：
　　
　　如圖1所示為一個(gè)軸承降溫冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由進(jìn)、出水閥，工作閥、試驗(yàn)閥和進(jìn)、出水管、冷卻管、壓力表等元件組成。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，軸承熱量被潤(rùn)滑油吸收，因冷卻管直接安泡在潤(rùn)滑油中，故部分熱量被冷卻管優(yōu)先吸收和傳遞，通過流動(dòng)的冷卻水將熱量排放到尾水池；另一部分熱量則由甩油環(huán)的滾動(dòng)，散發(fā)在軸座內(nèi)的空氣中。因這兩種作用同時(shí)進(jìn)行，使軸承摩擦面產(chǎn)生的熱量基本被吸收排出，達(dá)到了冷卻軸承的目的。
　　
　　(2)確定主要參數(shù)和選擇元件：
　　
　?、偕崦娣e：散熱面積可根據(jù)軸承摩擦發(fā)熱量(即摩擦功率等于油潤(rùn)滑狀態(tài)下的摩擦系數(shù)、軸承載荷和軸頸處的線速度的連乘積)，所選材料的傳熱系數(shù)，油溫和水溫的溫差，可計(jì)算出散熱面積。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，得散熱面積為0.02m2；因軸座內(nèi)的空間有限，選紫銅管外徑為20mm，并彎成U形，其開口距離70～100mm，要求紫銅管泡在潤(rùn)滑油中的長(zhǎng)度不小于0.32m。
　　
　?、诠┧浚和ㄟ^紫銅管傳遞的熱量，被冷卻水帶走，所需供水量可通過冷卻水出口與進(jìn)口的溫差和需帶走的熱量、水的熱容量來進(jìn)行計(jì)算，可算出供水量為6.67×10-3m3/h，因供水量不大，故選冷卻水的進(jìn)、出水管內(nèi)徑為15mm。