探讨国产弹性油箱支撑推力轴承在大型发电电动机的运用

褚宗昌 方来荣

摘要：随着我国工业的不断发展，大型发电电动机在多个行业中都得到了一定应用，其应用水平需要得到提高。本文首先简要概述了国产弹性油箱中的支撑轴承与推力轴承，接着重点讨论了国产弹性油箱中支撑推力轴承在大型发电电动机中的应用形式，旨在提高大型发电电动机使用水平，为其运行提供一定理论依据。

关键词：国产弹性油箱;支撑推力轴承;大型发电电动机;应用

引言：当前多个重要行业都需要用到大型发电电动机，如水力发电、风力发电等。国产弹性油箱的支撑推力轴承的使用能够为大型发电电动机的运行提供一定帮助作用，具有一定应用优势，因此需要明确支撑推力轴承在大型发电电动机当中的应用形式，为类似工程中相关设备的使用提供一定帮助。

1.国产弹性油箱中支撑轴承与推力轴承概述

1.1支撑轴承

支撑轴承是国产弹性油箱中一个比较重要的组成部分，也被称为主轴承、径向轴承。支撑轴承的作用是承受国产弹性油箱中汽轮机转子的全部重量和由于转子重量不均衡所产生的离心力，以保证转子在油缸中的位置能够得到正确保证。支撑轴承需要承受的荷载力较高，且轴颈的转速很高，所以一般来说会采用轴瓦式滑动轴承作为支撑轴承，该类轴承的理论基础为液体摩擦理论，可以借助本身具有一定压力的润滑油在轴颈和轴瓦之间形成一层油膜，通过液体摩擦的形式降低支撑轴承受到的损害，保证汽轮机和整个弹性油箱的正常运行，避免发生安全事故。

1.2推力轴承

推力轴承可以在转子运行的过程中承受轴向推力，以保证汽轮机转子和汽缸之间的轴向相互位置保持稳定，推力轴承可以单独存在，也可以与支撑轴承进行合并，形成联合式轴承，即支撑推力轴承。按照结构，可以将支撑推力轴承划分为多颚式轴承与扇形瓦片式轴承，当前一般更倾向于采用扇形瓦片式轴承。扇形瓦片式轴承主要由工作瓦片、非工作瓦片、安装环、调整垫片等，各个部分之间形成联动，各司其职，可以充分承受转子的正向轴向推力与反向轴向推力，以保证整个弹性油箱力的正确传导，保护运行安全。

2.国产弹性油箱中支撑推力轴承在大型发电电动机中的应用形式

2.1刚性支撑

刚性支撑是国产弹性油箱当中支撑推力轴承在大型发电机当中起到的一种重要的作用，具有一定的应用空间。在实施刚性支撑时，要将推力瓦放置在托瓦上，再使用支柱螺钉支撑托瓦。要做好支柱螺钉与托瓦接触处的检查，一般需要保证接触面为球面，且半径最好保持在1000mm左右[1]。在具体应用过程汇总，可以根据实际情况对轴瓦的倾斜角度进行调整，以实现调整偏心距的目的，进而获得良好的油楔，并形成压力油膜，实现对支撑推力轴承的保护。在利用国产弹性油箱中支撑推力轴承对大型发电电动机进行刚性支撑时，要重点注意轴瓦的受力均匀情况，为了保证其受力均匀，要对安裝精度进行控制。例如，可以在安装过程中进行受力调整，保证各个轴瓦之间的负荷均衡。刚性支撑的形式比较简单，所需要的成本也比较低，在大型发电电动机当中具有一定应用优势;但同时，其中许多受力调整环节都要受到个人能力、测量器具质量等外部因素的影响，其精准度控制存在困难，因此一般智能在小型的推力轴承当中使用。

2.2弹性油箱支撑

在大型发电电动机运行过程中，支撑推力轴承的不均匀负荷原因包括机组安装精度存在误差、轴承承受力不平衡产生变形、机组运行负荷变化不合理等。为了解决上述现象，可以采用弹性油箱支撑形式，提高国产弹性油箱中支撑推力轴承的运行效率和安全性，也为大型发电电动机的使用提供更强的保障。在弹性油箱支撑模式当中，支撑托瓦的植株螺钉落座位置在弹性油箱上，各个油箱之间可以依托油管实现互相联通;当住满压力到达一定水平的透平油时，各个油箱就可以共同组成一个密闭性较强的液压连通器。这种连通器结构可以帮助实现受力状况的自动调整，通过均衡各瓦受力来实现负载力的合理调配，提高大中容量机组当中支撑推力轴承的可靠程度，使其可以更高地负担大型发电电动机的运行要求。但同时，弹性油箱支撑的应用方法也存在一定不足之处，那就是其整体结构比较复杂，对于制作工艺有比较严格的要求，并且对于瓦的厚度也有更高的要求，需要花费更多成本。

2.3弹性垫支撑

弹性垫支撑在成本低、结构简单方面与刚性支撑具有一定相似之处，总的来说也是一种适用于规模较小的支撑推力轴承的支撑方式，也能为大型发电电动机的运行提供一定帮助作用。弹性垫支撑形式要求支撑与瓦背结构做到平面接触，以避免瓦产生机械变形的情况;弹性垫的大小可以和轴瓦保持一致，同时也可以将轴瓦支撑中心作为其自身的集合中心，并在宽度上进行一定延展，此种设计方式更加有利于轴承表面形成油膜，以保证弹性支撑的质量。一般来说，会选用橡胶作为弹性垫的主要制作材料，这是因为橡胶的弹性模量更小。以钢材料为例，钢的弹性模量为E=206GPa，而橡胶的弹性模量只有E=0.0078GPa。同时也可以得知，在弹性垫支撑的国产弹性油箱中支撑推力轴承应用模式下，荷载力的主要承担对象不再是支撑推力轴承本身，而是弹性垫的弹性变形[2]。橡胶材料的弹性模量虽然更小，但同时其自身强度也有限，相较于钢材能承受的荷载力不高，因此在大型轴承当中没有应用空间，对大型发电电动机所起到的帮助作用也比较有限。

2.4弹簧组的使用

在国产弹性油箱中的支撑推力轴承当中，放置一部分材质较好、性能较强的小弹簧，可以分担轴承本身受到的压力，并提高轴承的稳定程度，进而保证大型发电电动机能够更加稳定地运转。在安装弹簧时，一方面要保证不同弹簧的中心距相同;另一方面也要根据国产弹性油箱机组的不同选择不同的弹簧安装方案。在单工况的油箱当中，要在进油的方向放置更少的弹簧，以为轴瓦的倾斜提供一定方便，保证轴承外部的油膜可以政策形成。在进多工况的油箱当中，则要保证瓦下的弹簧布置均匀，这是因为多工况的油箱机组往往没有对进油边和出油边进行区分。在弹性油箱的机组突然发生负载变化时，转子转轮所受到的推力会发生极大的变化，在某些特殊情况下，转子和转轮会发生倾斜甚至跳动现象，严重影响国产弹性油箱中支撑推力轴承的运行安全。为了避免这种情况，需要对每个弹簧都施加一些预紧力，将轴承运行幅度保持在安全的范围之内，提高发电机运行安全。

结语：综上所述，国产弹性油箱中支撑轴承与推力轴承既是两个单独的概念，又具有一定的结合能力，对大型发电电动机的应用具有一定帮助作用，因此其应用方式需要得到明确。发电工作在我国工业发展中具有重要的意义，因此需要充分强化国产弹性油箱对其运行起到的支持与帮助作用，保证发电质量。

参考文献：

[1]刘治国，王世海，郝国文等.大型抽水蓄能电站发电电动机变压器继电保护就地化整体解决方案[J].水电与抽水蓄能，2020，04：42-47+70

[2]何云，徐文波.万安水力发电厂2号机推力轴承弹性油箱更换[J].河南科技，2021，07：44-46