1.南宁电力学校，广西 南宁 530003； 2.广西电力安装公司，广西 南宁 530219
1 前言
百龙滩水电站发电机组合轴承包括正向推力轴承、反向推力轴承和发电机导轴承，组合轴承的轴承座固定在管形座(座环)的法兰面上，如图1所示。组合轴承安装过程主要有三个方面的内容：
(1)轴承座在管形座上定中心；
(2)组合轴承在安装间与主轴装配；
(3)组合轴承在机坑内的换垫调整。
图1 发电机组合轴承布置示意图
1—管形座 2—推力轴承座 3—推力头与镜板 4—正向推力轴承 5—推力轴承密封圈 6—主轴 7—反向推力轴承
8—发导轴承 9—发导密封圈 10—发导轴承座 11—垫片 12—组合轴承座 OO—轴线 O′O′—机组中心线 W1—转子重量
W2—水轮机转轮重量 N—水导轴承 L1—组合轴承座法兰至镜板距离 L2—发导轴承座至镜板距离 T—垫片厚度
2 轴承座在管形座上定中心
机组轴线设计中心高程为101.9 m，管形座的基础是按此设计中心安装，允许偏差±1.5 mm。发电机轴承座的定中心，是在管形座中心高程进行更加精确测定，要求中心偏差不大于0.05 mm。这是一项技术性很强的重要工作，中心定不好将直接影响机组今后运行的可靠性。
从图2可以看出定中心是在导水机构和管形座连接之后开始的。首先，清理轴承座与管形座的装配表面，在管形座上安装调整轴承座位置的顶丝杆(又称顶起座)。吊起轴承座使基准安装位置向上，吊入流道，并安装到管形座上。
图2 水平法机组定中心示意图
A—组合轴承座 B、C—管形座 D、E—内导水环 F—钢丝 G—重锤 H—外导水环 I—活动导叶
图2所示采用钢琴线找中心法(水平法)，钢琴线是选用0.30 mm没有纽结连接或弯曲的钢琴线，其一端装于轴承座临时支座的求心器上，另一端挂在约10 kg重锤、并经过内导水环临时支座的滑轮上。当确认临时支座是水平时，定出临时支座上测量位置，上下左右4个点到钢琴线的距离(测量精度为0.01 mm)，考虑水平拉直的钢琴线在自身重量作用下会弯曲，产生挠度要进行测量数值的校正。挠度计算式：
δ=W×L1×L2／2T
式中： δ ——挠度,mm；
L1——测点到支撑点“1”的距离，mm；
L2——测点到支撑点“2”的距离，mm；
W——钢琴线单位重量，g/m；
T——重锤的重量，kg。
测量A、B、C、D和E各内圆4个等分点到钢琴线的距离x、-x、y、-y(相对值)，其差Δx=｜x1-x2｜/2、Δy=｜y1-y2｜/2。重复中心调整工作，直到Δx、Δy的数值在安装允许范围内(小于0.05 mm)。此外，对轴承座的中心位置还应考虑轴承的负荷，发电机转子(重130 t)与主轴连接引起主轴弯曲及管形座法兰的倾斜情况。根据百龙滩电站具体情况，轴承座的中心位置在原有测定的基础上再加高1.0 mm左右。现以百龙滩电站6号机轴承座定中心为例，测量结果如表1所示。
轴承座中心经FUJI电机公司及富春江水电设备总厂的现场指导员认可之后，可以对轴承座打销钉孔。首先搭好钻孔用脚手架，用装有Φ40 mm钻头的手电钻沿轴承座的12个孔Φ38 mm开钻，并钻通管形座。取下钻头换上锥型铰刀铰制Φ40 mm销钉孔。最后清理铁屑和拆除脚手架。
表1 百龙滩6号机轴承座定中心记录
mm
测点位置 A B C D E
下游侧主视 x x -x y -y x -x y -y x -x y -y x -x y -y x -x y -y 测量的
相对值 19.81 19.80 20.91 32.51 31.60 31.14 31.14 31.85 16.85 15.13 16.08 14.57 25.08 25.12 24.66 24.70 2.16 2.15 7.10 6.95 偏 差
Δx、Δy 0.005 1.180 18.55 0.455 0.455 0.355 0.630 0.755 0.020 0.020 0.005 0.075 挠度δ 0.19 0.19 0.39 0.21 0.08 中心加高 - 1.08- - - -
由于管形座法兰面的变形及中心偏移，使轴承座法兰上的Φ48 mm孔，有些对不上管形座螺孔(M42)，故还应做好扩孔处理的记号，根据已安装的轴承座，一般需扩孔处理20余个，5号机最多处理扩孔56个。为加快安装进度，特地购进2台TM806镗磨机，解决扩孔难题。
最后拆除轴承座，按与预装时相反的步骤把轴承座吊出流道，放置在安装间准备进行扩孔处理和轴承装配。
3 组合轴承在安装间的装配
组合轴承包括发导轴承，正、反向推力轴承，它和水轮机导轴承一起在安装间装配到主轴上，然后吊入管形座内，安装在管形座上。
3.1 导轴承座和反向推力轴承的装配
导轴承座为两半结构，首先分解成2块，清除防锈油，用临时螺栓装配导轴承座与反向推力轴承装配的面向上。清除反向推力轴承及其他配件上的防锈油(注意不要损伤12块反向推力瓦的巴氏合金面)，把支承轴销放到导轴承座上并装上油盖，安装2种特殊双头螺栓和挡块到导轴承座上，并用硬质锁锭螺母锁定反向推力轴承。每块轴瓦应有一定的活动间隙，检查瓦内侧与双头螺栓间隙应为5.0 mm，外侧间隙为0.2 mm～0.5 mm。每块瓦与支承轴销的标称厚度为175 mm，为了各反向推力瓦受力较为均匀，厚度加工偏差不超过0.02 mm。最后拆下导轴承座临时连接螺栓，分解成两部份。
3.2 导轴承和导轴承座的装配
开始将导轴承分为两半，除去防锈油(注意不要损伤巴氏合金面)。除去主轴上的防锈油，涂以红丹，检查导轴承与主轴的配合是否良好，要求下半块承重导轴瓦，以底部为中线两侧110 mm的投影面，配合面积大于70%为合格。放下承重导轴瓦，然后安装高压油管进行油压试验(试验压力21 MPa,10 min)。在主轴下面放置支撑块和千斤顶，支撑导轴承座下部分以及装在它上面的反向推力轴承、导轴承和高压油管。用定位销对准导轴承上、下部分，并用连接螺栓紧固，用200 mm长塞尺测量导轴瓦和主轴之间的间隙。按规定下部间隙为0～0.05 mm，中部两侧间隙(单边)为0.252 mm～0.335 mm，上部间隙为0.504 mm～0.670 mm确认合格。用M42双头螺栓和M36销钉螺栓将两半导轴承座(含反向推力轴承)组合一起，此时在组合面上装“O”型橡胶密封圈，M36螺栓拉紧力矩为1 080 N*m～1 380 N*m，M42螺栓拉紧力矩为2 330 N*m～3 110 N*m。拉紧后，用锁定螺钉锁紧双头螺栓的螺母和锁钉螺栓的螺母。并用锤击锁紧锁定螺钉。最后把“O”型橡胶密封圈装到与轴承座装配的导轴承座的安装面上。
3.3 组合轴承座的安装
轴承座是一个焊接加工件整体。首先从轴承座上除去防锈油及杂物。转移主轴上游侧支撑块，认定“0”标记朝上，从主轴上游侧套入轴承座，在轴承座和导轴承座之间安放临时橡胶垫(厚12 mm)然后旋紧M30螺栓。恢复主轴下部支撑块在原来的位置。
3.4 组装推力轴承座和正向推力轴承
推力轴承主要由推力瓦、弹簧块、油盖、喷油管及锁锭销等组成。12块扇形推力瓦表面采用巴氏合金(ZchSnSb11-6)。每块瓦底部装有直径Φ215 mm，厚35 mm与36 mm的2块圆盘弹簧块。推力瓦之间装有同数量的喷油管(机组运转时向瓦的进油边注入68号防锈透平油)。锁锭销将推力瓦固定到推力轴承座上。推力轴承座分4块组成。首先拆下连接推力轴承座的螺栓清除防锈油等污物，检查各进、排油孔，用压缩空气吹扫油路是否正确、畅通，然后用胶布临时封上孔口，以防杂物掉入。用无水酒精清扫推力瓦面，检查巴氏合金应无裂纹、夹渣及密集气孔等缺陷。瓦的进油边尺寸应符合要求。注意不要损伤瓦面巴氏合金。根据厂家对推力轴承预装时做的装配记号进行安装。开始通过油盖上的螺丝将下部弹簧块固定到推力轴承座。并弯曲扁尾垫圈锁住螺栓。通过夹套上的螺丝安装上部弹簧块到推力瓦底部。安装锁锭销将推力瓦和弹簧块固定到推力轴承座上，并用扁尾垫圈锁住。每块推力瓦与锁锭销要求有0.2 mm～0.5 mm(内侧)和3.0 mm(外侧)的活动间隙，每块推力瓦和2块圆盘弹簧块的标称高度为201 mm，要求12块瓦高度差不大于0.02 mm，(5号机为0.016 mm)。在油盖上安装喷油管，检查喷油管应平整，不应高于瓦面。整个安装过程中瓦面巴氏合金是不用刮的，按出厂标记进行装配，简化了许多安装工序。在推力轴承座安装推力轴承后，其组合面上装“O”型橡胶密封圈和涂1521粘剂，并用螺栓和销钉螺丝旋紧，使推力轴承座成为一个整体，最后切去推力轴承座上多余的“O”型橡胶密封圈。
轴承座内的杂物应彻底清理，未喷漆部分加润滑油以防生锈。拆下推力轴承座连接螺栓使其分成两块，以便套主轴。将下瓣推力轴承座置于主轴下方并用垫块支撑，在推力轴承座的上瓣安装2段装配卡环，并放到下瓣上，旋紧螺栓和双头销钉螺栓，此时在组合面上安放“O”型橡胶密封和1521粘剂。从推力轴承座上切去多余“O”型橡胶密封圈。吊起推力轴承座，使有“0”标记处于上方，沿主轴移动到上游侧将其装到导轴承座上，此时在两轴承座之间装“O”型橡胶密封圈和1521粘剂，并在推力轴承座下瓣安装2段装配卡环。
4 组合轴承在机坑内的换垫调整
4.1 轴承座安装
当组合轴承和水导轴承在安装间与主轴装配之后，就可吊入机坑。组合轴承座上开的12个销钉孔，用主轴下面的千斤顶进行调整，当对准管形座销孔时，打下Φ40 mm锥销，旋紧76个M42螺栓，并焊住锥销尾部。最后移去主轴下的千斤顶和垫块，把主轴负载转移到轴承座上。
4.2 换垫调整的基本原理
从图1可以看到主轴是由发导和水导轴承支撑，由于发电机转子重量和水轮机转轮重量产生弯曲变形。因此，必须根据主轴的弯曲度(又称倾斜角)把发导轴承座安装到组合轴承座上，使得发导轴承和主轴的接触面以及正、反向推力轴承和镜板的接触面接触均匀。当根据主轴倾斜角安装导轴承座时，由于轴承座和导轴承座之间的临时厚胶垫处“T”，上下间隙(尺寸)不同，必须换垫调整导轴承座的角度，取下临时橡皮垫，换以永久性不锈钢垫。
4.3 主轴倾斜角的测量
首先用专用板手拆下推力轴承座与导轴承座上的所有螺栓。用手拉葫芦把推力轴承座移至下游侧。松开导轴承座紧固螺栓约2.0 mm，以上游侧检查导轴承与主轴及轴承座的间隙，并认为无异常。在镜板下游侧表面上按住一根直尺，测量直尺与轴承座两表面的距离L1，并沿圆周螺栓处的48个点进行测量。根据测量的结果，决定加垫片的厚度。
4.4 组合轴承垫片的更换
轻轻拧上8个导轴承座和组合轴承座的连接螺栓。移回推力轴承座到上游侧，并用板手拧紧螺栓，然后松开螺栓约2.0 mm使得主轴能向下游移动2.0 mm的松开量。在主轴下面放千斤顶，把主轴上顶约0.3 mm。用百分表监视上抬量，并用塞尺检查导轴承与主轴的间隙。拆下轴承座螺栓、再次把推力轴承座移向下游侧。利用顶紧螺栓把导轴承座向下游侧移动约3.0 mm。此时取下轴承座与导轴承座之间厚12 mm的临时橡皮垫。根据4.3测量结果来加垫片厚度T，用组合好的垫片(用规格0.03 mm、0.05 mm、0.10 mm不锈钢片或铜片)，与厚度11 mm不锈钢环板用螺栓安装到轴承座上。放好“O”型橡胶密封把导轴承座推回原来位置，安装到组合轴承座上。最后放下主轴由导轴承受荷载。
4.5 轴承座换垫后的检查
首先检查导轴承与主轴，导轴承与导轴承座的间隙无异常，在镜板下游侧的表面按住一把直尺测量与导轴承座两表面的距离L2，对沿圆周48个连接螺栓处进行测量，48个测点的测量值其最大与最小公差在±0.10 mm以内即为正常。最后卸下导轴承座上的48个临时连接螺栓，换垫工作即告完毕。主轴倾角测量与换垫调整记录，见表2所示。
表2 6号机主轴倾角测量与换垫调整记录
mm
测点 L1 T L2 测点 L1 T L2 测点 L1 T L2 测点 L1 T L2 ——此文章转载于互联网，文中观点与本网站无关，如有侵权请联系删除
