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巨型水轮发电机塑料瓦推力轴承研究

文档作者: 武中德 张宏 吴军令 刘平安        文档来源: 1.水力发电设备国家重点实验室 2.哈尔滨电机厂有限责任公司
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更新时间: 2021年02月16日
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2015年1月 第4O卷第l期 润滑与密封 LUBRICATION ENGINEERING Jan.2015 Vo1.40 No.1 DOI:10.3969/j.issn.0254—0150.2015.01.023 巨型水轮发电机塑料瓦推力轴承研究 武中德 张宏 吴军令 刘平安 (1.水力发电设备国家重点实验室黑龙江哈尔滨150040; 2.哈尔滨电机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨150040) 摘要:分析1 000 MW水轮发电机小支柱双层塑料瓦推力轴承的热弹性流体动力润滑性能,并对推力轴承性能的计 算结果和测量结果进行对比分析。分析结果表明,计算结果和实测的结果吻合。小支柱双层塑料瓦可有效地控制瓦的热 弹变形,提高推力轴承性能。在780 MW溪洛渡机组上的应用表明,塑料瓦推力轴承可用于巨型水轮发电机组。 关键词:塑料瓦;热弹流;润滑推力轴承;巨型机组 中图分类号:TH133.3 文献标志码:A 文章编号: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 弹性金属塑料瓦推力轴承于1989年研制成功, 历经弹性金属塑料瓦推力轴承的热弹流分析技术的发 展、真机全尺寸模拟试验验证, 目前,塑料瓦推力轴 承在大中型水轮发电机组中获得广泛应用。 大型推力轴承的热弹流分析中的推力瓦和镜板推 力头的热、弹变形分析一般采用结构分析软件(An— sys、Adina等)。真机全尺寸模拟试验验证则是通过 3 MN推力轴承试验台进行。 目前,巨型水轮发电机组(700 MW及以上)普 遍采用巴氏合金瓦推力轴承。在拉西瓦、溪洛渡等巨 型水轮发电机组上应用塑料瓦也进行过可行性论证。 国家科技支撑计划项目“1 000 Mw水力发电机组研 究” 的7个课题之一“1 000 MW 水电机组推力轴承 研究”,将巨型机组应用塑料瓦推力轴承作为主要研 究内容之一。 {基金项目:国家科技支撑计划项目(2007BAA05B04 ). 收稿日期:2014—04—20 作者简介:武中德(1966一),男,高级工程师,主要从事大型 发电机轴承技术研究.E—mail:zdwu0105@163.tom. 1 推力轴承性能的计算 1.1 推力轴承结构 支撑结构是推力轴承的重要组成部分,它在瓦间 负荷分配上有很大的影响。采用可调支柱螺丝支撑结 构(见图1),支柱螺丝使瓦上的负荷可调,也就增 加了轴承座上支撑结构的弹性。这样可调的结果补偿 了不同轴向载荷下负荷分布的差异。支柱螺丝的长度 也保证了支柱和瓦之间的接触区有相同的压力分布, 这种支撑结构保证了瓦的倾斜支点的最佳位置。通过 测量单瓦受力和调整支柱螺丝,实现各瓦受力均衡。 大型推力瓦必须控制瓦面的热变形和弹性变形, 小支柱双层瓦可有效地控制瓦的热、弹变形。安装在 推力瓦和托瓦之间的弹性小支柱是经过特别设计的。 小支柱可使托瓦的温度远低于推力瓦的温度,所以很 厚的托瓦几乎没有热变形。尽管很薄的推力瓦有很大 的温度梯度,但又厚、刚度又大的托瓦可使推力瓦保 持为平面。用补偿推力瓦弹性变形,只保留推力瓦上 温度梯度引起的热变形的方法选择小支柱的不同直 径。进一步优化小支柱的弹性,还可补偿镜板的大部 分变形。小支柱的优化不但要考虑到额定转速和负荷
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