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用滑動(dòng)軸承的發(fā)電機(jī)組，軸承安裝及檢修質(zhì)量的好壞，將直接影響軸承油膜的工作狀態(tài)及剛度，進(jìn)而影響到整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行。在發(fā)電機(jī)組檢修實(shí)踐中，產(chǎn)生軸瓦損壞、軸系振動(dòng)等事故，多數(shù)是因?yàn)榘惭b、檢修工藝不當(dāng)，質(zhì)量要求不高造成的。
一、軸瓦安裝偏斜引起碾瓦事故
某發(fā)電機(jī)球形瓦，運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)大、嚴(yán)重碾瓦事故。檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)該瓦的方頭制動(dòng)銷存在加工誤差，軸瓦落于瓦座后，制動(dòng)銷與銷槽有一面被卡死，造成軸瓦安裝偏斜，且偏斜量較大，測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。
表1 新、舊瓦安裝間隙 mm
此瓦雖為球面瓦，且瓦背間隙符合規(guī)范要求，但由于制動(dòng)銷軸向被卡死，使此瓦失去自調(diào)正功能。從表1可以看出，舊瓦瓦口間隙沿軸頸方向偏斜0.07mm（前左－后左＝0.08mm，前右－后右=0.06mm），即軸瓦的中心線與軸頸的中心線偏斜0.07mm。運(yùn)行時(shí)，油楔間隙沿軸向不相等，油膜壓力也就不相等，在壓力高處，高速旋轉(zhuǎn)下的軸瓦摩擦發(fā)熱量顯著增加，當(dāng)此發(fā)熱量不能被潤(rùn)滑油流帶走時(shí)，產(chǎn)生熱量積聚，烏金溫度會(huì)升高，軸瓦產(chǎn)生一定的碾壓變形。當(dāng)碾壓變形使油楔進(jìn)一步破壞時(shí)，烏金溫度會(huì)進(jìn)一步升高，產(chǎn)生更大的塑性變形。塑性變形使油楔進(jìn)一步破壞，烏金溫度進(jìn)一步升高，最終產(chǎn)生碾壓破壞。另外，該瓦在以前檢修時(shí)曾修刮過，刮瓦工藝控制不當(dāng)，不能保證運(yùn)行時(shí)建立起良好的潤(rùn)滑油膜，油膜的剛度和抗振性能下降，加速碾瓦過程。
按照規(guī)范要求，軸瓦的制動(dòng)銷能將軸瓦恰當(dāng)制鎖，不能卡死。安裝新瓦時(shí)，烏金未進(jìn)行修刮，將制動(dòng)銷側(cè)面磨掉1.3mm，使其在銷槽內(nèi)有約1mm的間隙，滿足運(yùn)行時(shí)球面自調(diào)正的活動(dòng)余量，各間隙調(diào)整值見表1。機(jī)組投入運(yùn)行后，油溫、瓦溫、振動(dòng)等參數(shù)均正常。
二、軸頸與軸瓦不對(duì)中引起燒瓦事故
某汽輪機(jī)大修后啟動(dòng)運(yùn)行，軸向振動(dòng)達(dá)240μm，徑向振動(dòng)也較大，未帶負(fù)荷前將軸瓦燒掉，為軸頸與軸瓦不對(duì)中所致。該汽輪機(jī)大修后轉(zhuǎn)子及軸承箱揚(yáng)度值見表2。
表2 軸承箱揚(yáng)度值 mm/m
從表2可以看出，1#、2#軸頸的揚(yáng)度與軸承箱揚(yáng)度都存在較大偏差。瓦背與軸承蓋采用緊力配合，軸頸落在軸瓦上后，承力面存在一個(gè)夾角，造成油膜壓力投影點(diǎn)與軸承底座幾何中心不重合，軸承座產(chǎn)生軸向偏轉(zhuǎn)，由此引起軸向振動(dòng)。軸瓦與軸頸夾角的存在，造成軸瓦局部載荷增大，影響油膜的工作狀態(tài)而逐步導(dǎo)致燒瓦。
根據(jù)規(guī)范要求，汽輪機(jī)軸承座縱向水平以轉(zhuǎn)子根據(jù)汽缸洼窩找好中心后的軸頸揚(yáng)度為準(zhǔn)，存在較大偏差肯定是不允許的，必須調(diào)整軸承箱的揚(yáng)度使二者吻合。
三、軸瓦安裝時(shí)軸向間距不合適引起燒瓦事故
某燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)曾發(fā)生與一般情況有所不同的燒瓦事故，2#瓦的后側(cè)阻油環(huán)與軸頸凸緣發(fā)生嚴(yán)重摩擦，導(dǎo)致阻油環(huán)燒阻油環(huán)烏金全部熔化流向軸承室，軸瓦工作區(qū)后側(cè)的烏金軸向30mm范圍內(nèi)也因高溫而熔化，軸頸凸緣軸向40mm范圍內(nèi)亮黑色。同時(shí)，因軸瓦振動(dòng)大而導(dǎo)致了軸承支撐端蓋螺栓松動(dòng)，結(jié)合面頂部出現(xiàn)3mm間隙。機(jī)組跳閘停機(jī)，惰走過程中未發(fā)轉(zhuǎn)子與定子的碰磨現(xiàn)象。該發(fā)電機(jī)軸承在不同狀態(tài)時(shí)軸瓦斷面與軸頸凸緣的軸向間距規(guī)范值見表3。
表3 軸瓦端面與軸徑凸緣間距 mm
根據(jù)表3數(shù)據(jù)可以看出，燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子要向前串動(dòng)6.5mm，滿載運(yùn)行時(shí)向前串動(dòng)量恢復(fù)，轉(zhuǎn)子總膨脹量為16mm。電機(jī)安裝就位時(shí)，2#瓦后端面與軸頸凸緣間距必須大于6.5mm，前端面與軸頸凸緣間距必須大于18mm。檢查發(fā)現(xiàn)，冷態(tài)時(shí)，該瓦前端面與軸頸凸緣的間距為41.3mm，后端為2.7mm，間距值根本滿足不了機(jī)組啟軸向串動(dòng)的需要，必然要發(fā)生摩擦。即使機(jī)組快速啟動(dòng)后脫離了摩擦狀態(tài)，也會(huì)對(duì)瓦造成傷害，只是不易察覺而已。軸瓦燒毀、動(dòng)增大是必然現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子與定子未碰磨只是僥幸現(xiàn)象。將發(fā)電機(jī)定子前移9.3mm，消除此隱患。
發(fā)電機(jī)軸承座冷態(tài)安裝時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子的軸向中心應(yīng)有一個(gè)偏置量，使熱態(tài)時(shí)達(dá)到中心一致，消除電磁力及通風(fēng)量不平引起振動(dòng)及軸向力，軸瓦與軸頸凸緣間軸向應(yīng)保持有制造廠規(guī)定的熱膨間隙尺寸。機(jī)組大修時(shí)，應(yīng)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子凸緣與瓦的間距。
四、軸瓦間隙調(diào)整不當(dāng)引起振動(dòng)大
1.某機(jī)組在檢修時(shí)，下瓦全長(zhǎng)的接觸面分布不均勻，為追求接觸面積均勻，對(duì)下瓦進(jìn)行修刮，上瓦未修刮。安裝后，軸瓦頂隙沿軸瓦全長(zhǎng)不均勻，軸瓦呈喇叭口狀，運(yùn)行后，影響軸瓦油膜的工作狀態(tài)，發(fā)生振動(dòng)較大現(xiàn)象。對(duì)于這種情況，首先應(yīng)檢查軸接觸面分布不均勻是否由于軸瓦安裝傾斜及揚(yáng)度不吻合所致在排除傾斜及揚(yáng)度不吻合的前提下進(jìn)行微量修刮工作是允許的。修刮后要按照安裝規(guī)范要求，用著色法檢查徑向軸瓦的巴士合金與軸頸的接觸情況。
2.有的機(jī)組的瓦背要求有間隙，某機(jī)組的瓦背要求有0～0.106mm的間隙，但檢修人員在瓦背上加一層0.1mm鋼片，瓦背有0.05mm預(yù)緊力。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)因振動(dòng)大無法達(dá)到滿速，拆除鋼片后，恢復(fù)正常。
一般情況下，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生撓曲是不可避免的，撓曲的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，力圖使軸瓦及軸承座做相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)，但軸承無法追隨軸頸偏轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)形成軸向及徑向振動(dòng)偏大。有的人在檢修時(shí)往往認(rèn)為軸承緊力越大越能抑制軸承的振動(dòng)，忽視了軸承無法追隨軸頸做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而將軸振直接傳遞給軸承座，反而增加了軸承座的振動(dòng)幅度，尤以軸向振動(dòng)增加較常見。軸瓦緊力的大小，要根據(jù)軸承所處的位置、環(huán)境和工作條件區(qū)別對(duì)待，對(duì)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)軸瓦膨脹量大于軸承蓋膨脹量的軸承，緊力稍小一些，反之則緊力稍大一些。
五、軸瓦附件安裝質(zhì)量差引起軸瓦損壞
1.頂軸油管接頭漏油。某機(jī)組檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)頂軸油管接頭有漏油現(xiàn)象，軸瓦有輕微碾壓起皮，但損害不嚴(yán)重。該頂軸油管接頭處于下瓦的下側(cè)，且為軟管，安裝空間比較狹小，不易操作，這就需要特別注意，以免連接不牢引起后患。
2.軸瓦溫度探頭脫落。有的軸瓦直接監(jiān)視軸瓦烏金溫度，熱電阻直接插入到距軸瓦烏金層底部2～3mm的孔內(nèi)，靠螺栓壓彈簧頂住探頭。安裝時(shí)若螺栓未緊固，運(yùn)行中松動(dòng)脫落，探頭就逐步退出安裝孔，失去監(jiān)視軸瓦溫度的功能。某機(jī)組運(yùn)行中振大跳閘，軸瓦溫度記錄正常，打開軸承后發(fā)現(xiàn)軸瓦烏金已經(jīng)碎裂，軸頸與瓦胎金屬發(fā)生直接摩擦，溫度探頭脫出。
3.絕緣問題。某發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，因軸承振動(dòng)大跳閘，跳閘的同時(shí)軸瓦有冒煙現(xiàn)象。揭開軸瓦后，發(fā)現(xiàn)下瓦全部燒壞，呈黑色粉末狀，部分已露出瓦胎，上瓦有部分被燒壞，軸頸有磨損溝痕。測(cè)量軸瓦與軸承箱的絕緣阻值接近于零，軸瓦絕緣墊片間有塵土和油垢，為安裝時(shí)未清理干凈所致。安裝過程中，要保持絕緣板間及外露部分的清潔和干燥，保證絕緣良好，必須采取防護(hù)措施，安裝好后，用1000V絕緣電阻表測(cè)量，絕緣電阻要≥0.5MΩ。
六、潤(rùn)滑油臟污引起碾壓和碎塊
某汽輪機(jī)大修后，啟動(dòng)不久振動(dòng)加大并跳閘，軸瓦烏金碎裂并脫胎。檢查發(fā)現(xiàn)，在l#軸瓦回裝過程中，供油管線和軸瓦供油中有較硬異物，異物進(jìn)入油楔中，與軸頸發(fā)生研磨，造成烏金局部溫度升高，出現(xiàn)局部碾瓦，最終造成大面積碾瓦而破壞。初始階的局部溫度升高并不易監(jiān)測(cè)到，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度達(dá)到報(bào)警保護(hù)而需要停機(jī)時(shí)，為時(shí)已晚，出現(xiàn)碎塊和脫胎現(xiàn)象。檢修時(shí)，一定要對(duì)相關(guān)管線、孔洞等進(jìn)行保護(hù)，認(rèn)真清理，防止異物進(jìn)入。
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