奚旭東，張振強

(桐柏電力工程管理局，浙江?天臺?317200)

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動力刮瓦器在水輪機軸承維修中的應用

奚旭東，張振強

(桐柏電力工程管理局，浙江?天臺?317200)

1 概 述

在水輪發(fā)電機組中廣泛采用了滑動軸承，其工作的好壞將直接影響發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性和可靠性。

對于水輪發(fā)電機組來說，軸承的故障率較高，因為軸承的作用是限制大軸徑向方向及推力方向位移，可防止機組旋轉(zhuǎn)擺動、振動，保證軸心穩(wěn)定；而臥軸水輪機還得承受主軸的徑向荷重。因此，水輪機滑動軸承的特點是承載力大，且要做到摩擦力最小。軸承動靜之間僅有一層薄薄的油膜維系，機組工況稍微變動就會引起軸承溫度過高、燒瓦，直至軸頸或推力鏡板磨損等大事故，發(fā)電機必須停機檢修。一般燒瓦事故可在3～5 d修復，但特別嚴重時，如推力鏡板式大軸軸頸磨損時，常規(guī)做法是送廠家修理；而水電站往往地處邊遠山區(qū)，交通不便利，回廠大修損失較大。

2 用動力刮瓦器取代傳統(tǒng)刮瓦

水輪發(fā)電機組的大軸一般采用鋼性物質(zhì)，而靜止部分稱之為軸瓦，用鑄鐵支撐，表面澆注巴氏合金。大軸表面光滑如鏡，而軸瓦則不能平；最好的規(guī)范是每cm2有2～3個接觸點，其余部分則與大軸有一定間隙，便于油膜的持續(xù)；而這種要求只能靠軸瓦的精細研刮(簡稱刮瓦)來實現(xiàn)，刮瓦的好壞直接影響維修的質(zhì)量。

傳統(tǒng)的軸瓦研刮采用刮刀，一般流程是先鏟刮平磨損后瓦的表面，粗刮一遍后；用白布沾酒精或甲苯清洗瓦面及軸頸，將瓦扣在軸頸上沿圓周方向往復磨研；檢查軸瓦亮點分布情況，將大點剔碎，密點刮稀。刮瓦時向一個方向進行，遍與遍之間刀痕方向應相互垂直，然后清洗—精刮—磨研……直到接觸點明析、均勻，達到每cm2有2～3點的要求。這一整套流程要求刮瓦技術員有很好的眼力、耐心，還要有良好的體力，且經(jīng)驗不足不能勝任此項工作。

筆者所在單位經(jīng)過多年摸索，試制成功了代替手工刮瓦的動力刮瓦器(見圖1)。

圖1 動力刮瓦器示意

動力采用電動機或氣動源，通過傳動軟軸傳送到刀頭，握手小巧，相當于一支筆，刀頭可換不同類型的刀具，可大面積鏟刮，也可挑刮、精刮。與傳統(tǒng)刮刀比較具有如下優(yōu)勢：

(1)結(jié)構(gòu)小巧，能適應不同工作面工作。徑向瓦呈曲面形狀，傳統(tǒng)刮刀在采用拉、挑等研刮手段時，受刀具及手柄長度影響，落刀及出刀方向均受限制；而動力刮瓦器基本上無限制，可隨意角度落刀、出刀，從根本上解決了傳統(tǒng)刮刀的不利局面。

(2)動力刮刀可最大程度減少刮瓦過程中操作者的人力付出。傳統(tǒng)刮刀是金屬件，瓦亦是，操作時，必須使用較大的力氣。而動力刮刀可以像拿支筆在瓦面上寫字那樣輕松，可以確保刮瓦時的長效工作。

(3)刀頭可換，可適應不同工況下的工作。如剛拿出的瓦的表面發(fā)亮而堅硬，可用大刀頭快速、有效去除表面硬層。精刮時換小刀頭則可對工件進行精細工作。

(4)效率更快。傳統(tǒng)刮刀研刮時，要面臨刀具磨損、人力勞累等影響，根據(jù)在實際操作中看，可比傳統(tǒng)刀具操作節(jié)省三分之一的時間。

(5)操作簡單、容易掌握。動力刮刀可落刀精確，出刀隨心，不象傳統(tǒng)刮刀，落刀時還可控，出刀卻不知飄向何方，沒有多年的刮瓦經(jīng)驗就基本不能勝任此項工作。因此選用動力刮刀可大眾化刮瓦技術，不再成為技術員的專利。

3 實例分析

3.1 加工切削前的準備工作

(1)拆卸推力及前軸承的上蓋，拆下下軸瓦，安裝上舊推力及徑向下瓦。

(2)采用30 mm厚的鋼板安裝于軸承底座，在下軸瓦兩側(cè)加裝固定板，防止下軸瓦因大軸轉(zhuǎn)動跟隨甩出，在鋼板上安裝C620車床刀架，刀架上安裝T30硬度合金刀具。

(3)改裝氣剎車裝置為單邊剎車，將靠水輪機方向的剎車片拆除，保留另一邊的剎車片，并在該剎車片上抹潤滑油。該裝置一是增加軸向推力，防止因進刀時大軸串動而使加工精度不足；二是保持潤滑，減少大軸轉(zhuǎn)動摩擦。

3.2 進刀切削作業(yè)

(1)在前軸設專人手工在軸承間隙加潤滑油。

(2)手動開啟調(diào)速器，使機組轉(zhuǎn)速保持于250 r/min，便于進刀時轉(zhuǎn)速保持于200 r/min。

(3)當機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，可操作進刀架進刀，從推力鏡板外緣手工操作往軸頸方向推進，進刀量控制在20 s左右，3～4次進刀基本能完成。

3.3 打磨作業(yè)

(1)粗磨可用吸滿水輪機油的長條型油石，手工按壓于推力鏡面磨研，因磨研熱量較快，最好是磨5 min，冷卻后再磨，直到磨平因切削造成的毛刺為準。打磨時，機組轉(zhuǎn)速可適當提高到300 r/min。

(2)采用400號水砂紙對推力鏡面精磨，可采用多人操作，精磨時要注意將水砂紙包裹木頭，最好是砂紙能同時包含鏡面的1條直線，保持磨面平直度。

(3)采用W10金磨砂紙拋光，拋光到推力鏡板光潔度能符合運行要求為止。

3.4 所有部件恢復安裝

通過上述方法加工處理后，機組基本能勝任運行要求，但該方法有很多注意事項：

(1)安全問題特別嚴重，前軸上蓋打開的情況下，機組運行，必須有一套可行的緊停流程，進刀、打磨、拋光時要設專人全程監(jiān)護，并增加保護措施。

(2)采用剎車來增加軸向推力有一個平衡問題，剎車氣壓太高使推力過大，推力瓦溫度易高；過低大軸易串動，造成進刀不力，只能在實際操作中調(diào)整。

(3)潤滑油量大小有一個調(diào)節(jié)過程，油量過大，會起油霧，加工看不清；過少，軸瓦溫升過快，保持一個既能符合加工要求又能保證溫升的進油量也需要在實際操作中調(diào)整。

(4)加工精度不高，大軸不管在軸向還是徑向均有一定間隙，加工過程中軸向、徑向均能產(chǎn)生位移，所以加工完成后，只能基本滿足運行要求。

推力鏡板用現(xiàn)場修復一般工期在6～8 d，而移運廠家修復需20多天，不計直接維修費用，光工期縮短就能帶來可觀的收益，而機組的保證運行也是防洪的有力手段。因此，在汛期，現(xiàn)場修復軸承嚴重事故是一種非?？扇〉膽贝胧?。

4 結(jié) 語

動力刮瓦器靈巧、操作簡單，能降低勞動強度，技術易于大眾掌握，可推廣應用。臥式推力鏡板現(xiàn)場修復技術要求團隊合作嚴謹，操作安全性不高，需要注意事項多等，不能作為常規(guī)修理方式，但可作為特殊情況下的一種應急措施。

責任編輯 吳 昊

2015-06-18

奚旭東(1973)，男，工程師，主要從事水電站運行與管理工作。E_mail:54125516@qq.com