1、支持一推力轴承的作用结构及工作原理

推力轴承的作用是承受转子上受蒸汽作用的轴向推力，确定转子在静止部分的相对轴向位置。虽然大型机组采用高、中压缸对头布置和低压缸采用分流式等措施，以减少轴向推力，但是轴向推力还是很大，如国产N200型、N300型汽轮机在额定工况下的轴向推力分别为13.5T、14T、N50型机组轴向推力达16T。

目前应用广泛的推力轴承是密切尔式推力轴承，这种推力轴承在推力板上装有若干块推力瓦块，瓦块可以是固定式（用于小型机组）和摆动式（用于中、大型机组上），推力轴承和支持轴承合为一体称支持-----推力联合轴承，国产（50MW及以下）机组应用较为广泛。为保证轴向推力均匀地分配到各瓦块上，选用球面支持轴承，一般轴承的径向位置靠轴瓦外圆垫块及其垫片来调整，轴向位置靠调整环来调整，轴承的推力瓦块分工作瓦块和非工作瓦块，分别有10片左右瓦块组成，工作瓦块承受转子的正向推力，非工作瓦块承受部分负荷下可能出现的反向推力，瓦片用销钉挂在其背面处分半的安装环上，销钉与瓦块上的孔为较松的配合，瓦块背面有肋筋，使瓦块可绕肋稍做转动，从而使瓦块与推力盘之间形成楔形间隙，建立液体摩擦。

为减少推力盘在润滑中的摩擦损失，用青铜油封来阻止润滑油进入推力盘外缘腔室中。

推力轴承前下部有一组支撑弹簧，支持着推力轴承的悬臂重量，以使支持轴承部分在轴颈全长上受力均匀。

其润滑油从支持下瓦心孔引入，经轴承环形室，一路从中分别进入支持轴承，另一路经过油孔A、B进入后，分别流向推力轴承推力盘两侧的工作瓦片和非工作瓦片中去，工作后两路油分别经过油孔C、D流向油箱，在泄油孔上装有针形阀，以调节润滑油油量。

推力轴承巴氏合金的厚度应小于通部分和轴封处动、静最小间隙，以保证即使巴氏合金熔化时，汽轮机动、静部分也不至于引起轴向间隙消失而相互摩擦（国产机组推力瓦块巴氏合金厚度一般在1.5左右）。

机组正常运行时，瓦块和推力盘之间形成油膜，保持液体摩擦。油膜形成过程为：汽轮机转子静止时推力瓦块和推力盘表面平行，当转子转动时，推力盘带着油进入间隙；当转子旋转产生推力时，间隙中油膜受到压力传递给瓦块，起初油压合力没有作用在瓦块的支撑肩上，而偏在进油侧，合力与支承肩之间形成一个力偶，使瓦块偏转，形成油锲，随着瓦块偏转，油的合力向出油口侧移动，移至支撑肩时，瓦块保持平衡位置，油锲中油压与推动盘轴向推力保持平衡状态，推力盘与瓦块之间就形成液体摩擦。

支持一推力联合轴承的优点可以缩短机组轴颈的长度，但是轴承球面与球面座之间的球面加工工作量较大，这种轴承安装要求高，比较难以掌握尺度，易产生部分推力面工作瓦块温度较高的现象。

2、支持一一推力联合轴承有关设计标准。（参照有关汽轮机厂家对不同机组的推力轴承的设计及技术标准）

3、根据实际生产和检修中遇到现象分析，支持一推力联合轴承部分工作面推力瓦块温度偏高的原因。

经了解许多电厂机组的支持-----推力联合轴承工作瓦块的缺陷为：有的是部分瓦块温度偏高、整体工作瓦块的温差较大；有的是高温瓦块区域不定，有的机组在上半工作瓦块上，有的机组在下半工作瓦块上；有的机组是随着机组负荷的变化，而瓦块的高区域也发生偏移游动。

总结造成原因如下：

3.1推力瓦块和推力盘的平行度超标。

轴承和轴颈的扬度不一致，至使工作瓦中某个区域的瓦块温度偏高，当轴颈前扬值大于轴承前扬值较多时，会造成推力工作面上部瓦块温度高于下半瓦块温度（上半瓦块承受的推力大于下半瓦块），反之，下半瓦块承受的推力大于上半瓦块，而下半瓦块温度高于上半瓦块温度。

3.2转子的制造质量造成推力盘瓢偏值偏大。推力盘瓢偏值偏大，导致运行时产生推力后各瓦块在同一时间所承受的推力差值较大，高速、连续运行中因每块瓦块上的推力不断的发生较大的变化，将影响油膜的不稳定建立，则这种情况会导致工作面整体瓦块的温度较高。

3.3支持-----推力联合轴承体上，定位销配合紧力不够。

由于定位销配合紧力不够导致组装时轴承体上、下部位错位，则上、下推力工作面瓦块承受的推力不一致，推力的不均匀分布造成上、下推力工作面瓦块温度不一致，部分或个别瓦块温度而较高。

3.4推力工作面瓦块本体的厚度或瓦块间的厚度差太大。

由于瓦块本身的厚度差或瓦块间的厚度差太大，造成运转中厚的瓦块承受的推力大于薄的瓦块所承受的推力，造成部分较厚的瓦块温度较高。

3.5支持----推力联合轴承的球面紧力不合适。

因机组所设计的球面紧力是按理想状态设计的，而往往实际生产中球面及球面座的光洁度由于制造、安装等原因达不到设计要求，运行中轴承在推力的作用下随轴自位能力较差，则各推力瓦块所承受的推力不一致，造成部分瓦块的温度较高，这种现象一般随着机组负荷的变化，瓦块高温区域发生游动的现象较为明显。

3.6推力瓦快本身的摇摆度不够。

由于挡油环的制造、定位等原因造成瓦快随转子的转动时，挡油环的凸肩处靠死而不能自由随动，破坏油膜的正常建立，导致瓦快和推力之间形成少油膜或接近干摩擦的运行状态，导致瓦块温度较高（此种现象瓦块的高温区域及高值比较稳定）。

3.7支持-----推力联合轴承中油封间隙调整不当。

推力轴承内有四道油封（两道巴氏合金油封，两道铜油封），由于油封间隙调整不当，运行中有油封顶住转轴造成球面不能在推力的作用下随轴自位，而导致部分推力瓦块承受的轴向推力较大，温度偏高。

4、某电厂1#机组工作面个别推力瓦块温度较高的缺陷及处理。

对于运行中瓦块温度高的缺陷很难处理，有的机组工作面推力瓦个别瓦块温度高达110度，严重超过允许范围，但由于无法处理，而只好长期带病运行生产。

某电厂1#机50MW机组1998年投产以来，存在工作面部分推力瓦块温度高的缺陷，经过一系列的处理，目前机组的运行状况较好。其机组推力工作瓦共有10块瓦块组成（现把缺陷的处理过程予以描述，处理办法不尽完善，请专家指正）。

4.1机组缺陷

某电厂1#机投产以来，其机组某段时间满负荷运行时推力工作面瓦上半部比下半部温度高，最高温度点为第三点曾达90度，最低点为第七点只有54度，彼此温差36度，在一次甩负荷后最高温度点产生了偏移，移至下半部分第七点温度为93度，第三点只有57度的现象（曾摘录一些时间的运行记录，能反映推力工作瓦块各瓦块的温度情况，推力工作瓦块的布置见附表一）。

4.2处理方法

通过长时间的观察分析，在2000年一次停机检修中对缺陷进行了针对性的处理，具体处理方法如下：

4.21推力盘的检查

经测量推力盘的瓢偏值符合标准，最大值为0.01mm；推力盘和推力瓦块的平行度符合标准，不平行度小于0.01；对推力盘用刀口尺检查，平面平整度良好；推力盘面有轻微刮痕，对此进行修磨。

4.22轴承体的检查、调整

4.2.2.1球面及球面座的检查

经过对轴承体球面、球面座的接触面检查，接触点、接触面符合标准；对球面紧力进行测量调整，在瓦枕水平中分面两侧分别垫上两块20*30mm的1.00mm的不锈钢垫片，在球面顶部放上环形￠1.2mm的保险丝（在选用保险丝时考虑到保险丝的压缩量不超过保险丝保险直径的1/3），对紧瓦枕中分面螺栓至中分面不锈钢垫片全部受力，松开中分面紧固螺栓后，测得保险丝的厚度0.99mm，则此球面的紧力0.01mm

考虑推力轴承工作面瓦块的高温点有随着负荷变化而上下游动现象、球面及球面座上有轻微的划痕等原因，和厂家协商、并得到厂家认可后在瓦枕两侧各加一张0.05mm的不锈钢垫片，变球面原来0.01mm紧力为0.04mm间隙。

4.2.2.2分析调正球面原紧力配合为间隙配合会产生的负面影响

调整球面原紧力配合为间隙配合后，运行中将会增大由于推力作用，球面体在球面座内的轴向位移（调整后静态测量球面体在球面座内的串动值增大至0.07mm）。

则运行中当转子向后串动时轴承球面体随动，动、静部分最小值增大，当机组由于变工况等原因转子向前串动时轴承球面体随动，动、静部分的最小值将减小，检查有关资料，原设计动、静部分轴向最小值2 0.5；机组安装、检修记录动、静部分轴向最小值2.30。根据数据分析因调整球面紧力配合为间隙配合，球面体在球面座内串量的增加对机组运行中动、静部分轴向最小值不会造成影响。另外串量增加了0.07对差胀，轴向位移带来一定的影响，但由于量小，经调整后认为可以不作考虑。

4.2.3工作面推力瓦块摇摆度的检查。

工作面推力瓦取出后平放在平板上，用百分表依次对瓦块的摇摆度进行测量，测量结果表明瓦块的摇摆值都偏小，经处理后测得各瓦块的摇摆度达到标准，具体测量及处理的情况如下表（瓦号布置见图一）

瓦号12345678910

修前0.400.360.340.350.390.390.380.340.400.38

修后0.650.680.680.660.680.700.690.700.700.68

4.2.4推力工作瓦块的接触、厚度的检查处理。

4.2.4.1接触面检查

分别取下各瓦块，在平板上进行红丹法研刮，使接触面积达到标准≮70，每平方厘米不少于3～5点，进油楔修刮至符合标准。

4.2.4.2厚度差的处理

分别把瓦块放在平板上，用百分表测量厚度，测量数据如下：

12345678910厚Ⅰ39.9539.98539.97039.96539.97539.97539.98539.97039.97039.950

Ⅱ39.95539.9839.97539.96539.97039.97039.98039.97539.97039.950

Ⅲ39.95539.98539.97039.96039.97039.96539.98039.96539.96539.955

Ⅳ39.9539.97539.97539.96539.96539.96539.97539.96039.96039.950

厚差0.050.010.0050.0050.010.010.010.0150.100.005

（经计算单块瓦的厚差最大0.01符合标准）

根据测得数据，最大瓦厚值39.985、最薄瓦厚值39.950，瓦之间最大厚差0.035mm超过标准要求（按要求瓦块间厚差不大于0.02）。根据相应情况取瓦块厚度39.3965为基准，厚的进行修刮，薄的不动，并且保证本瓦块的厚差在现有0.01mm以内。另考虑到不使推力瓦块巴氏修刮的太多（原始瓦块40±0.01，现最薄39.950则巴氏合金面已修刮掉0.05mm左右），修刮过程中采取修刮背面的铜肋筋面的方法（修刮时保证了均匀修刮，修刮后瓦块间厚差小于0.02mm,符合标准）。

4.2.5支持-----推力联合轴承油封的检查。

对四道油封进行检查，按上部0.40mm,下部0.20mm、左右0.25～0.3mm的标准进行修正。

5、通过一系列的检修处理，某电厂此机组投运后推力瓦正常，较为明显的是各瓦块之间的温差大大地减小，但由于机组的增容，推力的进一步增大，长时间运行下来，最大温差还有19度～20度，随着机组长时间的运行，瓦块仍有温升的趋势，所以应该说还没有彻底解决问题。借此机会请专家、同仁对处理方法的不到之处予以指正，并能指导完善的处理办法，将不胜感谢！

参考文献：

1）《火力电厂汽轮机检修工艺》张培民；

2）《汽轮机检修工艺》庄肖曾；

3）相关机组厂家设计标准。