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轴承甩油及轴瓦间隙控制
王艳红湖南零陵发电设备有限公司(425007)分块瓦式水导轴承与筒式水导轴承相比，具有以下特点：①轴瓦间隙调整灵活、方便；②瓦与轴的接触面小，瓦温不易上升，润滑条件好；③适应顶盖的能力较强，对顶盖的刚度要求相对低些；④零部件较轻，制造容易，安装方便。随着水电机组向高转速、大容量方面发展，可以预计，将会有越来越多的机组采用分块瓦式水导轴承。但甩油和轴瓦间隙运行时增大，一直是影响分块瓦式轴承安全使用的两大因素。本文通过分析轴承甩油与轴间隙运行过程中增大的原因，寻求解决的方法，以求通过努力，保证轴承的安全运行。
1甩油
机组运行时，水导轴承中的油或油雾跑出轴承油槽的现象，称为轴承甩油。这不仅浪费润滑油、污染环境，有时机组因甩油严重，而致使运行油位下降造成油位过低，引起烧瓦。因此，轴承的甩油一直是轴承设计时的一个需重点考虑的问题。轴承甩油有两种情况：一是润滑油通过主轴轴领内壁与挡轴筒之间的间隙，甩向主轴表面，这种甩油称为轴承内甩油；另一种情况是润滑油通过旋转部件与轴承盖板间的间隙甩向盖板外部，这称之为外甩油。
1.1内甩油
内甩油形成的原因：机组在运行时，由于主轴密封上的护罩旋转鼓风，使主轴轴内下侧至油面之间，容易形成局部负压，使油吸高或涌溢而甩溅到挡油筒外部，形成内甩油。这是内甩油形成的一个主要原因；另一个形成内甩油的主要原因是：由于挡油管与主轴轴领圆壁之间，因制造、运输、安装时的原因，产生不同程度的偏心，使工件之间的油环不均匀。如果该处间隙设计时取得很小，则相对偏心率就增大，这时主轴轴领内壁带动其间静油旋转时，出现油泵效应，使润滑油产生较大的压力脉动，导致润滑油上行而出现甩油。
内甩油的处理：根据内甩油的产生原因，在设计时可采取以下的措施来减少或消除甩油。
在主轴轴领颈部上钻均压斜孔，孔径为20~40mm，按圆周等分，布置3~6个孔，使轴领内外通气平压，防上因内部负压而使油面被吸高甩油。
在主轴密封的护罩上加焊一层平板，降低密封护罩搅拌而在轴承下部而形成负压，减小内甩油发生的可能性。
加大轴领内侧与挡油管之间的间隙，使相对偏心率减小，从而降低了油面的压力脉动值，保持了油面的平衡，防上了润滑油的上窜。实际使用情况表明，轴领内侧与挡油管之间的距离增大，可使润滑油的搅动造成的甩油大幅度降低。
加大挡油筒顶端与油面的距离，避免运行中的润滑油在离心力作用下翻过油筒溢出。
加装稳油挡油环。运行时，稳油挡油环起着阻旋作用，增大了内甩油的阻力。部分甩出来的油通过挡油环上环板上的小孔回到轴承槽中，挡油环与挡油筒之间呈静止状态，不会因主轴轴领的旋转运动而使油面波动。
上述措施经过在电站中的运用，证明是有效的、可行的，能满足电站安全运行的需要。但在使用过程中，也发现上述措施的不足之处。
由于挡油筒加高，使挡油筒的刚性成为一个突出问题。由于刚性问题，造成挡油筒存在不同程度的变形。这样，一方面合缝面的密封受到影响；另一方面，在安装时，受轴领结构的限制，挡油筒圆度的调整、测量比较困难，结果是油泵效应还有不同程度的存在。
由于轴领内侧与挡油筒的距离加大，相应轴瓦直径加大，轴承径向尺寸变大。但同时，轴承油槽体积不变或变小，这对降低轴瓦瓦温不利。在轴领内侧与挡油筒结构设计方面，在交流学习时，我们发现其它厂家在这方面的结构设计值得借鉴。
在日本伊吹电站水轮机设计过程中，日立公司提供了水导轴承的结构参考图。该轴承挡油筒处结构紧凑，整个轴承体积不大，但其油槽储油量较大。我们认为日立公司在挡油筒设计上采取了如下措施：挡油筒设计时选择等刚性截面，根部壁厚，随着挡油筒高度增加，圆筒壁厚随之降低，从而通过选择合理的壁厚，控制刚性。在分轴领内侧根部对应在挡油筒处设挡油环，抑制润滑油的液面波动，阻止润滑油上窜形成甩油。部分越过挡油环的润滑油，由于轴领内侧根部台阶的作用，无法上移，在重力作用下流回油槽，这样整个挡油筒设计就紧凑。
二滩水电站设计的水导轴承，为防止轴承内甩油，其挡油筒结构设计方面也很有特色。该挡油筒设计独特之处在于其导流叶栅与挡油环的布置。其导流叶栅位于正常工作油面以下，与油筒壁成10°下压角。旋转的润滑油流经叶栅后形成一个下压分力而使油上窜受阻，有效减少内甩油，并且该挡油筒还在正常工作油面以下布置有伞型挡油环（目前，我厂的挡油环均置于正常油面以上，相对比较而言，就显得挡油筒较高）。这样，由于挡油环的存在，即使少量润滑油通过叶栅上爬后也难通过两道伞型挡油环，故内甩油得到有效控制。如果将上述新结构运用于我厂水导轴承上，能有效降低挡油筒高度，简化加工与安装技术要求，并且还可以为解决已运行水导轴承出现的内甩油，提供借鉴。
1.2外甩油
外甩油形成的原因：对于水导轴承，润滑油从轴承盖板处以油珠的形式逸出形成甩油的情况很少，更多的是以油雾形式，从轴承盖板缝