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1、1推力轴承轴向定位的工艺改进298 系列汽轮机是近两年新设计的为 60 万千瓦机组配套的新机型机组的主副推力轴承全部采用进口的楔式可倾瓦，该轴瓦分上下二半环，结构紧凑，装入轴承体后，由于可倾瓦的自调能力较好，对推力盘能保持良好的接触。加之轴瓦在轴承体内采用浮动式装配，所以在机组运行使能保证汽轮机整体轴向间隙始终保持在完好的状态。同时保证推力瓦在运行时能获得良好的润滑效果。在推力轴承的装配过程中，由于半环推力瓦的测点无法固定，一副轴向定位的调整垫片要经过 23 次的磨削才能达到装配要求，既费时，又费力。此道工序成了装配过程中的瓶颈。根据实际情况，对推力轴承的轴向定位方法进行了改进，制作了胶木模拟
2、瓦环和工艺调整垫片，采用粗、精二步调整法，根据主、副推力瓦调整垫片实际所需的尺寸，经过一次磨削加工就能满足装配的技术要求，装配进度和装配精度都有了实质性的提高。【关键词】主副推力轴承、楔式可倾瓦、胶木模拟瓦环、工艺调整垫片、轴向定位、推力间隙。1.前言推力轴承是汽轮机控制转子在汽缸内与其它部件保持正确轴向位置的重要零件。常用的推力轴承一般都采用固定式结构，也就是说推力轴承由加工保证其设计尺寸后，用螺栓固定在轴承体内。轴向位置通过轴承体球面座（俗称“瓦枕” ）与轴承座之间的前后调整垫片，按实测尺寸磨削后一次定位而成。此结构的推力轴承在转子2吊入汽缸后，它与转子所接触相对位置都要准确无误，而转子在
3、汽缸内与各零部件轴向位置也要准确无误，这样才能保证调整垫片尺寸准确无误。298 系列的推力轴承采用浮动装配（不固定） ，也是就是说在静止状态下主、副推力瓦半环及调整垫片在轴承体内可作圆周运动，在不打开汽缸，吊走转子的情况下，就可拆装推力轴承，这对检修调整都带来了很大的方便。由于 298 推力轴承的特殊结构，它的轴向位置调整就必须采用二步调整法，在这里我们称之为 A+B调整法。A 就是与固定式推力轴承相同根据转子在汽缸内所要求的位置调整球面座与轴承座之间的调整垫片。B：在 A 工步完成以后，在消除 A 工步误差的基础上，精确地根据转子在汽缸内的轴向位置的要求，实测主推力瓦环调整垫片的实际尺寸，委
4、托加工后装入轴承体内。在复验转子等零部件的轴向位置都达到设计要求后，实测副推力瓦调整垫片实际所需尺寸，委托加工后装入。通过 A+B 调整法调整后各轴向位置比固定式推力轴承精确度要高。再则 298 推力轴承采用的是楔式可倾瓦环，在汽轮机运行时与转子的推力盘有良好接触，浮动式装配结构又可在运行时使推力轴承得到良好的润滑效果。1.1 装配过程中存在的问题1) 由于主推力轴承是推力瓦环加调整垫片的结构，所以在没有确定调整垫片厚度的情况下，转子在汽缸内的轴向位置确定后，轴承体球面座与前轴承座的轴向位置就很难确定，调整垫片的尺寸也无法提供。按常规的平分法来进行 A 工步调整的话，正常的情况下，也3就是说前
5、轴承座、球面座、轴承体等各轴承系的零部件加工尺寸都能达到设计要求，汽缸与前轴承座联接端面的轴向尺寸也精确无误，用平分法来加工调整垫片的尺寸也是可行的。反之，如果以上所列的零部件中有一件或多件的加工尺寸都朝一个方向偏移，或者累计误差值过大的话，A 工步完成后，B 工步的调整就无法正常进行。最主要的就是主推力瓦环调整垫片的加工余量是否够（最初时碰到过调整垫片无加工余量的情况） ，如重新照配加工一副调整垫片的话，对整个装配周期的影响是很大的。2) 按正常的工序完成 A工步后，转子在汽缸内的各轴向位置都符合设计要求。B 工步首先就是要确定主推力瓦环调整垫片的厚度。由于 298 系列的推力轴承是楔式可倾
6、瓦环，瓦块与调整垫片接触面是圆弧状，加上是浮动式装配结构，所以调整垫片的测点无法固定，用塞规每次测出的数据都有误差，一副调整垫片要经过 2 至 3 次的磨削才能达到设计的要求。副推力瓦调整垫片的测量也存在着同样的问题。这样调整法虽然能满足轴向位置的精度要求，但增加了磨削加工的工作量，直接影响到了制造成本和装配周期。综合以上所述的问题，已经对 298 系列汽轮机的总装造成很大影响。在正常生产过程中如果是单台或台份数很少的产品，临时采用以上的方法似乎还是可行的。但 298 系列机组是与 60 万千瓦汽轮机配套的产品，也就是近几年我公司的主导产品，市场前景广，需求量大，一台 60 万千瓦机组配两台
7、298 机组，每年的产量是相当可观的，特别是近几年电站市场的快速发展，每家用户要货都非常急，4交货期能提前两天，用户的感觉就完全不一样。如果因装配周期而拖延两天交货，用户对公司的信誉就会有另外一种看法。尽快解决推力轴承轴向定位装配过程中的瓶颈也就成了当务之急的问题。1.2 解决问题的方法1) 要解决上述两个问题，先要解决座承体球面座与前轴承座的轴向定位问题，也就是 A 工步调整法。我们先从轴承体和球面座入手。首先，轴承体的外球面和球面座内球面接触面肯定符合设计要求，装配前着色做过检查，也就是说轴承体和球面座装配后它们的轴向位置是固定不变的。要想获得球面座在前轴承座里的相对位置，测得前后调整垫片
8、的实际尺寸，首先要保证转子在汽缸内与各零部件保持准确的轴向定位，同时要保证在 B 工步调整时主推力瓦环的调整垫片要有足够的磨余量。转子的轴向定位在转子吊入汽缸后可以按设计要求直接确定，主要解决的就是保证主推力瓦环调整垫片的磨余量的问题。根据以前出厂的机组主调整垫片的尺寸记录计算出它们的平均值，再将主推力轴瓦的两半环在标准平板上按装配要求，将两楔口组合，实测推力瓦环最高点的实际尺寸。然后将调整垫片的平均尺寸与推力瓦环的尺寸相加，得出所需的待加工的模拟瓦环厚度尺寸（见图 11） 。由于转子的推理盘的表面粗糙度精度要求较高，不允许在装配过程中有任何损伤，否则在汽轮机运行时会将推力轴承表面的巴氏合金损
9、坏，所以在模拟瓦环制作时选用了胶木材料。模拟推力瓦环装入轴承体内后，每台机组的实际尺寸都会有5少量误差，也就是前面所说的累计误差，当要完全满足转子的轴向定位时，就要在推力盘、模拟推力瓦环与轴承体端面完全贴合的状态下进行 A 工步的调整，确定球面座在前轴座内的相对位置，实测前后调整垫片的厚度，委托加工磨准，装入后即完成了 A 工步的调整。2) 完成 A 工步调整及多道汽轮机的装配工序后，298 系列机组进入出厂前精装阶段，在这个工序阶段内将要完成装配过程中的完全组合，其中包括主推力瓦环调整垫片的厚度调整（B 工步调整） ，以主推力轴承在轴承体准确的轴向定位来保证转子在汽缸内与各零部件的轴向定位。
10、在 A 工步调整时测得主推瓦最高点的尺寸，它只是一个接近实际尺寸的数值，只能满足制作模拟瓦环的要求，况且 A 工步也只是一个粗定位的过程。精装阶段的定位是要将主推力瓦环装入轴承体内来实测调整垫片厚度的。由于主推力轴承是楔式可倾瓦环，瓦块背部又呈圆弧状，当半环在轴承体内时，测点是无法固定的。若要将二半环完全楔入就必须将上半轴承体全部盖上，这样就更无法测量。只有通过调整垫片的多次磨削，才能获得所需的尺寸。而调整垫片多次磨削加工的过程以及需磨去的尺寸都是通过实测转子的轴向位置获得的，问题的症结就是调整垫片第一次所要求加工的尺寸。既然调整垫片的最终尺寸是靠测量转子在汽缸内轴向位置来确定的，那么，在主推
11、力瓦环及轴承体球面座静态完全组合情况下，实测转子的轴向位置，用反算法来确定调整垫片的厚度，应该也是切实可行的。实际操作时工艺调整垫片的厚度为以往平均值减61mm（约 7mm 左右，见图 12） ，完全组合后在实测转子的轴向位置偏差。根据设计要求数值的中间公差，用缺多少加多少的方法磨准调整垫片，即可达到经过一次磨削就可以保证转子轴向位置的情况下确定主推力轴承的轴向位置。主推力轴承的问题得以解决后，副推力轴承的轴向定位问题也就迎刃而解了。所不同的就是在计算推力间隙的同时要消除轴承体球面座因装配间隙而造成的轴向窜动误差。确保推力间隙满足 0.05mm 的公差带内。298 系列汽轮机的推力轴承相对我们
12、传统的固定式或分块组装式推力轴承，具有体积小、结构紧凑、自调能力强、润滑效果好、拆卸方便等优点。在装配过程中相对要求也较高，轴向定位及推力间隙经过 A+B 调整法进行调整后，已完全能达到只需经过一次磨削加工就能达到设计所要求的各装配数值。经过 A+B 轴向定位工艺改进后，操作更为简便，工作效率要比原操作法提高 23 倍，其中还不包括委托加工的等工时间，加工成本明显降低。经过 A+B 调整发调整后的推力轴承具有轴向定位准确，推力轴承与推力盘之间间隙精确，加之推力轴承原来的诸多优点，298 系列汽轮机的推力轴承基本上都能达到一流的运行标准。经过 A+B 调整法的工艺改进，298 系列汽轮机总的装配周期明显缩短，交货期提前，得到电厂用户的一致赞扬。电站行业近几年来的新产品、新机型会使我们在日常工作中碰到许多新问题，这就需要我们去正确面对，用正确、科学的方法去解决这些问题，不断用经验的积累和技术的创新去解决问题，为企7业的生产排忧解难，为企业、为社会创造更多的效益。
