郑 国，刘 涛，郑华秀

（湛江电力有限公司，广东湛江 524099）

汽轮机轴承座洼窝现场机加工车削工艺实践

郑 国，刘 涛，郑华秀

（湛江电力有限公司，广东湛江 524099）

对某汽轮机2#轴承座下沉导致瓦垫铁加垫过多无法翻瓦检修的问题，制定机加工车削2#轴承座洼窝的工艺方案并实施。

汽轮机；轴承；加工；车削

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.72

0 前言

汽轮机轴承是汽轮机的重要组成部分，其工作状况的好坏直接影响到机组的安全。某早期投产的汽轮机由于基础沉降引起2#轴承座下沉，导致2#瓦垫铁加垫过多无法翻瓦检修。通过对几种翻瓦检修的处理方案进行可行性分析，合理选择了现场车削2#轴承座洼窝方案并成功实施。

1 汽轮机概述

N300-16.67/537/537-3型汽轮机，1995年投产，为高中压合缸结构，两缸两排汽凝汽器式汽轮机。高中压外缸由下缸中分面伸出的前、后、左、右4个元宝形猫爪，搭在前轴承箱（1#轴承箱）和中压轴承箱（2#轴承箱）的水平中分面上，为下猫爪中分面支承结构，死点设在2#轴承中心线后205 mm处。机组启动时，高中压缸前轴承箱向前膨胀，低压缸向前后2个方向膨胀，轴系相对静子死点在2#轴承箱内推力轴承处，转子由此处向前后2个方向膨胀。

汽轮机轴承箱分布见图1，1#，2#轴承箱是落地式轴承箱，1#，2#轴承为可倾瓦轴承；3#，4#轴承箱是座缸式轴承箱，3#，4#轴承为椭圆瓦轴承。推力轴承为密切尔型，位于2#轴承箱内，为轴系相对死点。各支持轴承是由上、下两半组成，并用螺栓连接成一整体。下半轴承支持在3个垫铁上，在正底部垂直中心线上布置一块垫铁，左、右两垫铁的中心线与轴瓦垂直中心线的夹角70°，都带有调整垫块，可采用按计算比例改变下部垫铁、两侧垫铁的调整垫片厚度来上下左右移动轴瓦，使轴系中心扬度等符合标准要求。

图1 汽轮机轴承箱分布

2 2#轴承座下沉导致2#瓦无法翻瓦

2016年11月，汽轮机进行投产后的第5次大修。综合分析前几次大修记录和本次大修解体数据，包括轴系扬度，中—低、低—发对轮张口，中心高差及各支持轴承油挡中心数据，发现运行多年后，机组基础存在不同程度的沉降。前轴承箱基础、2#轴承箱基础及低压缸各台板基础都有沉降现象，导致本次大修机组轴系中心、扬度变化较大，必须按标准重新对轴系进行调整。

大修解体时测得2#瓦油挡洼窝数值：左侧a=5.10 mm，右侧b=5.05 mm，底部c=6.50 mm，c-|a+b|/2=1.43 mm，2#瓦油挡下洼窝偏大1.43 mm。由于基础沉降，前几次轴系中心调整已在2#瓦底部背面的垫铁加垫，使轴系中心高度增加了1.5 mm，而轴承箱体中分面左右侧瓦口位没有同时增大，2#轴承座洼窝变成了立椭圆状态，中分面半径小于垂直面半径，固而造成2#瓦翻不出来，导致2#瓦在运行中有缺陷也无法处理。上一次维修中，由于2#瓦温度测点故障异常，想翻瓦更换测点也无法处理，最后只能是重新接线监视运行。

本次大修，对轴系调整与前几次一样，以低压缸3#，4#轴瓦为基准，由于发电机基础沉降导致发电机底部已无垫片可抽，因此不能下调3#，4#轴瓦标高。经轴系调整计算，考虑前轴承箱、中压轴承箱基础的沉降，发现牺牲转子部分扬度后，2#瓦垫铁需要添加的垫片厚度仍较大，至少还要在底部增加0.3 mm，垫片厚度累计将达到1.8 mm以上，2#瓦更加不易翻出，以后2#瓦有故障将无法翻瓦进行处理。

3 处理方案及可行性分析

要解决2#轴承座下沉、2#瓦油挡下洼窝偏大、2#瓦垫铁加垫多无法翻瓦的问题，较彻底的方法是翻出2#轴承箱，重新抬高2#轴承箱。但是机组大修和机组安装不同，台板、轴承座已定位，不可能在大修中翻出2#轴承箱对其标高进行调整[1]，而且2#轴承箱是汽轮机高中压缸的绝对膨胀死点和轴系的相对膨胀死点，推力瓦座也安装在2#轴承箱内。考虑到该方案工作量大、风险较高，没有采取该方案，只能在每次大修中通过在2#瓦瓦枕垫铁下增加垫片的方式来抬高2#瓦，使其满足轴系中心和扬度等标准值的要求。经与制造厂沟通，现场不翻出轴承箱处理2#瓦油挡洼窝底部间隙大的问题有2种办案。

（1）现场车削加工。将轴承座洼窝左右和顶部间隙扩大，将立椭圆扩大为一个同心圆，保证轴承中心到轴承座的距离各向长度一致，其他轴瓦垫块比较薄的位置通过垫片调整和研磨来保证接触，保证翻瓦。

（2）先补焊轴承座，再车削加工。将轴承座底部标高按油挡洼窝间隙偏差值网上抬，再抽出轴瓦底部垫块多加的垫片，可以保证翻瓦。缺点是焊接工作量大、容易变形，同时轴承座上下半的中分面不在中心线上。

经分析对比，决定采用第一种方案，在不移动箱体情况下进行现场直接车削加工，只车削下半瓦座，以2#瓦座底部为内切圆，半径比2#瓦座大1.8 mm进行车削加工。车削量不大，只是左右侧最大处车削掉1.8 mm的量，车掉的地方通过对瓦枕加垫片并经研磨检查后，接触良好。

4 现场机加工车削洼窝工艺实践

制定在现场车削2#轴承座洼窝方案后，根据2#轴承箱的具体尺寸，设计制造了机加工工装，并在现场经多次试装调整和改进后，最终符合加工要求（图2）。

图2 现场机加工工装示意

为了保证加工质量和加工精度，防止车削出来洼窝面的圆度、锥度、同心度有偏移和振荡现象，必须重视机加工工装在轴承座位置安装调整时的校正过程，需进行高精度校正[2-3]。

4.1 现场车削2#轴承座方案实施步骤和技术要求

（1）根据2#瓦油挡洼窝与中心调整后的具体数据，确定2#瓦座的加工量。通过测量并计算出瓦座的车削量约1.8 mm。

（2）加工时，以2#瓦下瓦座水平面为标准，圆心上移1.8 mm，以此圆心与2#瓦下瓦座底部相切距离为半径进行车削加工（图 3）。

图3 现场机加工示意

（3）将机加工工装固定架设在2#瓦箱体两端，以两端固定机架对中心线进行调整，在刀架上架百分表，对2#轴承座洼窝面打表测量找平找正。将百分表清零后，旋转卡盘对前后左右各端面进行测量，左右洼窝变化值在0.02 mm以内，保证中心校正精度在0.02 mm以内，用合像水平仪检查镗杆的水平度在0.02 mm/m以内，经检验合格后将机加工工装固定在箱体两侧。

（4）在加工前画好加工线（离瓦口1.8 mm）及验收参照线，机加工车削轴承座洼窝前把百分表装在镗孔机刀架上再次复核轴系对中数值，安装好车刀及车削第一刀时，验收人员及时跟进验收。

（5）加工过程中要密切检查机加工工装的稳固性，每次进刀量为0.1 mm，以免切削过量。加工中及时检查加工尺寸并确保同心度及表面粗糙度合格。车削完成后，还需要手工打磨，保证加工偏差在0.05 mm以内，表面粗糙度值应＜Ra3.2 μm。图4为已加工处理好的轴承座。

图4 已加工处理好的轴承座

4.2 加工处理好2#轴承座洼窝后轴承的检修工艺要求

加工处理好2#轴承座洼窝后，垫铁和轴承座洼窝接触的好坏，不但直接影响本次加工工程的成败，而且还会影响到汽轮机的振动和瓦的安全运行[4]。必须要严格按照工艺标准要求严格执行到位。

（1）将加工车削掉的洼窝面对应3块垫铁位置按比例加上调整垫片（垫片数量尽量不要超过3块，可将薄垫片换成厚垫片），结合汽轮机中低对轮中心、汽缸洼窝中心等情况，综合分析考虑，计算出底部和两侧垫铁的研刮量。

（2）用涂红粉检查垫铁和轴承座的接触情况，保证接触面积应大于总面积75%且分布均匀，不符合标准的应进行研刮。3块垫铁应同时研刮，防止刮过量及刮偏斜，使轴瓦位置歪斜和四角油楔不相等。可先用角向砂轮机或锉刀进行粗刮，当间隙＜0.1 mm时，改用刮刀精刮。当3块垫铁落在轴承座上时用0.03 mm塞尺片检查不入。下部有来油孔的垫铁，油孔周围接触点要严密，以防止润滑油外泄。

（3）轴瓦验收回装后，检查轴系扬度，中-低、低-发对轮张口，中心高差等数据符合标准要求。重新调整2#轴承油档洼窝，检查测量数值：左侧a值=5.12 mm，右侧b值=5.12 mm，底部c值=6.62 mm，此数据作为下次检修的参考数据，继续监视轴承箱是否还存在下沉现象。

5 实践效果及结论

该汽轮机组修后一次启动成功，机组带满负荷330 MW，各轴瓦振动合运行情况良好。其中，2#瓦振动、轴平振动、轴垂振动值为 4 μm，50 μm，29 μm；2#瓦金属温度最高为 81.6 ℃，回油温度为52.5℃，运行情况非常良好。该轴承座洼窝现场机加工工艺方案的实施，有效解决了轴承箱下沉导致翻瓦检修困难的问题，为机组的安全运行和检修维护打下良好基础，实践经验可供各类型汽轮机组现场实施时参考。

［1］许世诚.汽轮机（火力发电设备检修实用丛书）［M］.北京：中国电力出版社，2015.

［2］王明明，韩建存，姜志强.汽轮机缸体车加工校正工艺改进［J］.金属加工（冷加工），2012（23）：28-30.

［3］曹海.移动式液压驱动现场镗缸机设计［J］.金属加工（冷加工），2012（23）：30-33.

［4］房贵明.100 MW 机组通流改造现场实施［J］.上海汽轮机，2002（1）：43-48.

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〔编辑 吴建卿〕