Назначение, типовые конструкции

Вал ротора паровой турбины устанавливается в опорных подшипниках, которые воспринимают и передают на детали статора радиальные нагрузки от собственного веса валопровода; его неуравновешенных центробежных сил и расцентровок; аэродинамических сил, возникающих в проточной части и уплотнениях турбины.

В паровых турбинах применяются только подшипники скольжения с жидкостным трением, в которых между вращающимися

и неподвижными деталями при нормальной работе существует тонкий слой смазки.

В различных конструкциях паровых турбин применяются либо выносные корпуса подшипников (стулья), которые устанавливаются отдельно от цилиндров на свои фундаментные рамы, либо встроенные корпуса подшипников, которые ввариваются непосредственно в конструкцию сварных цилиндров и составляют с ними одно целое.

Внутри корпусов подшипников размещаются:

• встроенная система маслоснабжения вкладышей и слива масла;
• масляные уплотнения (маслоотбойные кольца), расположенные в местах выхода роторов из корпусов подшипников и предназначенные для предотвращения протечек масла вдоль роторов;
• перегородки, разделяющие внутреннюю полость корпусов подшипников на отсеки в местах установки вкладышей и расположения муфты, которые препятствуют пенообразованию масла.

В нижней половине внутренней полости корпусов подшипников устанавливаются кронштейны, предназначенные для крепления датчиков системы контроля и защиты турбины.

Характерные дефекты и причины их появления

• Выработка баббитовой расточки происходит в процессе эксплуатации, как правило, при пусках и остановах турбоагрегата в условиях полусухого трения из-за отсутствия устойчивого масляного клина при малых частотах вращения ротора; величина выработки в значительной мере зависит от количества пусков и остановов, качества масла и распределения нагрузки от веса ротора на опорные подшипники.
• Механический износ баббита с возникновением на нем кольцевых рисок возникает обычно в результате эксплуатации турбины с применением обводненного масла или масла с повышенным содержанием механических примесей.
• Отслоение баббитовой заливки вкладыша происходит вследствие некачественной заливки баббита или высокого уровня динамических нагрузок при повышенной вибрации турбоагрегата.

• Выкрашивание баббитовой заливки вкладыша происходит вследствие:

а)  увеличенных зазоров в расточке вкладыша;

б)  перераспределения нагрузок на подшипник в результате тепловых расцентровок и возникающей вследствие этого вибрации ротора.

• Электроэрозионный износ расточки баббита возникает в результате появления токов между роторами и опорами из-за остаточной намагниченности деталей турбины или отсутствия изоляции в районе заднего подшипника генератора (задний стул — фундаментная рама, задний подшипник водородного уплотнения — его корпус).
• Повреждение опорных подшипников с частичным подплавлением баббитовой заливки или ее полным выплавлением происходит:

а)  из-за прекращения подачи масла или снижения его расхода на подшипник;

б)  перераспределения нагрузки на подшипники в результате тепловой расцентровки роторов (затрудненных тепловых расширений турбины).

• Повреждение опорных колодок и набора регулирующих прокладок вкладыша происходит обычно по следующим причинам:

а) дефекты сборки подшипника (слабая обтяжка крепежа опорных колодок и, как следствие, отсутствие натяга на подшипнике);

б) некачественная пригонка прилегания опорных подушек к расточке вкладыша; отсутствие натяга на подшипнике;

в) перераспределение нагрузок на подшипник в результате тепловых расцентровок; наличие большой угловой несоосности роторов («маятника»).

• Повреждение опорных поверхностей расточек корпусов подшипников.
• Повреждение сферы самоустанавливающихся опорных и опорно-упорных подшипников происходит вследствие:

а) отсутствия натяга по сфере вкладыша подшипника;

б) перераспределения нагрузок на подшипник в результате тепловых расцентровок;

в) наличия излома осей пары роторов с жесткой муфтой «маятника» (в результате торцевого боя полумуфт или неправильной затяжки крепежа муфты).

• Течь масла по валу происходит вследствие:

а) увеличенных зазоров по усикам масляного уплотнения, возникающих в результате износа усиков в процессе эксплуатации, а также некачественной пригонки зазоров во время монтажа и ремонта;

б) избыточного давления в корпусе подшипника;

в) наличия повреждений в разъемах масляного уплотнения (неплоскостность сопрягаемых поверхностей).

•  Течь масла по разъемам крышки корпуса подшипников может происходить по следующим причинам:

а) наличие в разъемах механических повреждений или неплоскостности сопрягаемых поверхностей;

б) увеличение сверхдопустимого натяга между крышкой и вкладышем;

в) некачественная сборка разъема или отсутствие уплотнительных материалов;

г) несоответствие линейных размеров закатного масляного уплотнения размерам расточки под него.

• Течь масла в трещины корпуса подшипников, трубопроводов маслоподвода.
• Повреждение расточек под опорные вкладыши, как правило, происходит по следующим причинам:

а) мал или отсутствует натяг по вкладышу подшипника;

б) некачественная сборка опорных подушек вкладышей и, как следствие, отсутствие натяга;

в) отсутствие требуемой площади прилегания опорных подушек к расточке корпуса подшипника;

г) отсутствие прилегания по сферам обоймы и вкладыша самоустанавливающегося подшипника и, как следствие, отсутствие натяга;

д) электроэрозионный износ расточек.

• Увеличенные зазоры в шпоночных соединениях (в первую очередь — в вертикальных и консольных шпонках).

Применяемые материалы

Вкладыши подшипников изготавливаются из чугуна марки СЧ-21-40. Вкладыши самоустанавливающихся, комбинированных и сегментных подшипников, а также обойм выполняются из поковок низкоуглеродистых сталей марок Ст. 10, Ст. 15.

В качестве антифрикционного материала для заливки подшипников применяется баббит марки Б-83, имеющий следующий состав, %: олово — 83, сурьма — 11, медь — 6.