轴瓦的浇铸工艺

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0 概述广东省潮州市凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区.由凤凰水库 、-级电站和二级电站A站、B站组成。凤凰水库建成于 1968年，集雨面积 164km2.多年平均径流量24403万 m，.水库正常蓄水位高程332.Om，相应库容 5170万 rn3。-级电站为坝后式电站 .装配 2台1600kW发电机。二级电站位于潮安县归湖镇.为引水式电站，引水渠道全长 15.6km，最大流量 12m3/s.设计水头 250.8m.其中A站建成于1968年.装配 4台 2000kW发电机和 4台3000kW发电机 .B站建成于 2004年 .装 2台 12000kW发电机.全厂设计发电量 1-3亿 kW·h。

是潮州市的骨干发电厂.为粤东地区的经济发展和稳定发挥了重要的作用。

广东省潮州市凤凰水电厂 A站 #1F机投产于 1968年 4月 .在2009年 5月 20日突然出现励磁机侧轴承温度升高和振动增大的情况 ，励磁机侧轴承温度最高达 64℃，接近规定值 (65C)，机组振动达0.35mm(振幅).远远超过规程规定的O.20mm(振幅).经拆出轴承检查.我们发现轴承的下半瓦瓦面破损严重.瓦面碎裂面积约占整个瓦面的80%，造成机组不能正常运行.严重影响了机组的安全运行 ，也影响了我厂的安全生产为保证 #1F机能够正常运行.保证我厂设备的完好率 .我们经过查找有关轴承的书籍、图纸等技术资料并到潮州市机械厂请教和参观周边电站的实际情况后决定利用自己的力量对轴承进行重新浇铸.完成后投入运行正常1 主要技术参数1.1 水轮机的主要技术参数型号：CJ-W-125/lx14.0额定出力：2000kW设计流量：1.05m3/s设计水头：250.8m额定转速：500r/min1-2 发电机的主要技术参数型号：MC324-18/12额定容量：2500kVA功率因数 ：O.813 轴承尺寸直径 ：250ram长度：3oomm2 轴承的作用、构成和工作原理2.1 轴承的作用轴承设置的目的在于限制主轴只能在轴承的规定间隙范围内运行和承受主轴上的径向负荷。转轮的动不平衡和静不平衡、水力不平衡、发电机的磁拉力不平衡或动不平衡等都对轴承的径向受力情况有影响。

2.2 轴承的构成轴承为稀油润滑筒式轴承，主要由轴承盖、上半轴瓦、下半轴瓦、进油管、油杯、油环、轴承座、回油管、油盆和温度计等附属部件组成。

油盆用螺栓固定在基础上.在油盆中部安装温度计和回油管 ，下半轴瓦放在油盆上并与上半轴瓦用螺栓联结后抱在主轴上.轴承盖盖在上半轴瓦上面并用螺栓与油盆联结.轴承盖顶部开有螺纹孔与油杯联结并与进油管相连.油环套在主轴上.下半轴瓦的底部和油环的下半部浸在润滑油中23 工作原理在机组运行时通过进油管和油杯将润滑油送进轴瓦与主轴的结合部进行润滑 .带走部分热量后流进油盆.然后通过回油管进入外部冷却器进行冷却.冷却后的润滑油通过油泵泵后再进入轴承.同时油环跟随主轴旋转.将部分润滑油带到主轴上增加润滑油量.加强冷却效果，如此往复循环。当主轴顺时针运转时，润滑油很容易进入轴承瓦面，并产生油楔.对瓦面进行润滑.-般不会导致轴承温度升高的现象.更不会导致烧瓦现象 当主轴旋转时轴颈与瓦面间形成稳定的油楔.从而承受径向载荷并通过轴承传递到基础上2.4 技术要求根据设计要求.当机组在连续运转的条件下冷却水最高温度不超过 25℃时.瓦温与油温的最高温度均不应超过 65℃ 瓦温与油温的高低，不但与冷却水的温度有关.还与润滑油的循环情况及轴瓦与主轴轴颈的问隙情况有关。轴承的允许间隙为 O.3～0.4mm(边间隙)。

3 轴承浇铸3.1 准备工作制作胎具 ：胎具是用钢板压制而成.由于本轴瓦合金层约厚6mm.要求浇注后的加工余量均匀.所以胎具半径是按轴瓦半径减去8ram制造.然后用四段槽钢将轴瓦锁紧在胎具上3.2 轴瓦清洁先将轴瓦表面残余的合金锡清除干净 .然后用碱水清洗.除掉轴瓦上的油污.再用稀硫酸刷洗轴瓦上的锈点污垢.最后用碱水冲洗-次 .以确保轴瓦表面干净3.3 轴瓦预热经过清洗后的轴瓦要在炉子上预热 .预热前为避免轴瓦表面氧化，要涂上助熔剂。为防止轴瓦在加热过程中发生变形.预热时不可送风升温 .也不宜再加焦炭.因为焦炭产生的黑烟会影响轴瓦表面的挂锡质量。

轴瓦预热温度的检查可用锡条在轴瓦表面涂擦 .观察锡条在轴瓦表面上熔化的速度来判断轴瓦预热温度的高低.也可用表面温度计测定温度。因为锡的熔点是 232%，所以我们-般控制轴瓦的预热温度在 230%～280%之间。

3.4 轴瓦挂锡挂锡之前，在被涂表面要先涂-次助熔剂溶液。助熔剂用 32%氯化锌、1.5%氯化亚锡、5%氯化氨和水调配而成。挂锡时必须用钢丝刷在轴瓦内表面上刷满，使挂锡均匀 ，否则漏挂锡之处将产生脱壳 ，挂锡后再用水冲洗掉轴瓦上的残余助熔剂3.5 安装调整在浇铸场地上铺上-张 lmxlm的石棉垫.然后将安装在胎具上后的轴瓦放在石棉垫上 .用耐火泥封堵底部缝隙.堵缝隙时要用力压紧，堵后不要振动.以防开裂。耐火泥用水玻璃加滑石粉调合而成。

3.6 合金熔化巴氏合金的熔化是在 自制钢桶内进行的.合金量按轴瓦所需要量的 150%计算。熔化前先在钢桶内装入二分之-的合金量，待熔化后再分批投入余量合金.其目的是为了减少已熔化合金的氧化.又能调节已熔化合金的温度，温度-般控制在420% 46O c之间。为提高合金浇注性能.浇注前半小时需加入占该合金重量 0.05%～0.10%氯化氨溶剂，以使熔化的合金除氧、排气和使沉渣上福在浇注前二分钟还要加人少量松香，以改善巴氏合金的流动性.同时进行搅拌。

3.7 合金浇注浇注时由两个人抬起钢桶进行 .浇注时注意速度要快，流程要短，动作要同步.流量要均匀，浇冒口不可对着挂锡表面。

3.8 合金冷却 (下转第420页)加 12013年 第 5期 SCIENCE＆TECHNOLOGY INFORMATION O矿业论2 0 科技信息点：(1)c2H 的产生速率与煤温之间的变化关系比较明确.随着煤温的上升而增加.呈单-的递增关系：(2)C2H 是氧化过程中的产物.矿井大气和吸附的瓦斯气体中都不含有 C2H4；(3)C H 产生的临界温度为 180℃左右：(4)CzH 的出现表明煤的氧化已进入氧化释放气体阶段.它的出现是煤 自燃进入加速阶段的标志c H 的现场应用同样也遇到和 CO-样的问题 .即现踌测到的c2H 发生量与煤温之间的关系不明确，但就其临界温度而言则具有很大的应用价值.如果现踌测到c 4.则表明此时的煤温已经超过其临界值(180℃)，这比单用 c0又准确了-步 ，同时也可以根据检测到的 C H (浓度的变化趋势，大致估计自然发火在这-温度段的情况。由于 c H 的出现是煤氧化进入加速阶段的标志.因此.在矿井 自然发火预测预报中，密切注意和观察 C：H 的出现及其浓度的变化.对矿井防灭火工作具有十分重大的意义c，H 标志气体的发生规律与 c H4有很大发的类同之处3)煤自然发火的 c (乙炔)标志气体c2H 出现的时间最晚.出现临界温度值也最高.唐El煤业均检测不到自然发火过程中的 C H4)煤自然发火标志气体的 C HJC2I/ 比煤自然发火过程中，c HJC H 比值与煤温之间的关系如图6所示180 228 398 368 ：398 466煤温图 6 C。HJC H。比值与煤温之间的关系在 c2H 产生的开始阶段.其发生速率撒于 C 的增长速度 ，因而其比值逐渐增大 ，并且出现峰值 ，之后煤的氧化进入加速氧化阶段。

c H 的发生速率高于 c H 的发生速率，因而又开始下降。因此，第-次峰值出现是煤进入激烈氧化阶段的标志 对于唐口煤业这-温度值为 240%左右。

由于该指标只有出现 c H 后才能应用 ，因此使用时应慎重考虑c H 临界温度以前的自然发火状态。

5)煤自然发火的链烷比链烷比主要包括两类 ：-类.是长链的烷烃气体与甲烷的比值(C HdCL、C HJCH 、C4H gCI4)；另-类，是长链烷烃气体与乙烷的比值(c，HJC H ，C H dc H )。在本试验结果中C2HdCH 的比率随煤温的变化规律不明显。在矿井实际产生的烷烃气体中，大部分是 cH4，而这些CH 绝大部分来源于吸附c乩的涌出，煤氧化所产生的cH4的仅占极小-部分，也就是说在实际生产过程中。cH4的浓度受采掘工作面、落煤时间的影响，使得 CzHdCH 比值的变化与煤 自然发火各阶段之间的关系不明确，因此，它们不适合作为煤自燃的标志气体指标。但是它们对于不受生产工序和通风影响的封闭区内的自然发火预测.具有-定的应用价值3 结论煤自然发火-般都要经历从缓慢氧化到加速氧化直至激烈氧化的阶段.针对不同阶段所采取的防灭火措施应该是不同的 因此作为煤自然发火的预测预报应该根据本矿的实际情况优选适合于本矿防灭火工作的综合标志气体指标.对煤自然发火的不同阶段进行预测预报，以指导防灭火措施的制定和实施 .而不应该照搬其它矿井的预测指标.更不应该仅使用 CO单-指标标志气体优选工作中应抛弃过去相当长时间采用的单纯使用 CO及其派生指标的片面观念 .应当在使用 c0的前提下.探讨和寻求其它的代表的烯烃气体和以乙炔为代表的炔烃气体共同作为综合判断指标的可能性.并增加这些标志气体的预测预报指标作为综合指标对煤 自然发火的不同阶段及其发展态势进行预测预报 .这样不但可以排除单-使用 CO时出现的地质因素和采掘因素的干扰和对它可信度的怀疑 .还可以根据不同的氧化阶段采取相应的防治措施 .做到有的放矢。

对于唐El煤业来说.c0可以作为预测预报自然发火的指标气体。

其预测的温度范围应该在 72℃～188oC之间 但是 CO的出现临界温度很低，仅为 66℃左右.并在整个 自然发火过程中都有 CO产生 .仅靠CO浓度来确定煤 自然发火的进程有-定难度.应在实际生产过程中不断发现并总结 CO派生指标的规律.并借助这些指标综合判断自然发火初期(2℃～188℃)的火灾状态烯烃气体 C 可以作为预测预报煤 自然发火加速阶段的标志气体 ，其预测的温度范围应在 180℃～230℃之间。其代表 c：H4可以视为煤氧化已确实进入 自热加速阶段的标志气体 。在有 CO存在的前提下，只要出现 c2H 毫无疑问即可做出煤已有 自然发火的预报 ，此时采取切实有效的防灭火措施已迫在眉睫.如果延误时机可能发展为重大火灾事故.给灭火工作增加-定的难度C HdC H 可作为判别煤自然发火进程的标志气体指标，其第-峰值是煤的氧化已进入激烈氧化阶段的标志C：HJCH 、C，HdCH 、c4H riCH 不适合作为唐口煤业预测预报煤自然发火的标志气体指标。l(上接第401页)表 1年月 负荷(kW) 最高温度(℃) 最大双振幅(ram)2O09.5 2000 64 O.35- 2009.8 20o0 53 O.12j 2009.11 2000 50 0.132O1O.4 200O 5l O.112010.8 2000 54 O.122O1O.12 2000 50 O.112011.5 2O00 53 0 12巴氏合金浇注完成后应立刻用压缩空气和水通过管子冷却轴瓦外壳的中下部，这样可使轴瓦两边熔化状的合金向中间收缩：同时用加热至 250%～300%的 dPl0mm铁棒在熔化状的合金内上下往复搅动，直到合金凝固为止，这样可使夹杂在合金内的气体排出.又能试探[责任编辑：周娜]合金的冷却情况，以便及时采瑞烤加温补救措施 ，避免产生偏析现象。

4 结语我厂A站 #IF机在轴瓦重新浇注后 .经过近两年时间持续运行 。

现将2009 2011年所监测到的有关数值进行比较.轴承温度和振动均有明显下降.见表 1我们通过运行实践、查找资料和研究分析.依靠自己的力量对轴瓦进行TN：铸，使机组可以继续正常运行，取得了较好的经济效益。l