Технология ремонта и восстановления вкладышей подшипников скольжения

Оглавление
Введение
1.Система планово – предупредительных ремонтов
2.Реконструкция и модернизация оборудования
3.Планирование ремонтов паротурбинного оборудования
4.Изготовление подшипников
4.1.Типовой технологический процесс механической обработки вкладыша опорного подшипника
4.2.Типовой технологический процесс механической обработки вкладыша опорно-упорного подшипника
4.3.Заливка вкладышей баббитом
4.4.Механическая обработка корпусов подшипников
5.Ремонт подшипников
5.1.Ремонт опорных подшипников
5.1.1.Типовые конструкции и основные материалы опорных подшипников
5.1.2.Характерные дефекты опорных подшипников и причины их появления
5.1.3.Основные операции, выполняемые при ремонте опорных подшипников
5.1.4.Вскрытие корпусов подшипников, их ревизия и ремонт
5.1.5.Ревизия вкладышей
5.1.6.Проверка натягов и зазоров
5.1.7.Перемещение подшипников при центровке роторов
5.1.8.Закрытие корпусов подшипников
5.2.Ремонт упорных подшипников
5.2.1.Типовые конструкции и основные материалы упорных подшипников
5.2.2.Ревизия и ремонт упорного подшипника
5.2.3.Контрольная сборка опорно-упорного подшипника
5.3.Проверка осевого разбега ротора
5.4.Перезаливка баббита вкладышей опорных подшипников и колодок упорных подшипников
5.4.1.Расточка перезалитых подшипников.
5.5.Напыление расточек вкладышей
5.6.Ремонт масляных уплотнений
6.Установка подшипников
6.1.Основные подходы к сборке турбин
6.2.Стенды для испытания и сборки турбин
6.3.Сборка фундаментных рам с корпусами цилиндров и подшипников
6.4.Установка, выверка и центровка корпусов цилиндров и подшипников турбины
6.4.1.Центровка по струне
6.4.2.Центровка по уровню
6.4.3.Проверка опорных реакций при помощи динамометров
6.4.4.Центровка корпусов цилиндров и подшипников турбины по расточкам
6.4.5.Центровка корпусов цилиндров и подшипников турбины при помощи оптических, оптико-электронных и лазерных приборов
6.5.Центровка роторов по полумуфтам
6.6.Центровка смежных роторов с четырьмя опорными вкладышами
6.6.1.Центровка смежных роторов с тремя опорными вкладышами
6.7.Центровка обойм диафрагм, паровых и масляных уплотнений и установка соплового аппарата
6.7.1.Центровка обойм диафрагм
6.7.2.Центровка диафрагм
6.7.3.Сборка и центровка паровых и масляных уплотнений
6.7.4.Сборка соплового аппарата
6.8.Проверка зазоров проточной части
6.9.Сборка упорного подшипника
6.10.Контроль смешения осей роторов и перекоса торцов полумуфт
7.Операции монтажа турбины
7.1.Типовой технологический процесс монтажа турбины
7.1.1.Последовательность монтажных работ
7.1.2.Сборка цилиндров
7.1.3.Установка и выверка корпусов цилиндров и подшипников
7.1.4.Установка вкладышей подшипников
7.1.5.Установка и проверка центровки роторов
7.1.6.Установка постоянных подкладок
Заключение
Список используемой литературы

Отклонения нагрузок у динамометров, стоящих рядом на одной и той же опоре по одну сторону оси, составляют ±300 кг, а отклонения величин нагрузок симметрично расположенных динамометров ±5 % от величины нагрузки, приходящейся на динамометр при равномерном распределении нагрузок. Проводимая при этом проверка по уровню в поперечном направлении является лишь только контрольной операцией. После установки по динамометрам под фундаментные рамы корпуса турбины подводят клиновые домкраты. Под лапы цилиндров подводят шпонки так, чтобы достигнутая нагрузка осталась неизменной.
Центровка корпусов цилиндров и подшипников турбины по расточкам
Центровкой турбины с помощью калибрового вала по расточкам достигается совпадение оси ротора с осями расточек корпуса турбины и подшипников. При этом обеспечиваются равномерные радиальные зазоры между ротором и всеми узлами и деталями статора. Для центровки в корпусах подшипников устанавливают ранее отцентрированные опорные вкладыши, на которые укладывают калибровый вал (фальшвал), представляющий собой материальную ось ротора. На корпусах подшипников устанавливают корпус турбины. Работу по центровке по валу производят одновременно с проверкой центровки по уровню в продольном и поперечном направлениях, распределение нагрузки осуществляют, регулируя положение динамометров, В лапы корпуса турбины вворачивают динамометры, а на разъемы корпусов подшипника и турбины устанавливают стойки, на которые укладывают призмы и уровень.
Положение оси вала относительно каждой расточки проверяют при измерении расстояний от вала до расточки в трех направлениях: два в боковом и одно в вертикальном. Расточками, по которым производят измерения в переднем подшипнике, являются расточки под тахометр под масляное уплотнение, в корпусе турбины - расточки под паровые уплотнения, а в корпусе заднего подшипника - расточки под масляные уплотнения. При смещении корпусов подшипников и корпуса турбины достигают совпадения осей расточек с осью вала. При определении нижнего замера необходимо учитывать разницу между статическими прогибами ротора и калибрового вала. Одновременно проверяют величины показаний по динамометрам и уровням. После достижения требуемой центровки осуществляют установку поперечных и вертикальных шпонок с соблюдением допустимых зазоров.
Центровка корпусов цилиндров и подшипников турбины при помощи оптических, оптико-электронных и лазерных приборов
Центровку корпусов цилиндров и подшипников многоцилиндровых турбин наиболее точно н с меньшими трудозатратами можно произвести при помощи оптических или более совершенных оптико-электронных и лазерных приборов. При этом за измерительную базу применяется или оптическая ось визирования, или ось пучка излучений.
В настоящее время в основном применяется оптический способ центровки.
За базу отсчета в процессе центровки при помощи оптического метода принимается не меняющая своего положения оптическая ось зрительной трубы, выверенная по проектной оси турбоустановки. В качестве зрительной трубы используется микротелескоп ППС-11.
Телескоп снабжен измерительной системой, сконструированной на основе закона преломления световых лучей плоскопараллельной пластиной. Сущность измерений заключается в создании с помощью микрометрического устройства телескопа такого угла наклона пластины, при котором луч, проходящий через центр, преломляясь, совмещался бы с оптической осью трубы.
Наклон пластины может осуществляться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях микрометрическими винтами, снабженными барабанчиками с микрометрическими шкалами. Определенному углу наклона пластины соответствует линейное смещение изображения предмета в миллиметрах, фиксируемое на шкалах барабанчиков. Точность измерения— 0,01 мм.
Оптическая система зрительной трубы размешена в стальном цилиндрическом тубусе. Труба имеет объектив и окуляр. В пространстве, расположенном между объективом и окуляром, находятся фокусирующая линза и сетка, представляющая собой прозрачный экран, на поверхности которого нанесено перекрестье, совпадающее с оптической осью объектива. При совмещении крестообразных рисок с прорезями целевого знака или марки производится замер величины отклонения визируемого предмета от оптической оси зрительной трубы. В тубусе зрительной трубы размещены три барабанчика: барабаны 1 и 2 смещают перекрестие трубы соответственно в горизонтальном и вертикальном направлениях, а барабан 3 служит для получения изображения целевого знака или марки. Допустимая величина смещения изображения перекрестия с помощью барабанов равна ±1 мм. На трубе устанавливают прецизионный уровень. Труба крепится к рамке.
В качестве визира используется специальная деталь, называемая маркой. Она представляет собой металлический стаканчик, в донышке которого имеются вертикальные и горизонтальные прорези с определенным расстоянием между их осями.
Устройство центроискателя, называемого конусным, базируется на том принципе, что через три точки можно провести только одну окружность. Поэтому основой конструкции являются три опоры, которые под влиянием винтовых пружин контактируют с конусом, а он в свою очередь через двурогий рычаг и шток связан с рычагом рукоятки. При нажатии на рычаг рукоятки конус перемещается в крайнее правое положение. При этом опоры минимально выступают из корпуса.
При крайнем левом положении конуса выступание опор максимальное. Рычаг рукоятки при этом находится в положении, указанном пунктиром. Перемещение конуса в крайнее левое положение осуществляется под действием двух часовых пружин, соединенных с валиком рычага и помешенных в цилиндрических отсеках корпуса центроискателя.
При установке центроискателя в расточку корпуса турбины оператор нажимает на рычаг рукоятки. Опоры при этом убираются в корпус. После освобождения рычага опоры выступают и прижимаются к расточкам корпуса турбины. Для уменьшения трения конус перемещается по направляющей втулке на шариках, связанных между собой сепаратором.
Перемещение опор под действием конуса равно 12 мм. При большем увеличении радиусов к опорам привинчиваются удлинители.
Перед началом работ по центровке корпусов турбины и подшипников необходимо найти оптическую ось, относительно которой будет выполнена установка корпусов. Для этого вблизи турбины со стороны генератора закрепляют оптическую трубу в специальной рамке, установленной или непосредственно на разъеме цилиндра, или на стойке, прикрепленной к стенду.
В процессе изготовления стенда или при сборке головных образцов турбин ось стенда обычно известна. Задача нахождения оптической оси сводится к установке трубы по уровню строго в горизонтальной плоскости и визированию целевого знака или марки. Целевой знак и марка устанавливаются в районе переднего подшипника турбины и находятся на продольной оси стенда. Трубу настраивают таким образом, чтобы перекрестье зрительной трубы совпало с центральными рисками или прорезями целевого знака или марки. Барабаны микрометрического измерительного устройства трубы должны быть установлены на нуле, в прецизионный уровень, закрепленный на трубе, должен показывать горизонтальное положение тубуса трубы. В расточку корпуса турбины, которую необходимо отцентрировать с продольной осью, устанавливают центроискатель, в который вставляют марку. В зависимости от расстояния зрительной трубы до марки применяются марки с различной шириной прорезей (0,5-0,75 и 1 мм). На фланце марки установлена ампула уровня, при установке которого в нулевое положение прорези марки располагаются в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Центроискатель обеспечивает автоматическое совпадение точки пересечения центральных осей (вертикальной и горизонтальной), прорезей марки с центром расточек корпусов цилиндров и подшипников, диафрагм, обойм уплотнений и других узлов статора, где установлен центроискатель. Для использования центроискателя в расточках разного диаметра на его опоры навертывают удлинители стандартного микронутромера. В процессе центровки при помощи барабанов оптических микрометров горизонтального и вертикального перемещения совмещают риски зрительной трубы с серединой прорезей марки. По расположению прорези относительно центральной прорези и величины показаний на барабанах определяют величину, на которую следует переместить корпус турбины для совмещения центра его расточки с проектной осью оптической трубы.
Условно приняты положительными значения величин, полученные по красным шкалам барабанов оптического микрометра, которые соответствуют смещению центра визируемой марки вверх и вправо. Замеры, выполненные по черным шкалам, принято считать отрицательными. Они соответствуют смещению центра марки вниз и влево. При выполнении замера по прорезям марки положительными являются величины, которые отсчитываются при совмещении перекрестия зрительной трубы с прорезями, расположенными ниже и левее центральных горизонтальной и вертикальной прорезей.
В двух- и многоцилиндровых турбинах ротор низкого давления (РНД) и ЦНД принято устанавливать в продольном направлении горизонтально или с подъемом в сторону переднего подшипника. Поэтому для совмещения осей роторов и соблюдения параллельности торцов полумуфт необходимо корпусы подшипников и цилиндров турбины, а также роторы устанавливать с подъемом в сторону переднего подшипника. Величины относительного положения центров всех контрольных расточек по отношению один к другому и к крайней задней расточке корпуса ЦНД определяют расчетом для каждого типа турбин, исходя из величин статического прогиба роторов, свисания консольной части ротора с полумуфтой, а также из эксплуатационных условий.
Вначале зрительную трубу крепят в специальной рамке, установленной возле ЦНД, и центрируют трубу относительно оси сборочного стенда при помощи центроискателей с марками, установленными в расточки и затем к ней прицентровывают и укрепляют корпус ЦНД. Одновременно проверяют положение корпуса ЦНД при помощи динамометров и по уровню в поперечном направлении. После центровки корпуса ЦНД в расточки корпусов переднего и среднего подшипников устанавливают центроискатели и производят их центровку по расчетным координатам центров расточек в продольном направлении и по уровню в поперечном направлении. Перемещение корпусов подшипников производят при помощи клиновых домкратов и упоров.
На площадках корпусов подшипников устанавливают корпус ЦВД на лапы, в которые вворачивают динамометры, а в расточках - центроискатели с марками. Корпус ЦВД центрируют относительно оптической трубы в продольном направлении, проверяют нагрузки на опорах корпуса ЦВД по динамометрам и положение корпуса в поперечном направлении по уровню. Поскольку при центровке определяют значение реакций на симметрично расположенных опорах при помощи динамометров, то для проверки положения цилиндра в поперечном направлении достаточно применения уровня с микрометрической подачей ампулы. При необходимости замера относительных высотных отметок фланцев горизонтального разъема корпусов подшипников и цилиндров следует использовать визир, который представляет собой небольшой корпус с магнитным основанием. В отверстие корпуса визира вставлена марка. На визире, так же и на центроискателе, имеется приспособление для поворота марки в целях установки пузырька ее уровня в среднее положение. Для производства замеров по визирам зрительную трубу закрепляют в полноповоротный штатив, в котором рамка для крепления трубы может поворачиваться по окружности. При измерениях с помощью оптической трубы могут возникать ошибки, вызванные нечеткой фокусировкой, или ошибки в подсчетах. Многих из указанных недостатков лишен способ центровки корпусов турбины и деталей проточной части, основанный на применении лазеров или светодиодов, испускающих сфокусированный луч видимого или невидимого излучения. Осуществление замеров отклонений центрируемых деталей сводится к определению отклонений центров расточек деталей от оси луча лазера с помощью установки в центроискателях специальных фотоприемников.
После окончания центровки производятся установка и крепление поперечных шпонок и зажимов к корпусу подшипника и вертикальных шпонок к корпусу цилиндра турбины.
Центровка роторов по полумуфтам
При центровке роторов по полумуфтам необходимо обеспечить совпадение осей роторов, а также параллельность торцов их полумуфт. Данная центровка является заключительной.
Центровка смежных роторов с четырьмя опорными вкладышами
Проверку положения осей роторов осуществляют по взаимному расположению их полумуфт. Роторы устанавливают на вкладыши и к одному из роторов (например, РНД) прикрепляют скобу. Величины, характеризующие взаимное расположение осей роторов, определяют при измерении радиальных зазоров а от окружности полумуфт до скобы и расстояния между торцевыми поверхностями полумуфт на концах двух перпендикулярных диаметров. Замеры производят щупом и пластиной в четырех положениях роторов при их повороте на 90° (рис. 260). Поворачивают оба ротора одновременно во избежание ошибок, которые могут иметь место из-за отличия фактической формы полумуфт или их посадки на вал от идеальной. Для определения точности поворота ротора на 90° и совпадения точек замеров размечают полумуфты на четыре равные части, нанося мелом метки (положения I-IV).
Центровка смежных роторов с тремя опорными вкладышами
В некоторых конструкциях паровых турбин два ротора соединены между собой жесткой муфтой. Один из роторов имеет только один опорный вкладыш 3. Таким образом, эти два ротора представляют собой один вал, расположенный на трех опорных вкладышах. Иногда одна из полумуфт ротора входит выступом в заточку другой полумуфты, а в некоторых конструкциях торцы полумуфт гладкие. Центровка таких роторов имеет некоторые особенности, обусловленные влиянием массы второго ротора на положение первого ротора и на распределение нагрузок от обоих роторов на вкладыши. После установки второго ротора и соединения роторов жесткой муфтой изменится положение первого ротора, а также и нагрузки на опорных вкладышах 1 и 2. Причем, на вкладыше 2 нагрузка возрастет, а на вкладыше 1 — снизится, что создает ненормальные условия для их работы. Поэтому при центровке роторов осуществляют раскрытие по торцу муфты внизу. Величина раскрытия зависит от массы обоих роторов, их жесткости и расстояния между подшипниками (при этом разница в замерах торцовых зазоров по полумуфтам в горизонтальной плоскости не должна превышать 0,02-0,03 мм). Изменяя величину раскрытия по торцу в нижней точке полумуфт, можно добиться равенства удельных нагрузок на каждый вкладыш. Величина раскрытия для каждого указана в паспортах. При центровке смежных роторов на трехопорных вкладышах вначале устанавливают в необходимое положение первый ротор, а затем к нему прицентровывают второй ротор, имеющий один вкладыш. При отсутствии выступа на одной полумуфте и впадины на другой во время центровки второй ротор опирается на вкладыш и временную опору, установленную вблизи полумуфты.
Центровку осуществляют по окружности и торцу полумуфт, соблюдая при этом принятые допуски на центровку, но с раскрытием по торцам полумуфт снизу. Изменение величин центровки достигается при смещении вкладыша совместно с корпусом подшипника. После сбалтывания полумуфт проверяют величину возможного перекоса торцов полумуфты.
Центровка обойм диафрагм, паровых и масляных уплотнений и установка соплового аппарата
Центровка обойм диафрагм
Во многих конструкциях паровых и газовых турбин предусмотрены обоймы, в которые установлены диафрагмы или сегменты с направляющими лопатками. В обоймах компрессоров отдельных конструкций газовых турбин направляющие лопатки укреплены непосредственно на обойме. Сборка обойм с корпусом турбины сводится к их центровке. Оси расточек под диафрагмы или ось внутреннего диаметра лопаток должны совпадать с осью корпуса турбины. При креплении обоймы в корпусе турбины учитывается тепловое расширение. Поскольку крепление многих типов обойм одинаково, рассмотрим центровку и крепление одной из обойм паровой турбины.
Установку и центровку обоймы данной конструкции можно произвести при помощи оптических приборов или калибрового вала. Для центровки оптическими приборами на разъеме корпуса турбины размешают кронштейн с рамкой для крепления зрительной трубы. В рамку заводят зрительную трубу, а в расточки под уплотнения корпуса турбины - центроискатели с марками, за которыми установлен освещенный экран. Зрительную трубу выверяют по двум центроискателям в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно центров контрольных расточек так, чтобы перекрестие трубы совпало с центральными прорезями марки с точностью 0,02 мм. На тубусе зрительной трубы устанавливают прецизионный уровень для контроля положения трубы.
Нижнюю половину обоймы после установки в ней двух лапок опускают в корпус турбины и проверяют осевой зазор между выступом обоймы и расточкой корпуса, который не должен превышать пределов, предусмотренных чертежом. В обойму устанавливают центроискатель с маркой. При помощи зрительной трубы, визируя марку, можно определить координату в вертикальной плоскости центра расточки в обойме под диафрагму и сравнить с расчетной, подсчитанной с учетом прогиба ротора. Одновременно определяют величину припуска на верхних торцах лапок.
Лапки должны быть расположены относительно разъема корпуса турбины ниже на 0,1 -0,2 мм. Зазоры по торцам лапок определяются рабочей температурой турбины. После фрезерования и шлифования лапок до необходимых размеров проверяют центровку обоймы. При перемещении обойму устанавливают относительно оптической оси в горизонтальной плоскости с допуском ±0,05 мм, и в этом положении в нижний паз обоймы вводят шпонку с зазором 0,02-0.05 мм на сторону, и после проверки зазора шпонку приваривают к корпусу турбины, а лапки - к обойме. После выемки нижней половины обоймы из корпуса дополнительно приваривают шпонку и лапки. В шпонке сверлят, разворачивают отверстия и устанавливают штифты . Обойму устанавливают в корпус и повторно проверяют центровку. Допуск на центровку равен ±0,05 мм. В отдельных конструкциях к нижнему торцу лапок, а также к боковым поверхностям нижней шпонки прикреплены планки. Регулировка положения обоймы осуществляется при шлифовке планок.
При центровке обоймы с помощью калибрового вала, уложенного на опорные вкладыши, положение обоймы определяется измерением расстояния от вала до расточек в трех направлениях микрометрическим нутромером.
Вначале производится центровка обоймы по высоте за счет пригонки опорной поверхности шпонок и выверки установочных размеров по замерам от временной шпонки. Проверка по высоте ведется замерами от калибрового вала. Проверка горизонтальности разъема производится замерами от линейки. Затем обойму точно центрируют, при этом добиваются равенства размеров и замеряют
размер для нижней центрирующей шпонки. Нижняя шпонка обрабатывается по замерам с места. После пригонки все шпонки маркируют. Стопорные шайбы верхних половин пригоняют с зазором, обеспечивающим вертикальное перемещение обойм до 0,4 мм.
Центровка диафрагм
При центровке диафрагм достигается совмещение оси расточки под уплотнения диафрагм с осью корпуса турбины, в также обеспечивается свободное расширение диафрагмы от теплового воздействия. Характер работ по центровке диафрагм зависит от способа ее крепления в корпусе турбины или в обойме. Нижняя половина диафрагмы опирается на обойму I турбины двумя лапками, определяющими положение диафрагм в вертикальной плоскости. Фиксирование диафрагм в горизонтальном направлении осуществляют посредством нижней шпонки. Верхняя половина диафрагмы имеет лапки, которые при подъеме верхней половины обоймы опираются на подвески, закрепленные винтами. В собранной и отцентрированной диафрагме в обойме должно быть плотное прилегание разъемов обоймы и диафрагмы. Зазор между торцами верхних лапок и обоймой составляет 0,10-0,15 мм, а зазор между верхними лапками и подвесками 6 - 0,5-2,0 мм. Центровка диафрагм производится при помощи оптических приборов (зрительной трубы, центроискателя и марки) и выполняется аналогично центровке нижней половины обоймы, в которой крепится диафрагма. Зрительную трубу выверяют по расточкам под уплотнения корпуса турбины, а центроискатель с маркой устанавливают в расточку диафрагмы под уплотнение. Вертикальную координату центра расточки диафрагмы с допуском 0,05 мм определяют из расчетных таблиц, составленных для каждого типа турбины с учетом статического прогиба роторов.
Верхние торцы лапок в нижних половинах диафрагм могут значительно «западать» относительно разъема корпуса турбины, так как тепло-расширение диафрагмы обусловливает наличие зазора и между торцами верхних лапок и обоймой. Крепление боковых лапок и нижней шпонки, а также проверка положения центровки относительно зрительной трубы вычисляются заключительными операциями по центровке нижней половины диафрагмы.
Положение верхней половины диафрагмы в боковом направлении фиксировано шпонкой, которую устанавливают в процессе механической обработки. Центровка верхней половины диафрагмы заключается в определении величин приписков на торцах верхних лапок для образования необходимого зазора а между ними и обоймой. Верхнюю половину диафрагмы заводят в верхнюю половину обоймы и устанавливают лапки. При помощи линейки определяют отклонения размеров разъемов каждой половины диафрагмы относительно размеров разъема обоймы. Полученные размеры обусловливают величину припуска на верхних лапках. После пригонки и приварки лапок к верхним половинам диафрагм. Затем приваривают нижнюю шпонку. Для ее надежной фиксации дополнительно устанавливают штифт.
Величину теплового зазора также можно определить при помощи свинцовой проволоки в сборе всей обоймы, уложив проволоку на разъеме диафрагмы и обоймы с двух сторон. После легкой затяжки разъема обоймы и снятия верхней половины обоймы с нижней измеряют оттиски свинцовой проволоки. Величина зазора а характеризуется разницей полусумм величины оттисков проволок, уложенных на разъеме диафрагм и обоймы.
В паровых турбинах средней мощности диафрагмы устанавливают на радиальных штифтах, запрессованных в тело диафрагм. Центровка диафрагмы осуществляется при пригонке штифтов по высоте. Для возможности теплового расширения диафрагмы предусмотрены зазоры между штифтами верхней половины диафрагмы и расточкой корпуса турбины.
Сборка и центровка паровых и масляных уплотнений
Уплотнительные кольца диафрагм после их изготовления разрезают на сегменты и шлифуют по торцам. В паз каждой половины диафрагмы заводят сегменты уплотнительных колец в сборе с плоскими пружинами. Сегменты прижимают один к другому и проверяют щупом наличие зазора по торцам (щуп толщиной 0,05 мм не должен проходить). При необходимости производят дополнительную шлифовку торцов сегментов на специальном приспособлении. Торцы сегментов уплотнительных колец, расположенные у разъема, пригоняют заподлицо с разъемом диафрагм. В верхних сегментах, расположенных у разъема, размечают места для фрезерования выемок под стопорные планки. Затем сегменты вынимают из диафрагм и фрезеруют. Сегменты заводят на место, устанавливают стопорные планки и укрепляют винтами. Проверяют величины зазоров а и b между сегментами уплотнительного кольца и стопорной планкой (стопорные планки не должны мешать сегментам расходиться до отказа при нажатии на них рукой). В большинстве конструкций уплотнений предусмотрен суммарный зазор на окружность. Однако, это не исключает проверки взаимного прилегания торцов сегментов. Для образования суммарного зазора, предусмотренного чертежом, между двумя сегментами в окружности устанавливают пластину, равную по толщине величине зазора. Затем пластину удаляют. После установки ротора на вкладыши осуществляют проверку радиальных и осевых зазоров по уплотнениям.
Сущность сборки уплотнений в цилиндрах паровых и газовых турбин заключается в центровке обойм уплотнений для образования радиальных и осевых зазоров между уплотнительными кольцами и ротором.
В современном турбиностроении обычно применяют два вида конструкций уплотнений. Уплотнения первой конструкции в Т-образные кольцевые пазы обоймы заводят сегменты с закрепленными. Вал ротора и насадная втулка имеют выступы и впадины. Уплотнения второй конструкции: в роторе закрепляют уплотнительные полосы, в обойму заводят сегменты уплотнительных колец с проточенными выступами и впадинами.
Сборка сегментов в обойме производится при узловой сборке. При механической обработке обоймы в посадочных местах I и II оставляют припуск по 2 мм на сторону, что позволяет при соответствующей проточке обоймы установить ее так, чтобы получить необходимые осевые зазоры в уплотнениях. Величина проточки припусков производится на основании паспортов корпуса турбины и ротора или по специальным шаблонам.
Обоймы уплотнений многих конструкций подвешены в корпусе турбины на лапках и, чтобы предотвратить перемещение в горизонтальной плоскости, закреплены шпонкой. Их центровка осуществляется оптическими приборами аналогично центровке обойм диафрагм. После проверки радиальных зазоров а в роторе при малых зазорах производится пригонка уплотнительных колец, а при больших зазорах — проточка посадочного места III уплотнительного кольца.
Исключением являются конструкции обойм паровых уплотнений, которые, как и масляные уплотнения, закреплены на торце корпуса турбины или подшипника болтами. Такие обоймы уплотнений применяются в ЦНД различных турбин, причем кроме крепления болтами осуществляется пригонка радиальных штифтов, на которые опираются обоймы. Масляные уплотнения центрируются при помощи оптических приборов и закрепляются к торцу корпуса подшипника. После крепления болтами и проверки центровки они фиксируются установочными штифтами. При установленном роторе на вкладышах в процессе замеров зазоров проверяют радиальный а и осевой а' зазоры.
Сборка соплового аппарата
При сборке в корпусе соплового аппарата должно быть обеспечено совмещение оси средней окружности каналов соплового аппарата с осью ротора и аксиальное положение соплового аппарата с корпусом турбины.
Разнообразие конструкций сопловых аппаратов обусловливает различные способы установки их в корпус турбины.
Сопловой аппарат состоит из четырех сегментов сопел, которые заведены в пазы паровых коробок корпуса турбины и фиксируются направляющими штифтами. В сегментах сопел по краям установлены уплотняющие шпонки и распорный штифт.
Расточку пазов под сегменты сопел производят одновременно с обработкой других расточек корпуса, что обусловливает радиальное положение сегментов относительно оси корпуса и ротора. Аксиальное положение сегмента обеспечивается правильной расточкой корпуса турбины. В пазы паровых коробок корпуса турбины заводят сегменты сопел и проверяют наличие их свободного перемещения в расточке. Сегменты сопел совмещают с торцами сопловых коробок с допуском ±1,5 мм. Одновременно измеряют осевой зазор между сегментами сопел и сопловыми коробками для определения высоты выступа уплотняющих шпонок сегментами сопел. Пригонку шпонок производят так, чтобы между ними и стенками паровой коробки допустимый зазор составлял 0,04-0,08 мм. Штифт протачивают заподлицо со шпоночным пазом. Во время работы турбины под тепловым воздействием штифт расширяется и смещает шпонки до упора. Сегменты сопел заводят на место и осуществляют сверление, развертывание отверстий и установку штифтов.
Проверка зазоров проточной части
Измерение зазоров необходимо для проверки соответствия чертежам аксиальных и радиальных зазоров в проточной части турбины и в других деталях при установленном роторе на опорные вкладыши в корпусе турбины.
До опускания ротора в корпус турбины заводят обоймы диафрагм, диафрагмы в сборе с уплотнительными кольцами, паровые и масляные уплотнения и другие детали статора, предусмотренные конструкцией. Аксиальные и радиальные зазоры в проточной части турбины измеряют в местах, указанных в паспорте.
После установки ротора на опорных вкладышах на разъем корпуса турбины устанавливают приспособление для осевого перемещения и проворачивания ротора. На первое рабочее колесо наносят две риски с буквами П (правая сторона) и Л (левая сторона) и две риски под углом 90° одна к другой. Ротор устанавливают по зазору первой ступени (обычно меньшему, чем на других ступенях) так, чтобы две риски с маркировкой П и Л совпали с плоскостью горизонтального разъема. В этом положении измеряют осевые зазоры с двух сторон корпуса. Данные заносят в паспорт. Одновременно производят измерения радиальных зазоров при помощи клинового щупа и щупа с пластинками длиной 100 мм. Затем ротор проворачивают на 90° так, чтобы две другие риски совпали с горизонтальным разъемом, и вновь делают замеры. В паспорт заносят все данные, полученные при измерениях.
Затем проверяют осевой разбег ротора. При помощи приспособления смещают ротор до отказа в сторону входа пара и измеряют расстояние от концевой части ротора до торца корпуса турбины. После этого ротор смещают в противоположную сторону и вновь измеряют расстояние. Разность размеров составит величину осевого разбега, которая обычно равна сумме наименьших размеров зазоров со стороны входа и выхода пара или газа в одной или нескольких ступенях (при равенстве зазоров). При этом следует определить места, ограничивающие передвижение ротора при его перемещении. Для проверки состояния проточной части верхней половины турбины при установленном роторе собирают верхние части турбины, устанавливают их на нижние, фиксируют установочными болтами, обжимают разъем и проверяют осевой разбег ротора.
Если осевой разбег ротора при установленной верхней половине статора не отличается от величины осевого разбега, полученного в нижней половине, то зазоры проточной части верхней половины будут равны зазорам нижней половины. Допустимая разница составляет 0,2 мм. При отклонении величин разбегов следует выяснить и устранить причины.
Иногда в турбинах величину зазоров проверяют не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости с помощью оттисков свинцовых пластин.
После заполнения паспорта проводят тщательный анализ и устанавливают ротор в среднее положение, т. е. такое положение, при котором во всех ступенях (или в большинстве из них) осевые зазоры соответствуют чертежу и объем работ по исправлению узлов или деталей незначителен.
Пример заполнения паспорта зазоров показан в табл. 50. Бланки паспортов зазоров изготовляются в виде чертежей с таблицами величин зазоров на отдельные участки проточной части.
Как уже сказано, для измерения аксиальных зазоров пользуются клиновыми щупами. При угле клина 1° расстояние между рисками, соответствующее утолщению клина на 0,02 мм, равно 1,15 мм, что обычно обеспечивает достаточную точность измерений. Пределы измерения щупами от 1 до 8-10 мм. В необходимых случаях применяются щупы с другими углами клина и другими пределами измерений. Для удобства пользования щупом его снабжают движком, аналогичным движку логарифмической линейки, с помощью которого отмечают величину захода щупа в зазор. При отсутствии движка величину захода щупа в зазор определяют по отметке на поверхности щупа, предварительно покрытой тонким слоем лазури.
Сборка упорного подшипника
Упорный подшипник воспринимает все осевые усилия, действующие на ротор. Его назначение - фиксировать положение ротора относительно статора, достигнутое при доводке зазоров в проточной части. Наряду с этим сборка упорного подшипника должна обеспечить полное прилегание упорных колодок и к упорному гребню ротора, что необходимо для равномерного распределения осевых усилий по рабочим поверхностям всех колодок. Несоблюдение данного условия приведет во время работы турбины к перегрузке отдельных колодок, выплавлению баббита и неизбежной аварии.
До начала окончательной сборки упорного подшипника производят подготовительные работы: пригонку упорных колодок по баббиту и по высоте (допуск па разнотолщинность — 0,02 мм); пригонку шаровых поверхностей обоймы и вкладыша для создания между сферой вкладыша и гнездом обоймы натяга 0,04-0,08 мм. Проверяют прилегание центровочных подушек к расточкам корпуса подшипника. При центровке вкладыша определяют толщину прокладок.
Общая сборка упорного подшипника начинается после установки ротора на вкладыши. Сборку начинают с определения толщины дистанционной прокладки для обеспечения требуемого масляного зазора между упорным гребнем и упорными колодками. Для этого сдвигают ротор до полного соприкосновения упорного гребня с рабочими упорными колодками. Полукольца с установочными колодками также плотно прижимают к упорному гребню. Щуп толщиной 0,03 мм не должен проходить между поверхностями гребня и колодок. В таком положении производят замер расстояния между торцовой плоскостью корпуса вкладыша и упорными полукольцами.
Необходимую толщину дистанционной прокладки определяют путем вычитания из полученного замера величины чертежного масляного зазора между упорными колодками и гребнем ротора, называемого также масляным разбегом ротора. Нормальный масляный разбег ротора в упорных подшипниках всех типов составляет 0,25-0,50 мм. В турбинах большой мощности величина разбега ротора повышен до 0,40-0,65 мм.
Контроль величины масляного разбега ротора осуществляют аналогично контролю парового разбега ротора. После пригонки подшипника следует хорошо закруглить кромки баббита на колодках, особенно тщательно со стороны входа масла, во избежание срезания слоя масла острой кромкой металла во время работы турбины.
Окончательная проверка прилегания упорных колодок к гребню ротора производится по надиру без краски. Правильно пригнанные колодки должны прилегать к упорному гребню не менее чем на 3/4 площади поверхности баббита. Если, несмотря на одинаковую толщину колодок, наблюдается различная приработка их, то, прежде чем начинать шабрение колодок, следует проверить правильность установки вкладыша путем подшивания или ослабления пружины амортизатора. При этом следует убедиться, что шейка вала плотно прилегает к белому металлу по всей длине опорной части.
Фиксирование осевого расположения вкладыша опорно-упорного подшипника соответственно требуемому положению ротора (по зазорам в проточной части) достигается за счет пригонки установочных колец 6, толщина которых выдерживается по замерам с места.
Контроль смешения осей роторов и перекоса торцов полумуфт
В современном турбостроении обычно применяют жесткие и полужесткие муфты. После окончания центровки роторов полумуфты соединяют между собой установочными болтами, пригнанными в процессе спаривания двух роторов на токарном станке в приспособлении или непосредственно в турбине.
Операции монтажа турбины
Типовой технологический процесс монтажа турбины
Монтаж должен быть произведен таким образом, чтобы в смонтированном виде турбина удовлетворяла тем же требованиям, которые были выполнены при общей сборке на заводе. При этом должно быть повторено взаимное пространственное положение отдельных элементов и узлов турбины и получена зафиксированная в формуляре турбины плавная линия валопровода.
Последовательность монтажных работ
Основные этапы монтажа турбины следующие:
- подготовка узлов турбины к монтажу;
- сборка цилиндров турбины;
- установка и выверка корпусов цилиндров и подшипников;
- установка вкладышей подшипников;
- установка и проверка центровки роторов;
- установка постоянных подкладок;
- проверка центровки деталей проточной части;
- подливка фундаментных рам;
- закрытие турбины под испытание;
-