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導(dǎo)向軸承預(yù)緊螺栓斷裂的原因及防患措施

2013-08-27

張玉珠
（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150046）
　　摘　要：針對(duì)一些電廠導(dǎo)向軸承預(yù)緊螺栓斷裂引起的事故進(jìn)行了分析并提出防患措施，供電廠預(yù)熱器安裝和檢修參考，以防類(lèi)似事故發(fā)生。
　　關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器；導(dǎo)向軸承；預(yù)緊螺栓
　　0　引言
　　近幾年，個(gè)別電廠發(fā)生了預(yù)緊螺栓斷裂情況，造成的導(dǎo)向軸承中緊固套與端軸松動(dòng)，導(dǎo)向軸承導(dǎo)向失效，預(yù)熱器轉(zhuǎn)子擺動(dòng)，預(yù)熱器各密封間隙變化密封元件損壞及軸承損壞并由此引起事故停爐，嚴(yán)重威脅預(yù)熱器的正常安全運(yùn)行，給電廠造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以必須分析造成事故的原因及解決方法。
　　1　導(dǎo)向軸承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介和受力情況
　　緊固套與導(dǎo)向端軸錐面配合通過(guò)預(yù)緊螺栓達(dá)到錐面脹緊，預(yù)緊螺栓預(yù)緊力矩是有要求的；導(dǎo)向軸承與緊固套也是錐面結(jié)合通過(guò)下面的鎖緊螺母使軸承達(dá)到要求的游隙，導(dǎo)向軸承內(nèi)圈、緊固套、鎖緊螺母、鎖緊板、小螺母組裝成為一體可上、下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，預(yù)熱器熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于溫度的變化，導(dǎo)向端軸將向上膨脹，正常情況下軸承、軸承外套、緊固套會(huì)隨導(dǎo)向端軸膨脹或收縮而上、下移動(dòng)。
　　導(dǎo)向軸承主要受水平力，同時(shí)也承受較少軸向力，所受力主要來(lái)自三個(gè)方面。是空氣側(cè)與煙氣側(cè)之間的壓差產(chǎn)生的直接水平力；第二是空氣側(cè)阻力與煙氣側(cè)阻力形成的翻轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生的水平力；第三是導(dǎo)向軸承上懸掛著如扇形板部件所產(chǎn)生的軸向力并由此分解的水平力。一般情況，水平力會(huì)比軸向力大許多。
　　2　預(yù)緊螺栓斷裂的原因
　　以300MW機(jī)組預(yù)熱器為例，預(yù)緊螺栓直徑為30mm，材料為30CrMoA或37SiMn2MoV，要求的預(yù)緊力矩88-90kgm。也就是預(yù)緊拉應(yīng)力為55-60kg/mm2，如果導(dǎo)向軸承能自由上下移動(dòng)，緊固套與端軸之間不松動(dòng)，就不會(huì)產(chǎn)生剪力和附加拉力，螺栓不會(huì)斷裂。螺栓是在運(yùn)行當(dāng)中承受額外的水平力或軸向力才斷裂的。
　　2.1 附加拉伸力的產(chǎn)生
　　只有當(dāng)緊固套與導(dǎo)向端軸發(fā)生松動(dòng)，轉(zhuǎn)子向下移動(dòng)，而緊固套及軸承無(wú)法向下時(shí)，預(yù)緊螺栓就會(huì)承受附加拉力，出現(xiàn)這種情況有兩種可能：
　?。?）預(yù)熱器冷端中心桁架下沉：
　?。?）導(dǎo)向軸承不能隨端軸自由向下移動(dòng)。
　　熱態(tài)時(shí)，導(dǎo)向端軸熱膨脹向上移動(dòng)；冷態(tài)時(shí)，由于軸承箱體同軸承外套配合過(guò)緊，不能自由落下，這時(shí)軸承箱和外套這種額外的緊力就會(huì)附加到預(yù)緊螺栓上。
　　2.2 剪切力的產(chǎn)生
　　如果固套與導(dǎo)向端軸之間錐面配合面松動(dòng)，當(dāng)預(yù)熱器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)使預(yù)緊螺栓產(chǎn)生剪力，這種剪力對(duì)螺栓的危害是巨大的。
　　根據(jù)上述分析，防患預(yù)緊螺栓斷裂就是避免螺栓承受附加剪力或軸力。從某些電廠螺栓斷裂的截面情況看，螺栓主要是受拉伸力引起的斷裂。緊固套與導(dǎo)向端軸若有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，就會(huì)給預(yù)緊螺栓帶來(lái)附加力，從而導(dǎo)致?lián)p壞。
　　3　防患措施
　?。?）裝預(yù)緊螺栓時(shí)，一定要檢測(cè)螺栓材質(zhì)。預(yù)緊螺栓預(yù)緊力矩必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以防緊固套和導(dǎo)向端軸配合面松動(dòng)；
　?。?）安裝時(shí)應(yīng)防止預(yù)熱器導(dǎo)的導(dǎo)向軸承松動(dòng)，上、下移動(dòng)應(yīng)不受限制；
　?。?）承箱和軸承外套配合面不能太緊，配合面不應(yīng)有過(guò)盈量；
　?。?）吊桿上端背緊螺母與軸承箱體要有一定間隙；
　?。?）鎖緊螺母一定要按要求擰緊，鎖緊板小螺栓按要求裝好，小螺栓點(diǎn)焊，防止鎖緊螺母松動(dòng)；
　?。?）改進(jìn)導(dǎo)向軸承結(jié)構(gòu)。
　　例如，導(dǎo)向端軸與緊固套之間用脹套聯(lián)接，增大期間的摩擦力。
　　4　結(jié)論
　　導(dǎo)向軸承預(yù)緊螺栓斷裂的原因主要是安裝不當(dāng)造成的。只要安裝時(shí)注意到上面提到的問(wèn)題，螺栓斷裂是可以避免的。同時(shí)合理改進(jìn)導(dǎo)向軸承結(jié)構(gòu)，就不會(huì)出現(xiàn)螺栓斷裂現(xiàn)象。
來(lái)源：《鍋爐制造》2003年2月