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啤嶺機電設備（上海）有限公司
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導向軸承預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任公司，黑龍江哈爾濱 150046）
　　摘　要：針對一些電廠導向軸承預緊螺栓斷裂引起的事故進行了分析并提出防患措施，供電廠預熱器安裝和檢修參考，以防類似事故發生。
　　關鍵詞：回轉式空氣預熱器；導向軸承；預緊螺栓
　　0　引言
　　近幾年，個別電廠發生了預緊螺栓斷裂情況，造成的導向軸承中緊固套與端軸松動，導向軸承導向失效，預熱器轉子擺動，預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，嚴重威脅預熱器的正常安全運行，給電廠造成了很大的經濟損失。所以必須分析造成事故的原因及解決方法。
　　1　導向軸承的結構簡介和受力情況
　　緊固套與導向端軸錐面配合通過預緊螺栓達到錐面脹緊，預緊螺栓預緊力矩是有要求的；導向軸承與緊固套也是錐面結合通過下面的鎖緊螺母使軸承達到要求的游隙，導向軸承內圈、緊固套、鎖緊螺母、鎖緊板、小螺母組裝成為一體可上、下移動和轉動，預熱器熱態運行時，由于溫度的變化，導向端軸將向上膨脹，正常情況下軸承、軸承外套、緊固套會隨導向端軸膨脹或收縮而上、下移動。
　　導向軸承主要受水平力，同時也承受較少軸向力，所受力主要來自三個方面。是空氣側與煙氣側之間的壓差產生的直接水平力；第二是空氣側阻力與煙氣側阻力形成的翻轉力矩產生的水平力；第三是導向軸承上懸掛著如扇形板部件所產生的軸向力并由此分解的水平力。一般情況，水平力會比軸向力大許多。
　　2　預緊螺栓斷裂的原因
　　以300MW機組預熱器為例，預緊螺栓直徑為30mm，材料為30CrMoA或37SiMn2MoV，要求的預緊力矩88-90kgm。也就是預緊拉應力為55-60kg/mm2，如果導向軸承能自由上下移動，緊固套與端軸之間不松動，就不會產生剪力和附加拉力，螺栓不會斷裂。螺栓是在運行當中承受額外的水平力或軸向力才斷裂的。
　　2.1 附加拉伸力的產生
　　只有當緊固套與導向端軸發生松動，轉子向下移動，而緊固套及軸承無法向下時，預緊螺栓就會承受附加拉力，出現這種情況有兩種可能：
　　（1）預熱器冷端中心桁架下沉：
　　（2）導向軸承不能隨端軸自由向下移動。
　　熱態時，導向端軸熱膨脹向上移動；冷態時，由于軸承箱體同軸承外套配合過緊，不能自由落下，這時軸承箱和外套這種額外的緊力就會附加到預緊螺栓上。
　　2.2 剪切力的產生
　　如果固套與導向端軸之間錐面配合面松動，當預熱器轉動時就會使預緊螺栓產生剪力，這種剪力對螺栓的危害是巨大的。
　　根據上述分析，防患預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。緊固套與導向端軸若有相對運動趨勢，就會給預緊螺栓帶來附加力，從而導致損壞。
　　3　防患措施
　　（1）裝預緊螺栓時，一定要檢測螺栓材質。預緊螺栓預緊力矩必須達到設計要求，以防緊固套和導向端軸配合面松動；
　　（2）安裝時應防止預熱器導的導向軸承松動，上、下移動應不受限制；
　　（3）承箱和軸承外套配合面不能太緊，配合面不應有過盈量；
　　（4）吊桿上端背緊螺母與軸承箱體要有一定間隙；
　　（5）鎖緊螺母一定要按要求擰緊，鎖緊板小螺栓按要求裝好，小螺栓點焊，防止鎖緊螺母松動；
　　（6）改進導向軸承結構。
　　例如，導向端軸與緊固套之間用脹套聯接，增大期間的摩擦力。
　　4　結論
　　導向軸承預緊螺栓斷裂的原因主要是安裝不當造成的。只要安裝時注意到上面提到的問題，螺栓斷裂是可以避免的。同時合理改進導向軸承結構，就不會出現螺栓斷裂現象。
來源：《鍋爐制造》2003年2月