Назначение и конструктивные особенности подпятников генераторов
Подпятник генератора является конструктивной частью генерирующего агрегата, предназначенной для уменьшения негативного воздействия сил трения на генерирующее устройство (гидрогенератор, турбину и пр.). Выпускается в двух типоисполнениях:
- для генерирующих устройств вертикального исполнения, имеет вид кольца, в внутренней части состоящего из отдельных сегментов на вертикальной опоре.
- для горизонтально расположенных генерирующих устройств, представляет собой круглую коническую опору скольжения, состоящую так же из сегментов, с отверстием по середине, либо без него.
Во всех исполнениях подпятник обеспечен системой охлаждения и смазки, про устройство сегментов можете почитать в соответствующем разделе. Тонкие сегменты подпятника раскреплены на массивных промежуточных опорах. Опоры установлены на тарелки, которые опираются на сферические головки болтов, чем обеспечивается их самоустановка при работе. Подпятник размещен в масляной ванне, оборудованной водяными маслоохладителями и работает на самосмазке. При эксплуатации периодически, проверяется уровень масла в ванне, его температура и мутность, за которой можно следить через специальное окно в масляной ванне. Мутность масла может быть вызвана вспениванием или попаданием в него воды, например из-за течи в маслоохладителях. Наличие воды в среде , где работает направляющий подшипник и подпятник периодически проверяют открыванием крана, расположенного в нижней точке ванны. При открывании крана, может потечь скопившаяся в ванне вода. Вода ухудшает смазывающие свойства масла и приводит к коррозии зеркала подпятника и шейки вала. Содержание влаги в масле проверяют как визуально, так и химическим анализом.
При эксплуатации наиболее слабым элементом гидроагрегата является его подпятник, состоящий из ступицы подпятника, укрепленной на валу гидрогенератора, нижняя часть которой снабжена диском с полированной поверхностью – зеркалом подпятника. Вся вертикальная нагрузка передается через зеркало подпятника на сегменты подпятника. Они расположены в один или два ряда на стуле подпятника, воспринимающем нагрузку подпятник. В некоторых конструкциях подпятника предусмотрено внутреннее охлаждение сегмента - трубки, по которым циркулирует вода. Усложнение конструкции сегмента и всего подпятника окупается повышением надежности самого подпятника. Дело в том, что сегмент нагревается потерями на трение, возникающими на его верхней поверхности. Это приводит к тому, что верхняя часть сегмента всегда горячее нижней. Большое значение для надежной эксплуатации подпятника имеет равномерное распределение нагрузки подпятника на все сегменты.
Гайкой винтовой опоры регулируется сегмент по высоте для обеспечения равномерной нагрузки всех сегментов. Нагрузка сегмента контролируется по его прогибу. Однако при этом способе равномерность нагрузки сегментов находится в пределах ±20-25%, что не обеспечивает необходимую надежность работы подпятника. Распределение нагрузки на сегменты с точностью ±5% позволило произвести внедрение тензометрии, сократившее трудоемкость балансировки подпятника в 6-7 раз, а аварийность подпятника-в пять раз.
Примеры выпускаемых подпятников генераторов
Подпятник генератора и направляющий подшипник Саяно-Шушенской ГЭС (Россия), оснащённые СЭМП
Данные опоры скольжения с ЭМП покрытием и их практическое решение надежности подпятников гидрогенераторов крупнейших ГЭС страны помогло зарекомендовать данный конструктив как один из самых надежных в мире. С тех пор и по настоящее время все подпятники вновь изготовляемых гидрогенераторов страны комплектуются только СЭМП. В последние годы приступили к производству опор скольжения с аналогичным 
покрытием: в Японии и Англии.
|
Тип гидрогенератора |
СВФ 1285/275-42 |
|
Параметры гидрогенератора: |
|
|
Мощность гидрогенератора, кВт |
640000 |
|
Частота вращения вала, об/мин |
142,8 |
|
Тип подпятника |
Двухрядный на жестких винтовых опорах |
|
Параметры подпятника: |
|
|
Количество сегментов, шт |
40 |
|
Общая нагрузка на сегменты, т |
3250 |
|
Удельная нагрузка на сегменты, кг/см2 |
|
|
внутреннего ряда |
51,3 |
|
наружнего ряда |
47,9 |
|
Скорость скольжения диска пяты, м/с |
|
|
внутреннего ряда |
23,8 |
|
наружнего ряда |
31,1 |
|
Параметры направляющего подшипника: |
|
|
Количество сегментов, шт |
12 |
|
Расчетная удельная нагрузка на сегменты, кг/см2 |
25 |
|
Диаметр шейки вала, мм |
1590 |
|
Скорость скольжения вала, м/с |
11,9 |
|
Размеры сегмента: |
|
|
Глубина * ширина, мм |
420 * 380 |
Направляющий подшипник генератора Чебоксарской ГЭС (Россия)
оснащённый СЭМП с наполненным фторопластом
|
Тип гидрогенератора |
СВ1470/149-104 |
|
Мощность гидрогенератора, кВт |
78000 |
|
Частота вращения вала, об/мин |
57,7 |
|
Параметры подшипника: |
|
|
Количество сегментов, шт |
12 |
|
Расчетная удельная нагрузка на сегменты, кг/см2 |
25 |
|
Диаметр шейки вала, мм |
1590 |
|
Скорость скольжения вала, м/с |
4,8 |
|
Размеры сегмента: |
|
|
Глубина * ширина, мм |
420 * 380 |
Подпятник капсюльного (горизонтального) гидрогенератора
Пример использования ГЭС Аль-Баас (Сирия), оснащенный ВЭМП
|
Тип гидрогенератора |
СКГВ 776/125-96 |
|
Мощность, кВт |
27000 |
|
Частота вращения вала, об/мин |
62,5 |
|
Параметры опорного подшипника: |
|
|
Количество сегментов |
10 |
|
Наибольшая нагрузка на подшипник, т |
75 |
|
Удельная нагрузка на подшипник, кг/см2 |
40 |
|
Диаметр шейки вала, мм |
900 |
|
Скорость скольжения вала, м/с |
2,94 |
|
Размеры сегмента: |
|
|
Глубина, мм |
310 |
|
Ширина, мм |
318 |
Подпятник гидрогенератора ГЭС Тери (Индия), оснащённый СЭМП
|
||||||||||||||||||||||
