[实用新型]悬式水轮发电机推力头热套固定结构

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种悬式水轮发电机推力头热套固定结构。

背景技术：

高、中转速水轮发电机组多采用悬式结构，其特点是推力轴承设置于转子上方，机组径向机械稳定性好，推力轴承损耗较小，由于推力轴承位于机组上方，检修维护也更为方便。悬式水轮发电机组推力头与转轴连接并同步转动，承担了机组转动部分的全部重量和水轮机水推力等载荷，是机组受力最为集中的部件。推力头与转轴连接的牢固程度对机组推力轴承载荷均匀度和机组运行的稳定性影响很大。旋转部件的传统固定方式为热套结构，通过热套的紧量传递扭矩。由于悬式结构水轮发电机转速较高，旋转部件离心力较大，若热套紧量不足，则无法提供足够的摩擦力传递扭矩，进而产生相对滑动，导致机组轴系和推力载荷的稳定性受到影响。若通过提高热套紧量来保证传递扭矩效果，则需要提高推力头和转轴材料的性能等级以避免可能产生的变形。因此需要开发一种适用于悬式水轮发电机的推力头热套固定结构，合理的兼顾推力头与转轴间的热套紧量及扭矩传递等因素。

发明内容：本实用新型的目的是提供一种悬式水轮发电机推力头热套固定结构，它解决了悬式机组推力头与转轴间的扭矩传递问题，同时通过卡环与限位台阶的定位避免了推力头与转轴间的轴向振动，规避了因热套紧量不足提升材料性能等级带来的额外成本。本实用新型的技术方案为：一种悬式水轮发电机推力头热套固定结构，由推力头(1)、转轴(2)、平键(3)、内六角圆头螺钉(4)、卡环(5)组成，推力头(1)内侧表面顺序安装上热套段(6)、过渡段(7)、下热套段(8)，推力头(1)内侧加工有矩形槽(9)，槽宽尺寸与平键(4)宽采用紧密公差配合，推力头(1)上表面加工有圆周均布的螺纹孔，转轴(2)自上而下设有卡环固定槽(10)、第一热套段(11)、配合过渡段(12)、第二热套段(13)以及限位台阶(14)，转轴热套段位置加工有键槽(15)，键槽(15)尺寸与平键(3)尺寸采用紧密公差配合，键槽(15)中间加工螺纹孔，平键(3)中间设有光孔，光孔一侧加工沉孔，卡环(5)分为两个半环，卡环(5)内径略大于固定槽(10)直径，高度略小于固定槽(10)高度，卡环(5)上设有圆周均匀分布光孔，光孔与推力头(1)上表面螺纹孔位置对应。

采用内六角圆头螺钉(4)将平键(3)安装于转轴(2)键槽(15)内，推力头(1)加热后套于转轴热套段，推力头(1)矩形槽(9)与转轴上平键(3)配合定位，推力头(1)下端以转轴限位台阶(14)定位，卡环(5)安装于推力头上方的卡环固定槽(10)内并且采用螺栓与推力头(1)紧密固定。

下热套段(8)直径大于上热套段(6)直径，过渡段(7)直径大于上热套段(6)和下热套段(8)，卡环固定槽(10)直径小于推力头最小内直径，转轴配合过渡段(12)直径小于第一热套段(11)及第二热套段(13)直径。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的一种悬式水轮发电机推力头热套固定结构，将推力头和转轴的热套段分成两个热套段和中间过渡段，仅热套段存在紧量，减小热套受力面积，进而降低了热套强度对材料性能等级的要求；推力头与转轴间通过平键与键槽配合结构定位，转轴通过平键传递扭矩给推力头，传递扭矩效果稳定安全的同时也降低了对热套紧量的要求，利于热套工艺的实施；转轴上下分别设置有卡环固定槽和限位台阶，从上下两个方向约束推力头自由度，有效限制了推力头与转轴之间的轴向松动。本实用新型结构具有工艺可操作强、安装效果牢靠等特点，可有效保证悬式水轮发电机组运行的安全性和稳定性。

附图说明：

图1悬式水轮发电机推力头热套固定结构示意图

图2悬式水轮发电机推力头热套固定结构推力头示意图

图3悬式水轮发电机推力头热套固定结构转轴示意图

图4悬式水轮发电机推力头热套固定结构平键示意图

具体实施方式

如图1所示的适用于悬式水轮发电机推力头热套固定结构，由推力头1、转轴2、平键3、内六角圆头螺钉4、卡环5组成，如图2所示，推力头1内侧表面顺序安装上热套段6、过渡段7、下热套段8，推力头1内侧加工有矩形槽9，槽宽尺寸与平键4宽采用紧密公差配合，如图4所示，推力头1上表面加工有圆周均布的螺纹孔。转轴2自上而下设有卡环固定槽10、第一热套段11、配合过渡段12、第二热套段13以及限位台阶14，卡环固定槽10直径小于推力头最小内直径。如图3所示，转轴热套段位置加工有键槽15，键槽15尺寸与平键3尺寸采用紧密公差配合，键槽15中间加工螺纹孔，平键3中间设有光孔，光孔一侧加工沉孔，卡环5分为两个半环，卡环5内径略大于固定槽10直径，高度略小于固定槽10高度，卡环5上设有圆周均匀分布光孔，光孔与推力头1上表面螺纹孔位置对应。使用时，用内六角圆头螺钉4将平键3安装于转轴2键槽15内，平键3沉孔深度保证内六角圆头螺钉4端头不露出，内六角圆头螺钉4使用螺纹紧固胶锁定，推力头1加热后套于转轴热套段，推力头1矩形槽9与转轴上平键3配合定位，推力头1下端以转轴限位台阶14定位，卡环5安装于推力头上方的卡环固定槽10内，采用螺栓与推力头1把合，并采取必要的锁固措施。机组运行时，卡环5和限位台阶14限制推力头1与转轴2之间的轴向松动，平键3传递转矩并限制推力头1与转轴2间的周向滑动，有效保证悬式机组推力头1与转轴2之间安装牢固度，进而保证机组运行的稳定性和安全性。