CN212323898U - 电机推力瓦 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机推力瓦，包括推力瓦本体和定位扣键；所述推力瓦本体的周向面上对称设置有两个沿所述推力瓦本体的径向延伸的卡槽；所述定位扣键的一端卡设在所述卡槽内，所述定位扣键的另一端与电机支撑板连接；本实用新型通过定位扣键实现对推力瓦本体的定位，改变了推力瓦本体与电机支撑板之间的装配形式，可以有效地分摊定位扣键在机组设备动静两种情况下受到的作用力，即使是用于需要频次较高的顶缸工况下，也能够经得起紧耦合分离产生的拉扯力，提高了电机在运行过程中的稳定性、可靠性和安全性。

Description

电机推力瓦

技术领域

本实用新型属于电机领域，特别是涉及一种电机推力瓦。

背景技术

推力瓦，也称为推力轴承，是用来平衡转子的轴向推力，确立转子膨胀的死点，从而保证动静件之间的轴向间隙在设计范围之内，其广泛用于汽轮机、水轮机、水泵以及水轮发电机镜板的加工和旧镜板的研磨加工等；现有推力瓦常采用的材质是：钢坯+巴氏合金，简称“乌金”，乌金材质的推力瓦可以在轴温达到110度左右熔化，增加大轴的位移空间，从而保护大轴防止大轴因轴向位移大引起推力瓦的干磨擦，很好地保护了机组各配套件之间的磨损。

目前在供输水行业内部的大型同步电机中，为防止推力瓦块发生位置偏移而采用的定位方式都是纵横双向定位销键，此类传统的定位方式优势在于装配方式简单、销键制作成本低、现阶段通用性强等，但随着同步电机使用工况的多样性，同样存在受力不均匀、金属配套强度不理想、应用广泛性不大以及不适用于启停频繁的机组等客观的缺陷，从而造成纵横双向定位销键断损、弯曲，推力瓦块发生位置偏移的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电机推力瓦，用于解决传统的推力瓦定位方式通用性差，在面临不同工况时，存在受力不均匀、金属配套强度不理想，造成定位销键弯曲断损，致使推力瓦块发生位置偏移的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电机推力瓦，包括推力瓦本体和定位扣键；所述推力瓦本体的周向面上对称设置有两个沿所述推力瓦本体的径向延伸的卡槽；所述定位扣键的一端卡设在所述卡槽内，所述定位扣键的另一端与电机支撑板连接。

于本实用新型的一实施例中，所述定位扣键上设置有螺纹通孔；所述螺纹通孔内设有紧固螺栓；所述紧固螺栓下端穿过所述螺纹通孔与所述电机支撑板通过螺纹相连。

于本实用新型的一实施例中，所述推力瓦本体设置于所述电机支撑板上，且所述推力瓦本体的下表面与所述电机支撑板的上表面之间设置有弹性板。

于本实用新型的一实施例中，所述定位扣键为由两个定位段构成的弯折结构；其中，第一定位段卡设在所述卡槽内，第二定位段的端部支撑在所述电机支撑板上。

于本实用新型的一实施例中，所述第一定位段的上表面与所述卡槽的上壁之间的间隙为3.75mm，所述第一定位段的下表面与所述卡槽的下壁之间的间隙为0.75mm。

于本实用新型的一实施例中，所述推力瓦本体的周向面上还对称设置有两个沿所述推力瓦本体的轴向延伸的定位销孔；所述电机支撑板上设有两个突出的定位销；两个所述定位销分别设于两个所述定位销孔内。

于本实用新型的一实施例中，两个所述定位销孔连接形成的一连接线与两个所述卡槽连接形成的另一连接线之间的夹角为38°。

于本实用新型的一实施例中，所述定位扣键采用45号钢材料制成。

于本实用新型的一实施例中，所述电机支撑板是由两个半环形板组成的一环形支撑板；两个所述半环形板之间形成有一轴孔；所述轴孔用于与电机的转轴连接。

于本实用新型的一实施例中，所述推力瓦本体的数量为十，十个所述推力瓦本体在所述电机支撑板上呈环向均匀分布。

如上所述，本实用新型所述的电机推力瓦，具有以下有益效果：

(1)与现有技术相比，改变了立式同步电机传统的推力瓦块防转销键的安装形式、结构尺寸、材质和数量，有效地贴合了实际应用场景的工作情况，电机的各项主要运行参数也有所改善，从而在根本上解决了防转销键产生弯曲、断裂对电机设备造成的故障隐患，同时为机组检修维护减轻了工作量，直接实现了节省相关检修费用的开支；

(2)通过定位扣键实现对推力瓦本体的定位，改变了推力瓦本体与电机支撑板之间的装配形式，可以有效地分摊定位扣键在机组设备动静两种情况下受到的作用力，即使是用于需要频次较高的顶缸工况下，也能够经得起紧耦合分离产生的拉扯力，提高了电机在运行过程中的稳定性、可靠性和安全性；

(3)在定位扣键与推力瓦本体之间预留了间隙，从而使得推力瓦本体与定位扣键在机组运转时，不会因为干性连接导致受力不均匀，甚至引起严重的机械损坏或者烧瓦的情况发生；

(4)定位扣键采用与推力瓦本体不同的材质制成，有效避免了由于相同材料会产生分子亲和力，在长期受力的情况下可能导致过大粘合的现象发生，另外，定位扣键在保证自身强度的同时，也保证了推力瓦本体的金属装配强度，降低了电机运行过程中发生的故障隐患；

(5)通用性强，可适用大型同步电机所有的运行工况。

附图说明

图1显示为本实用新型的电机推力瓦于一实施例中的俯视图。

图2显示为本实用新型的电机支撑板于一实施例中的俯视图。

图3显示为本实用新型的定位扣键于一实施例中的结构示意图。

图4显示为本实用新型的推力瓦本体于一实施例中的侧视图。

图5显示为本实用新型的电机推力瓦于一实施例中的纵向剖面图。

元件标号说明

1 推力瓦本体

2 卡槽

3 定位扣键

4 电机支撑板

5 第一定位段

6 第二定位段

7 螺纹通孔

8 紧固螺栓

9 通孔

10 定位销孔

11 定位销

12 半环形板

13 轴孔

14 弹性板

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图示所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型的电机推力瓦用于解决现有技术中推力瓦定位方式通用性差，在面临不同工况时，存在受力不均匀、金属配套强度不理想，造成定位销键弯曲断损，致使推力瓦块发生位置偏移的问题。以下将详细阐述本实用新型的一种电机推力瓦的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实用新型的一种电机推力瓦。

如图1至图5所示，于一实施例中，本实用新型的电机推力瓦包括推力瓦本体1和定位扣键3。

具体地，在所述推力瓦本体1的周向面上对称设置有两个沿所述推力瓦本体1的径向延伸的卡槽2。

所述定位扣键3的一端卡设在所述卡槽2内，所述定位扣键3的另一端与电机支撑板4连接，所述定位扣键3用于实现所述推力瓦本体1与所述电机支撑板4之间的连接，并起到防转作用。

于一实施例中，所述定位扣键3为由两个定位段构成的弯折结构；其中，第一定位段5卡设在所述卡槽2内，第二定位段6的端部支撑在所述电机支撑板4上。

优选地，所述定位扣键3包括水平设置的第一定位段5和竖直设置的第二定位段6；其中，所述第一定位段5的右端深入所述卡槽2内，所述第一定位段5的左端与所述第二定位段6的上端连接，以保证所述第一定位段5处在所述卡槽2内；所述第二定位段6的下端支撑在所述电机支撑板4上，与所述电机支撑板4接触连接。

进一步地，第一定位段5与第二定位段6一体连接。

需要说明的是，定位扣键3类似于“7”的结构，其中，第一定位段5相当于“7”的一横，卡设在卡槽2内；第二定位段6相当于“7”的一竖，下端与电机支撑板4上表面接触连接；定位扣键3对推力瓦本体1起到了位置限制的作用，实现了对推力瓦本体1在电机支撑板4上的纵横定位功能。

通过这种形式的定位扣键3实现对推力瓦本体1的定位，可以有效地分摊定位扣键3在机组设备动静两种情况下受到的作用力，即使是用于需要频次较高的顶缸工况下，也能够经得起紧耦合分离产生的拉扯力，提高了电机在运行过程中的稳定性、可靠性和安全性。

于一实施例中，所述推力瓦本体1设置于所述电机支撑板4上，且所述推力瓦本体1的下表面与所述电机支撑板4的上表面之间设置有弹性板14。

优选地，弹性板14与电机支撑板4一体连接；弹性板14的设置，一方面，使得推力瓦本体1下表面与电机支撑板4上表面之间的连接为弹性连接，保证了推力瓦本体1可相对电机支撑板4发生轻微晃动(在弹性板14的弹性范围内晃动)；另一方面，起到了一定的缓冲减震作用，从而避免了在电机工作过程中，推力瓦本体1的振动对电机支撑板4及自身造成机械损伤，延长了推力瓦本体1的使用寿命。

需要说明的是，该弹性板14采用但不限于采用弹簧钢材料制成，弹簧钢指的是制造各类弹簧及其他弹性元件的专用合金钢，按性能要求、使用条件可分为普通合金弹簧钢和特殊合金弹簧钢；弹簧钢具有优良的综合性能，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。

如图5所示，于一实施例中，所述第一定位段5的上表面与所述卡槽2的上壁之间的间隙为3.75mm，所述第一定位段5的下表面与所述卡槽2的下壁之间的间隙为0.75mm。

具体地，第一定位段5卡设在卡槽2内，并不是与卡槽2干性连接，而是保持第一定位段5的上表面与卡槽2的上壁之间及第一定位段5的下表面与卡槽2的下壁之间均预留有一定的间隙，从而使得推力瓦本体1与定位扣键3在机组运转时，不会因为干性连接导致受力不均匀，甚至引起严重的机械损坏或者烧瓦的情况发生。

需要说明的是，第一定位段5上表面与卡槽2的上壁之间预留的间隙及第一定位段5下表面与卡槽2的下壁之间预留的间隙均不是越大越好，也不是越小越好，具体可根据该电机推力瓦的实际应用情况来决定。

优选地，第一定位段5的上表面与卡槽2的上壁之间的间隙为3.75mm，第一定位段5的下表面与卡槽2的下壁之间的间隙为0.75mm。

需要说明的是，第一定位段5的上表面与卡槽2的上壁之间的间隙为3.75mm，第一定位段5的下表面与卡槽2的下壁之间的间隙为0.75mm，是根据弹性板14最大和最小的弹性变化量(上下)计算出来的。

进一步地，第一定位段5的左、右两端面分别与卡槽2的左右两内侧壁之间也预留有一定的间隙，该间隙的尺寸设计取决于弹性板14的(左右)弹性形变能力。

需要说明的是，图5中显示的尺寸作为该电机推力瓦结构尺寸设计的一种优选方案。

于一实施例中，所述定位扣键3上设置有螺纹通孔7；所述螺纹通孔7内设有紧固螺栓8；所述紧固螺栓8下端穿过所述螺纹通孔7与所述电机支撑板4通过螺纹相连，用于起到纵向防转的作用。

具体地，所述第一定位段5与所述第二定位段6连接的一端设置有螺纹通孔7，且所述螺纹通孔7向下穿过所述第二定位段6，所述电机支撑板4上对应所述螺纹通孔7的位置设置有螺孔9，所述紧固螺栓8下端穿过所述螺纹通孔7与所述螺孔9通过螺纹旋合方式连接，以使螺纹通孔7内的紧固螺栓8依次穿过第一定位段5和第二定位段6后，与螺孔9通过螺纹旋合方式连接，从而实现了定位扣键3与电机支撑板4之间的紧固连接。

需要说明的是，通过螺纹硬连接的方式，将定位扣键3固定在电机支撑板4上，可有效保证定位扣键3在长期外力作用下位置保持不变，从而起到了更好的定位效果；另外，通过紧固螺栓8将定位扣键3与电机支撑板4连接，使得定位扣键3与电机支撑板4之间的纵向连接更加稳固，从而起到了更好地纵向防转的作用。

优选地，螺纹通孔7的数量为二。

于一实施例中，所述推力瓦本体1的周向面上还对称设置有两个沿所述推力瓦本体的轴向延伸的定位销孔10；所述电机支撑板4上设有两个突出的定位销11；两个所述定位销11分别设于两个所述定位销孔10内，用于起到纵向防转的作用。

进一步地，定位销11与电机支撑板4一体连接，定位销11的上端面与定位销孔10的上壁之间留有一定的空隙，定位销11的左右两侧面分别与定位销孔10的左右两内侧壁之间也留有一定的空隙，这使得定位销11与定位销孔10之间的连接方式也不是硬连接，保证了该推力瓦本体1可相对电机支撑板4发生轻微晃动(在弹性板14的弹性范围内晃动)。

需要说明的是，上述空隙的尺寸设计取决于弹性板14的弹性形变能力。

于一实施例中，两个所述定位销孔10连接形成的一连接线与两个所述卡槽2连接形成的另一连接线之间的夹角为38°。

需要说明的是，考虑到推力瓦本体1及电机支撑板4的尺寸大小，为保证定位扣键3在每一推力瓦本体1上安装的位置相对应，提高定位扣键3的通用性，互换性，以保证在任意一个定位扣键出现问题时，都能通过通用的备品备件更换的形式进行及时检修工作，恢复机组正常运行，保障机组工作不受影响；优选地，将两个定位销孔10连接形成的一连接线与两个卡槽2连接形成的另一连接线之间的夹角设为38°，这样，使得定位扣键3在每一推力瓦本体1上安装的位置都是相同的。

进一步地，两个定位销孔10连接形成的一连接线与两个卡槽2连接形成的另一连接线之间的夹角需要结合推力瓦本体1及电机支撑板4的尺寸大小考虑，所以，对于不同应用场景下的不同尺寸的推力瓦本体1和电机支撑板4，两个定位销孔10连接形成的一连接线与两个卡槽2连接形成的另一连接线之间的夹角也可能为其它值，具体视实际情况而定，只要保证定位扣键在每一推力瓦本体1上的安装位置相同即可。

于一实施例中，所述定位扣键3采用45号钢材料制成。

需要说明的是，一方面，现有推力瓦本体1通常是采用钢坯+巴氏合金，简称“乌金”的材质制成，如果定位扣键3采用与推力瓦本体1相同的材料制成，则由于同种材料会产生分子亲和力的现象，在长期受力的情况下可能导致过大的粘合，所以，于本实施例中，定位扣键3采用与推力瓦本体不同的材质(45号钢材料)制成；另一方面，在选材方面，保证定位扣键3自身强度的同时，也保证了其与推力瓦本体1的金属装配强度，降低了电机运行过程中发生的故障隐患。

需要说明的是，45号钢材料具有高强度、高抗变形能力。

于一实施例中，所述电机支撑板4是由两个半环形板12组成的一环形支撑板；两个所述半环形板12之间形成有一轴孔13；所述轴孔13用于与电机的转轴连接。

需要说明的是，电机支撑板4中间形成的轴孔13是用于与电机的转轴连接的，在正常工作中，转轴是安装在轴孔13内的，在进行该电机推力瓦的更换维修时，如果电机支撑板4是一个整体结构，则需要将转轴先从电机支撑板4上拆卸下来，再进行该电机推力瓦的维修操作，这样比较麻烦；但是如果该电机支撑板4由两个半环形板12组合成一环形支撑板，则在需要维修时，直接将半环形板12拆下即可，而不需要拆装电机转轴的工序，从而方便维修人员的检修操作，减轻维修人员的工作负担。

于一实施例中，所述推力瓦本体1的数量为十，十个所述推力瓦本体1在所述电机支撑板4上呈环向均匀分布。

优选地，在电机支撑板4上设有十个推力瓦本体1，且这十个推力瓦本体1在电机支撑板4上呈环向均匀分布。

需要说明的是，本实用新型与现有技术相比，改变了立式同步电机传统的推力瓦块防转销键的安装形式、结构尺寸、材质和数量，有效地贴合了实际应用场景的工作情况，电机的各项主要运行参数也有所改善，从而在根本上解决了防转销键产生弯曲、断裂对电机设备造成的故障隐患，同时为机组检修维护减轻了工作量，直接实现了节省相关检修费用的开支；通用性强，可适用大型同步电机所有的运行工况。

下面通过具体实施例来进一步验证本实用新型的电机推力瓦。

青草沙水库作为上海最大的原水水源地，承担着近1300万上海市民的饮用水供应任务，其取水泵站由6台大型立式混流泵及其配套3150kW电机作为主要的蓄水设备，额定转速115.4转/分钟的机组每小时进水量可达13万吨左右，是水库的重要设备之一，有着不可替代的地位。

由于水库基本上是采用水泵和闸门相结合的独特运行进水方式，这就形成了上游取水机组并不存在长时间连续运行的工况，而是在每年的蓄水期当水库库外侧长江潮位无法满足水库闸门进水条件时，间断性开泵引水，根据长江潮位的实际情况和原水公司蓄水水位调度的具体安排来制定开泵周期，运行当中会多次存在停运一段时间后再需要开泵引水的特定工况。这类运行情况导致我们需要较高频次的在每次停泵之后，开泵之前对电机做顶缸的工作。在执行顶缸操作时，推力瓦上表面和推力头的底平面(又称镜板)静态分离的过程中，由于周边汽轮机油和推力瓦静态承压的影响使得两平面之间基本形成真空的状态，巴斯合金平面间的紧耦合的分离产生了巨大的作用力，这即是导致推力瓦块防转销键断损、弯曲的主要原因。

于一实施例中，将该电机推力瓦应用在上述的青草沙水库中，具体地，将该电机推力瓦应用在青草沙水库取水泵站的蓄水设备(6台大型立式混流泵及其配套3150kW电机)中，每一电机对应一该电机推力瓦。

于本实施例中，该电机推力瓦的电机支撑板上设有十个推力瓦本体，每一推力瓦本体上设有两个定位扣键，则该青草沙水库取水泵站的蓄水设备总共包括120个定位扣键。

如表1所示，将上述的电机推力瓦应用在青草沙水库中一段时间后，通过设备在线监测系统的数据和人工现场噪音采集数值的各项比对，在机组相同运行扬程、水库库内外相同水位差、同转速同流量等基本保持一致的工况下，由表1(为更直观比对，振动数值放大100倍)可较直观的发现无论在电机轴承振动和现场噪音方面，相比电机推力瓦块更新改造前都有所降低；另一方面，在日常的电机顶缸工作中，也不必因为担心定位扣键的损坏而刻意的避免或者是延长电机顶缸的操作次数；经过水库一个蓄水周期后，除了监测数据上的显示之外，电机上油缸油杯内的油色与之前相比也有明显的改善。

表1：改造前后的对比情况

总之，无论从运行工况的改善还是在故障发生率的降低等方面都相当明显；提高了水库重要取水设备运行安全可靠性，保障了1300万上海市民饮用水安全、稳定；而且，大大降低了青草沙水库上游大型机泵设备检修方面的工作量，并且提高了设备运行稳定性，降低了青草沙水库对于上游机组检修的维护费用；最重要的是，降低了青草沙水库上游机组在运行过程中发生推力瓦定位销键断裂弯曲的故障隐患，减少了水库对于上游取水机组的大修频次、大修过程中拆装检查的工序及青草沙水库上游机组的检修周期，降低了在拆装过程中可能导致的设备隐患问题，从而保障设备及时高效地投入生产。

综上所述，本实用新型的电机推力瓦，与现有技术相比，改变了立式同步电机传统的推力瓦块防转销键的安装形式、结构尺寸、材质和数量，有效地贴合了实际应用场景的工作情况，电机的各项主要运行参数也有所改善，从而在根本上解决了防转销键产生弯曲、断裂对电机设备造成的故障隐患，同时为机组检修维护减轻了工作量，直接实现了节省相关检修费用的开支；通过定位扣键实现对推力瓦本体的定位，改变了推力瓦本体与电机支撑板之间的装配形式，可以有效地分摊定位扣键在机组设备动静两种情况下受到的作用力，即使是用于需要频次较高的顶缸工况下，也能够经得起紧耦合分离产生的拉扯力，提高了电机在运行过程中的稳定性、可靠性和安全性；在定位扣键与推力瓦本体之间预留了间隙，从而使得推力瓦本体与定位扣键在机组运转时，不会因为干性连接导致受力不均匀，甚至引起严重的机械损坏或者烧瓦的情况发生；定位扣键采用与推力瓦本体不同的材质制成，有效避免了由于相同材料会产生分子亲和力，在长期受力的情况下可能导致过大粘合的现象发生，另外，定位扣键在保证自身强度的同时，也保证了推力瓦本体的金属装配强度，降低了电机运行过程中发生的故障隐患；通用性强，可适用大型同步电机所有的运行工况；所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电机推力瓦，其特征在于，包括推力瓦本体和定位扣键；

所述推力瓦本体的周向面上对称设置有两个沿所述推力瓦本体的径向延伸的卡槽；所述定位扣键的一端卡设在所述卡槽内，所述定位扣键的另一端与电机支撑板连接。

2.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述定位扣键上设置有螺纹通孔；所述螺纹通孔内设有紧固螺栓；所述紧固螺栓下端穿过所述螺纹通孔与所述电机支撑板通过螺纹相连。

3.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述推力瓦本体设置于所述电机支撑板上，且所述推力瓦本体的下表面与所述电机支撑板的上表面之间设置有弹性板。

4.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述定位扣键为由两个定位段构成的弯折结构；其中，第一定位段卡设在所述卡槽内，第二定位段的端部支撑在所述电机支撑板上。

5.根据权利要求4所述的电机推力瓦，其特征在于，所述第一定位段的上表面与所述卡槽的上壁之间的间隙为3.75mm，所述第一定位段的下表面与所述卡槽的下壁之间的间隙为0.75mm。

6.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述推力瓦本体的周向面上还对称设置有两个沿所述推力瓦本体的轴向延伸的定位销孔；所述电机支撑板上设有两个突出的定位销；两个所述定位销分别设于两个所述定位销孔内。

7.根据权利要求6所述的电机推力瓦，其特征在于，两个所述定位销孔连接形成的一连接线与两个所述卡槽连接形成的另一连接线之间的夹角为38°。

8.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述定位扣键采用45号钢材料制成。

9.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述电机支撑板是由两个半环形板组成的一环形支撑板；两个所述半环形板之间形成有一轴孔；所述轴孔用于与电机的转轴连接。

10.根据权利要求1所述的电机推力瓦，其特征在于，所述推力瓦本体的数量为十，十个所述推力瓦本体在所述电机支撑板上呈环向均匀分布。

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