3.9 江厦电站二期工程水轮机的结构设计
3.9.1 机组总体布置
如3.4节所述，江厦机组总体布置如图3 50所示，采用两支点如图3 11（a）的布
图350 江厦潮汐机组总布置图（尺寸单位：mm；高程单位：m）
1—尾水管里衬；2—伸缩节；3—转轮室；4—控制环；5—导水机构；6—导叶；7—座环；8—基础环；9—发电进人孔
盖板；10—发电机进人孔；11—灯泡头；12—通风机；13受油器；14—发电机径向轴承；15—集电环装配；
16—发电机基础；17—发电机定子；18—发电机转子；19—正反向推力轴承；20—主轴；
21—水导轴承；22—主轴密封；23—水轮机转轮
置方式。对于单向发电的灯泡贯流机组总体布置如图110所示，采用两支点如图311（b）的布置方式。双向发电的江厦潮汐试验电站6号机组的总体布置改为如图351的布置方式，主轴采用两支点如图3 11（b）的方案，至今运行也很好。
图351 江厦潮汐试验电站6号机组总体布置图（尺寸单位：mm；高程单位：m）
1—灯泡头；2—发电机进人竖井；3—发电机进人孔盖板；4—管型座（座环）；5—导水机构；6—控制环；
7—转轮室；8—水轮机转轮；9—尾水管里衬；10—主轴密封；11—水导轴承；12—主轴；
13—接力器；14—推力导轴承；15—发电机定子；16—发电机转子；17—刷架；
18—灯泡体基础；19—受油器；20—通风机；21—进人孔
3.9.2 埋入部件
1.江厦电站二期工程水轮机埋入部件
江厦电站二期工程水轮机埋设部件由座环、基础环、尾水管里衬及发电机进人孔盖板等组成（见图350），这些均为结构件，其尺寸按公路运输条件决定。
座环分上、下两半，由螺丝把合。由内、外两个导流体和6根椭圆形支柱焊接而成，其上、下支柱尺寸较大，内设进人通道。在现场组合后，将组合缝处焊成整体，总重9.906t，是机组最重的部件。座环是全机的承重部件，要有足够的刚度和强度，必须保证绝对安全可靠。
基础环与座环相邻，是流道金属表面与混凝土表面的过渡段，其水库侧的衬板应与发电机进人孔盖板基础焊联，以免基础螺栓被拔起。
发电机进人孔盖板基础，应能承受升压7.7m水柱压力，即承压50.92t，设计按承受9.2m水柱压力设计。实际核算基础螺栓能承压力为61.32t。
图3 52 伸缩节（单位：mm）
图353 管型座及球面支承结构（单位：mm）
1—基础板；2—支座；3—管型座前锥体；4—轴向支承；5—定位
工具；6—管型座内壳体；7—尾水管里衬；8—导水锥头部；9—管型座外壳体；10—发电机进人孔框架盖板；11—水
平球面支撑基础板；12—垂直球铰支座
图354 球面支承布置图（单位：mm）
1—灯泡头；2—灯泡头斜体；3—垂直球面支承；4—定子；5—转子；6—主轴；7—冷却器；
8—风机；9—进人竖井；10—水平球面支承
尾水管里衬与转轮室间留有15mm的伸缩缝，并设有伸缩节见图352。用一道“O”密封圈和一道盘根密封止水。在尾水管下方设有φ500mm进人孔。
2.大型灯泡贯流式水轮机埋设部件
对于单向发电的大型灯泡贯流机组，以管型柱为主要支撑，其埋入部分如图253、图254所示。在灯泡头底下有垂直球铰支撑，可允许灯泡体有微小的位移，见图355、图356，两侧有水平球铰支撑，以防机组振动，如图357、图358所示。
图3 55 垂直支撑球铰示意图（1）（单位：mm）
1—螺栓；2—螺帽；3—球形头；4—密封圈；5—定子法兰面；6—球形板（不锈钢支承面）；
7—调节板；8—垫片；9—球形片；10—基础板；11—基础螺栓；12—支柱；
13—支座板；14—灯泡头斜体；15—球支座；16—保护罩
3.9.3 导水机构
3.9.3.1 江厦电站二期工程导水机构
导水机构由内、外导水环和16只锥形导叶以及控制环、拐臂、球铰连杆等组成，图359为导水机构。
图3 56 垂直支撑球铰（2）（单位：mm）
1—球面片A；2—球面座A；3—内六角紧定螺钉；4—球面片B；5—球面座B；6—内六角紧定螺钉
球铰连杆见图360。由于控制环与活动导叶为空间运动，对于小型贯流机组，采用球铰连杆就可保证导水机构转动灵活。
外导水环与转轮室相邻，内导水环与主轴密封座连接。内、外导水环与座环用螺栓把合，并用“O”形密封圈封水，外导水环上、下两半并用螺栓把合，组合面用“O”形密封圈封水，内导水环为整体结构。
推动导水机构运动的是一只φ350mm直缸接力器，行程587mm，连杆长用作图法确
定为l=397mm，操作油压p=2.5MPa。
图3 57 水平支撑球铰（1）（单位：mm）1—垫片；2—圆柱销；3—球形板；4—密封圈；
5—球形板；6—基础板；7—垫片
图3 58 水平支撑球铰（2）（单位：mm）
1—螺栓；2—单耳止动垫圈；3—支撑座；4—支撑1；5—螺母1；6—止动轴；
7—支撑接点；8—螺母2；9—支撑2
图359 导水机构
图360 球饺连杆
1—内导水环；2—导叶下轴销；3—控制环；4—球铰连杆；
1—控制环；2—连杆头；3—连杆；4—球铰；
5—连接板；6—拐臂；7—锥型导叶；8—外导水环；
5—连接板；6—拐臂；7—端盖；8—螺栓
9—轴套；10—转轮室
3.9.3.2 大型灯泡贯流式水轮机导叶机构
对于大型灯泡贯流机组的导水机构，其连杆和上导叶轴径均应设球铰，如图361、
图3 62所示。
由图362可知，其连杆与导叶外轴承采用球铰，导叶内轴承未采用球铰，导水机构操作也灵活。其控制环采用钢球滑动，结构轻巧。
导叶轴承采用自润滑材料制成的轴套，并用“L”形密封圈封水。
连杆运动为空间曲面，为保证操作时转动灵活，连杆两端设有球铰，在拐臂处设有剪切销，也可采用液压连杆，见图363；弯曲连杆见图364、图365；弹簧连杆结构见图366。如在导叶中夹有杂物时，引起连杆弯曲或弹簧伸长，在第二次打开导叶时，杂物被水流冲跑，这样可不需更换剪切销。
导叶下端设有下轴销，以利于在不拆外导水环的条件下卸下导叶。
3.9.3.3 江厦电站二期工程水轮机导叶密合线加工
江厦电站二期工程的水轮机由于是锥形导水机构，其导叶是扭曲的，其密合线理论上也是空间曲线，为保证封水又能机械加工，要进行简化处理。
以江厦潮汐试验机组为例，导叶计算截面半径R=1755mm；导叶锥角C=65°；导叶数Z=16；头部倾角A1=20°。假定导叶密合线分布在特定的圆锥面上，如图367所示，密合线组成的圆锥面投影为OG，其锥角为C′，导叶转轴为OO′。导叶在截面AO′上展开
图见图3 68。
图3 61（一）导水机构装配（D1=4.2m）（单位：mm）
1—螺栓；2—垫圈；3—外导水环；4—外轴承座；5—螺栓；6—弹簧垫圈；7—补偿垫；8—顶起螺栓；9—弹环垫圈；
10—螺栓；11—外轴承压板；12—套管；13—导叶臂；14—端盖；15—螺栓；16—外舌止动垫圈；17—导叶键压板；
18—螺栓；19—弹簧垫圈；20—导叶键；21—偏心销；22—弯曲连杆；23—连杆销；24—控制环；25—压环；
26—内六角螺栓；27—弹簧垫圈；28—螺栓；29—螺尾锥销；30—螺母；31—弹簧垫圈；32—导叶外轴承；33—导叶外衬套；34—“O”形密封圈；35—y形密封圈；36—挡圈；37—紧定螺钉；38—压
注油杯；39—钢球；40—螺钉；41—弹簧垫圈；42—指针支架；43—螺钉；44—弹簧垫圈；
45—指针；46—刻度盘；47—螺钉；48—弹簧垫圈；49—密封条；50—螺尾锥销；
51—螺栓；52—内导环；53—活动导叶；54—导叶内轴承；55—“O”形密
封圈；56—“O”形密封圈；57—螺栓；58—单耳止动垫圈；59—导叶
内侧轴；60—螺塞；61—密封条；62—螺尾锥销；63—螺母；
64—“O”形密封圈
图3 61（二）导水机构装配（D1=4.2m）（单位：mm）
1—螺栓；2—垫圈；3—外导水环；4—外轴承座；5—螺栓；6—弹簧垫圈；7—补偿垫；8—顶起螺栓；9—弹环垫圈；
10—螺栓；11—外轴承压板；12—套管；13—导叶臂；14—端盖；15—螺栓；16—外舌止动垫圈；17—导叶键压板；
18—螺栓；19—弹簧垫圈；20—导叶键；21—偏心销；22—弯曲连杆；23—连杆销；24—控制环；25—压环；
26—内六角螺栓；27—弹簧垫圈；28—螺栓；29—螺尾锥销；30—螺母；31—弹簧垫圈；32—导叶外轴承；33—导叶外衬套；34—“O”形密封圈；35—y形密封圈；36—挡圈；37—紧定螺钉；38—压
注油杯；39—钢球；40—螺钉；41—弹簧垫圈；42—指针支架；43—螺钉；44—弹簧垫圈；
45—指针；46—刻度盘；47—螺钉；48—弹簧垫圈；49—密封条；50—螺尾锥销；
51—螺栓；52—内导环；53—活动导叶；54—导叶内轴承；55—“O”形密
封圈；56—“O”形密封圈；57—螺栓；58—单耳止动垫圈；59—导叶
内侧轴；60—螺塞；61—密封条；62—螺尾锥销；63—螺母；
64—“O”形密封圈
由于导叶型线为空间曲面，因此导叶头部、尾部所对应的夹角C1、C2是不同的，图367中头部密合点M与尾部密合点N之连线MN与XOZ面不平行，而是成一角度Ⅰ，密合设计的任务，就是要使角Ⅰ的取值使相邻导叶、尾部密合点坐标逼近。
根据导叶密合线所处空间关系，建立数学模型，可确定导叶头部、尾部密合点M、N坐标，尾部倾角A2，如图3 68所示。
图362 导叶轴端结构图（单位：mm）
图3 63 液压连杆（单位：mm）
1—外保护套（不锈钢）；2—橡皮圈；3—导叶外轴；4—球面轴承内环（不锈钢）；5—球面轴承外环（青铜镶聚四氟乙烯膜）；6—调整垫片（合金铝）；
（a）1—导叶；2—拐臂；3—挠曲连杆；4—液压连杆供油总管；5—液压连杆供油管；6—液压连杆；7—卡块；8—控制环；
（b）1—拐臂；2—连杆头；3—行程开关；4—活塞；
7—外保护套；8—外密封环；9—导叶；10—导叶
5—液压缸体；6—压力油管接头；7—控制环；
内轴；11—导叶内轴承（青铜）；12—保护套；
（c）1—拐臂；2—摩擦环；3—挠曲连杆；4—连杆头
13—内密封环
图3 64 弯曲连杆（1）（单位：mm）
1—叉头螺栓；2—左联接头；3—锁定片；4—弯曲板；5—信号片；6—信号装置；7—固定装置；
8—绝缘垫；9—右连接头
图3 65 弯曲连杆（2）（单位：mm）
1—轴承压板；2—螺栓；3—连杆轴承；4—轴承支撑板；5—外舌止动垫圈；6—螺栓；7—圆柱销；
8—轴承盖；9—圆柱销；10—检测板；11—弯曲连杆信号器；12—螺钉；13—绝缘板；
14—螺母；15—外舌止动垫圈；16—螺栓
图366 弹簧连杆
1—连杆Ⅰ；2—弹簧；3—螺栓；4—连杆Ⅱ；5—连接销；6—信号传感器
图367 导叶密合状态轴截图
OO′—导叶轴线；OG—密合面圆锥投影线；M—头部密合点；N—尾部密合点；C—导叶锥角；C′—密合线
圆锥锥角；C1—头部叶宽对应夹角；C2—尾部叶宽对应夹角；AO′—垂直导叶转轴之截面
图368 导叶在AO′上展开图
图369 工装抬起与平转角计算图
A1—头部倾角；A2—尾部倾角；E—偏心距；
R（1）—截面半径
为加工要求还需给出工装角，见图369。工装角可根据密合点坐标求得，主要是便于金加工，即一头加工很少，另一头多加工一些。
上述计算可由计算机编程后自动打印。实践表明，经上述简化计算后加工的导叶密合
线间隙，实测最大为0.2mm×300mm（导叶高1600mm），基本满足要求。
3.9.3.4 锥形导水机构运动图的绘制
为了确定推拉杆销孔（大耳朵）与连杆销孔（控制环上小耳朵）及与导叶开度的相互关系，需绘制导水机构运动图，见图370。
图370 锥形导水机构运动图
锥形导水机构为空间运动。可通过三个平面来分析：一是yoz平面，即通过水轮机中心线及导叶中心线的平面；二是xoy平面，它与yoz平面垂直并通过控制环球销中心所在的圆周；三是ζCξ平面，为通过拐臂中心线并与导叶中心线垂直。
在已知导叶锥角α、导叶中心线上的长度EC、连杆长度Lc=AB、拐臂长度LH=AC、控制环球销中心所在圆周直径Dc、控制环球销中心平面与拐臂左极端位置Aj的距离Aj′n和导叶全关至全开所应转过的角度（也就是拐臂应转过的角度）θmax，即可求导叶在不同位置时，拐臂、连杆及控制环球销中心在上述三平面上的投影。
先确定转臂球销中心点A在ζCξ平面上的位置及其在其他两平面的投影；如从全关
到全开，拐臂在ζCξ平面转过∠A0CAk=θmax，则A点运动轨迹为圆弧A0A︵k；A0A︵k在yoz的投影为直线段A0′Ak′，而在xoy面上投影为小椭圆A″jF″D″G″上的一段弧A︵″0A″k，这样就
可以绘出任意θ角时，A点在各平面上的投影。
再求出控制环球销中心B点在xoy平面上的投影，可据已知连杆长AB、B点在xoy面上的轨迹以及该轨迹在yoz面上的投影求出，任取一点e为中心，以AB=Lc为半径作圆，在圆的半径上取ef=A′n′（由yoz平面上量取）自f作垂线交辅助圆于g，则fg就是连杆球销位于任意点A时，AB在xoy平面的投影长度。这样就可以在以Dc为直径的园周上定出B点在xoy平面上的投影B″。从而可确定控制环球销行程B0″Bk″及大耳朵孔行程S与θ角的关系。
确定了连杆不同位置时B点在ζCξ上的投影B0c、Bc、…后，即可绘出连杆在该平面上的投影A0B0c、ABc、…，并可量出不同位置时拐臂与连杆投影的夹角λ。
现这一作图法可由计算机编程，直接由CAD绘出。
3.9.4 水轮机转轮
3.9.4.1 江厦电站二期工程水轮机转轮
江厦电站二期工程水轮机转轮直径D1=2.5m，轮毂比0.33，4只“S”形叶片。结构为缸动方案，即油缸往复运动，带动叶片转动；活塞不动，使受油器操作油管外油管与大轴固定只作旋转运动，没有轴向运动；内油管随活塞缸做轴向移动，有利于受油器密封，转轮总图见图371。
转轮在厂内做静平衡试验、漏油试验与操作试验，合格后方可出厂。
3.9.4.2 三叶片水轮机转轮
三叶片转轮装配图见图372，也是采用缸动方案，其剖面图见图3 73，叶片采用多层“V”形密封。
在结构设计中，将中心油管（内操作油管）与轮毂油箱相连；外操作油管（供油管）与主轴之间通压力油。这样，有利于受油器密封问题的解决。
轮毂材质为ZG20SiMn，叶片材质为ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢，叶片采用“λ”形与
“O”形密封相结合的结构型式。为减轻间隙气蚀，叶片设抗气蚀裙边，见图374。
也可采用“U”形密封结构，见图375。这些结构均可对单只叶片密封进行漏油试验。
3.9.5 江厦电站二期工程水轮机主轴与操作油管
主轴为空心轴，外径为φ300mm，内径为φ160mm，内装操作油管。
图371 缸动方案转轮结构图（单位：mm）
1—轮毂；2—连杆；3—转臂；4—叶片；5—油缸；6—活塞；7—泄水锥；8—泄水锥头；9—操作油管；10—密封座
图372 三叶片转轮装配图（单位：mm）
1—转轮体；2—桨叶销；3—转臂；4—内轴套；5—外轴套；6—叶片；7—连杆销；8—连杆销轴套；9—外侧连接板；10—内侧
连接板；11—活塞缸；12—活塞轴；13—活塞；14—活塞缸盖；15—活塞轴16—返馈杆；17—泄水锥盖；18—活塞缸
轴套；19—活塞环；20—套管；21—环型键；22—供油管；23—轮毂供油管；24—扭矩销；25—联轴螺栓
图373 三叶片转轮剖面图（单位：mm）
1—转轮体；2—桨叶销；3—转臂；4—内轴套；5—外轴套；6—叶片
（1）—导向板；（2）—顶紧环；（3）—“V”形密封；（4）—压环；（5）—定位销；（6）—压盖；
（7）—螺钉；（8）—弹簧；（9）—特殊螺钉；（10）—连接板
图3 74 叶片抗空蚀裙边与“λ”+“O”形密封（单位：mm）
1—止推环；2—“O”形密封圈；3—弹簧；4—特殊螺钉；5—顶紧环；6—“λ”形密封；7—压紧螺钉；8—环氧树脂
如图376所示，其操作油管有三个特点：一是内、外管分离，外管与大轴固定连接；二是内管随活塞缸做轴向移动，并反馈桨叶角度；三是外管分三段，各段间无螺栓连接。每段的一端分别与轮毂、水轮机主轴和发电机大轴固定，另一端插入后一段的头部，随主轴与转轮、主轴与大轴的连接，操作油管头、尾均镶套，每个接头用两道“O”形密封圈密封，这样安装简单方便。
3.9.6 受油器
图375 叶片“U”形密封
3.9.6.1 江厦电站二期工程水轮机受油器
1—定位螺栓；2—顶紧环；3—弹簧；4—压紧
江厦电站二期工程受油器特点：一是采用自调
螺栓；5—“U”形密封圈；6—压环
图3 76 操作油管（单位：mm）
1—导管法兰；2—发电机大轴；3—法兰；4—水轮机主轴；5—外操作油管；6—内操作油管
心的浮动瓦结构，解决了卧轴挠度对轴承的影响；二是高、低压油腔间采用端面密封；三是桨叶恢复机构在高压腔内，协联凸轮直接装在受油器盖上，取消钢丝绳，用位移传感器来传递桨叶角度，见图377。
3.9.6.2 江厦电站3号机改造后的受油器
图378受油器为2008年江厦电站3号机改造后图，其油路稍加改进，即将中心操作油管（轮毂油管）与轮毂油箱相通（相应见转轮图372），因操作叶片动作的内、外操作油管仅做旋转运动，这样易密封，而中心操作油管是轮毂油箱的来油，油压只要高于下游尾水压力即可，一般小8m水柱（0.8MPa），所以也容易密封。同理，恢复装置内的油压也低，也易密封，这就解决了受油器的密封问题。
3.9.7 桨叶恢复机构
3.9.7.1 江厦电站二期工程水轮机的结构
图379为恢复装置垂直于轴线的剖面图。它由球轴承、十字叉头、连杆、小轴、位移传感器、平面凸轮、联轴节及桨叶转角指针等组成，除位移传感器外，其余全装在受油器体及盖内。
当桨叶角度发生变化时，内操作油管做轴向移动，经过十字叉头、球轴承等变成平面凸轮的转角变化。平面凸轮上的曲面是按桨叶、导叶协联关系制作的，再通过位移传感器
将转角变化变成有协联关系的位移。通过位移传感器再将转角按一定比例的电压量输出，传递到电液调速器的电柜。
3.9.7.2 江厦电站3号水轮机桨叶恢复装置的改造
图380为2008江厦电站3号水轮机桨叶恢复装置改造后的图，与图3 78配套使用，其特点是直接用旋转电位器来转换成轮叶转角，取消了图379中的半面凸轮和位移传感器，结构简化了。
图3 79 桨叶恢复装置（1）（单位：mm）
图3802008年3号机改造的桨叶恢复装置（单位：mm）
1—球轴承；2—内操作油管；3—十字叉头；4—受油器体；5—连杆；6—受油器盖；
1—推力轴承；2—销子；3—叉套；4—指示板；
5—桨叶转角指针；6—轴；7—盖子；
7—小轴；8—位移传感器；9—半面凸轮；10—连轴节；11—桨叶转角指针
8—旋转电位器
3.9.8 主轴密封
3.9.8.1 江厦电站二期工程水轮机主轴密封
江厦电站二期工程的主轴密封采用填料密封加空气围带，填料压盖上加自压紧弹簧，在
盘根受磨损后可自动压紧盘根。另外，盘根压在分瓣无螺栓连接的盘根套内，盘根套用不锈钢制造，可与盘根一起拉出，便于检修。盘根采用聚乙烯材质，以延长寿命。在盘根前有梳齿密封、在盘根与空气围带间又增设平板水封。实践表明主轴密封结构是成功的，见图381。
图3 81 主轴密封（单位：mm）
1—耐磨环；2—密封前锥；3—空气围带；4—卸盘根套；5—进气管；6—中间环；7—密封座；
8—盘根；9—进水管；10—压环；11—弹簧；12—平板密封；13—梳齿密封
3.9.8.2 双层平板密封
在2008年改造中已将3号机的盘根密封改为双层平板水封见图382。
图382 双层平板水封
1—螺钉；2—压板；3—橡皮平板；4—托板；5—螺钉；6—压板；7—橡皮平板；8—调节板；
9—螺钉；10—衬套；11—橡胶角封
采用图383主轴密封结构或图384端面密封也是可行的。
图383 主轴密封
图384 端面密封
1—平板水封；2—压环；3—转环；4—不锈钢板；
1—水封盖；2—固定环；3—弹簧；4—转动环；
5—梳齿密封；6—空气围带；7—推力环
5—密封环；6—密封座；7—法兰盖
3.9.9 水导轴承
3.9.9.1 水导滑动轴承润滑计算
如图3 85（a）所示水导滑动轴承，其与轴承座的配合直径分别为轴瓦内径d的1.5
倍和1.75倍。轴瓦和轴径的设计间隙取（10100～100300）d。
（1）轴承荷载F（kgf）。
（2）轴颈转速nr（r/min）。·80·
（3）轴瓦中心角θ（°）[见图3 85（a）]。
图385 水导滑动轴承
（a）轴瓦结构尺寸；（b）油的边流系数Cp、Cf
（4）轴颈直径d（cm）。（5）轴瓦长l（cm）。
（6）比值l/d（一般为0.8～1.2，对自动调位的轴承取上限，也可按表314选择）。
表3 14
轴颈直径与l/d参数值
（7）轴颈角速度ω=π3n0r（rak/s）。（8）轴颈周边速度o=2ω0d0（m/s）。
（9）轴承单位压力fr=dFl（kgf/cm2）。对ChSnSb11—6[Б83]，fr≤200kgf/cm2，
o≤50m/s；对ChPbSb16—1.8[Б16]，fr≤150kgf/cm2，o≤6m/s。
（10）轴瓦与轴颈的径向间隙（按轴瓦与轴颈公差配合选定：通常采用D/dd、D/de
配合）。
δ1=
（max）（cm）
δ2=
（max）（cm）
（11）相对间隙（一般取ψ=0.001～0.0003；单位压力大、速度小的轴承取下限）：
ψ1=d1d，ψ2=δ2d
（12）油的黏度。一般计算时，设进油温度35～40℃，出油温度65～70℃，油的黏度按平均温度50℃选取。30号汽轮机油，当t=50℃时，其润滑油的动力黏度λ=
0.00278kgf·s/m2 （1kgf·s=9.8Pa，1.0MPa=0.1kg/cm2）。
（13）根据l/d从[图3 85（b）]查取边流系数：
校正承载能力系数Cp=校正摩擦损耗系数Cf=
（14）轴承承载能力系数：
φ1=Cp（2frψ21×104）/λωφ2=Cp（2frψ22×104）/λω
（15）根据φ从图386查取相对偏心值χ1、χ2。
用图386查取摩擦系数的计算系数K1、K2。
χ1=
，χ2=
K1=
，K2=
为使轴承内摩擦损耗最小，在选择间隙δ时，应尽
可能使相对偏心χ=0.5，这个间隙值δ=d㊣
2.C0pf5λrω×
10-2（cm），此时轴承摩擦系数为：
f≈1.41×10-2Cf㊣λfωr
（16）最小油膜厚度。
h01=0.5δ1（1-χ1）（cm）h02=0.5δ2（1-χ2）（cm）
图3 86 φ与χ及χ与K的
（17）摩擦系数。
近似关系
f1=K㊣
12Cf㊣λfωr×10-2
f2=K㊣
22Cf㊣λfωr×10-2
（18）轴承摩擦损耗。
pf1=9.81Fνf1×10-3（kW）pf2=9.81Fνf2×10-3（kW）
（19）通过轴瓦的油量。
Q1=1.72（1-1χ.14）δ1lν（L/min）Q2=1.72（1-1χ.24）δ2lν（L/min）
按公式计算的油量适用于压力加油润滑方式。对于油环润滑方式，先定油温升Δt=
25～30℃，然后反算出油量Q′，取Q≤Q′即可。
（20）油温升。
Δt1=35.3pQf11（℃）Δt2=35.3pQf22（℃）
（21）可靠性系数。
K01=hhm0i1n≥[K0]K02=hhm0i2n≥[K0]
式中：hmin为根据工作重要性容许的最小油膜厚度；对刚性支承轴承，h=0.02cm；对自
调中心轴承，h=0.002cm；[K0]为可靠性系数许用值由表3 15选取。
表3 15
可靠性系数许用值[K0]
3.9.9.2 江厦电站二期工程水导轴承润滑计算成果
江厦电站二期工程中的水导轴承采用与发电机径向轴承同样的结构，见图387，利用球面实现自调心，球面直径为φ490mm。
润滑油由高位油箱通过管路进入水导轴承，热油通过管路至回油箱进行自然冷却，不设油冷却器。
水导轴承润滑计算后的主要技术参数如下：
承载荷重：8890kg；
额定转速：125r/min；飞逸转速：395r/min；最低转速：75r/min；轴承直径：310mm；轴瓦长：320mm；
单位压力：0.88MPa；
进油压力：0.01～0.10MPa；进油量：8L/min；
出油温度：≤55℃；
最小油膜厚度：0.06mm；摩擦损耗：1.06kW；
润滑油牌号：30号汽轮机油；
自重：642kg。
3.9.9.3 水导轴承结构
（1）江厦电站二期工程的水导轴承采用球面滑动轴承，如图387所示。
（2）2008年改造水导时，即采用图388这种结构。项8、9、11组成的结构中可允许水导轴承微小摆动，以适应主轴挠度的变化，项10可调整水导轴承中心位置。
图387 球面水导轴承（单位：mm）
图388 江厦机改造后水导轴承（单位：mm）
1—球面座；2—球面支承；3—绝缘层；
1—轴承座；2—节流螺栓；3—垫片；4—管接孔；5—螺栓；6—橡皮
4—轴瓦；5—轴承盖；6—油封圈；7—温度计；8—“O”形密封圈
圆；7—油封盖；8—轴套；9—铜轴套；10—垫板；11—销子螺栓；
12—螺母；13—螺栓；14—法兰；15—螺栓；16—温度计；
17—顶轴压力进油管接孔；18—丝堵；19—扇形支座
（3）图389为球面自调心轴承。圆柱面滑动轴承如图390、图391所示。图3 89、图391的结构，可通过轴承支承来实现自调心。
图389 自调整球面水导轴承（单位：mm）
1—主轴；2—左油封；3—左油封盖；
4—左油封座；5—右油封座；6—右油封盖；7—右油封；
8—轴瓦；9—轴瓦座；
10—球面支承；11—轴承座
图390 水导轴承与水封装配（单位：mm）
1—轴承体；2—轴承盖；3—甩油环（1）；4—甩油环（2）；5—水封盖；6—甩水环；
7—螺栓；8—单耳止动垫圈；9—螺母；10—止动针；11—水封支撑；12—盘根
密封圈；13—水封套环；14—抗磨环；15—排水管；16—电阻温度计
图391 自调整圆柱面水导轴承（单位：mm）