Верхние и нижние крестовины вертикальных гидрогенераторов представляют собой опорные конструкции, воспринимающие нагрузку от вращающихся и неподвижных детален и узлов генератора и турбины и передающие их на фундамент непосредственно или через другие детали. Такими нагрузками являются:
осевые нагрузки на подпятник от веса ротора агрегата и осевого давления воды;
радиальные нагрузки на направляющие подшипники, возникающие вследствие динамической неуравновешенности ротора, возможного перекоса во фланцевом соединении валов и неравномерного магнитного притяжения ротора к статору;
осевые нагрузки от веса установленных на крестовинах деталей и узлов генератора и турбины — подпятника, подшипников, статоров возбудителя, подвозбудителя, вспомогательного и регуляторного генераторов, маслоприемника поворотнолопастных турбин и др.
Основными из этих нагрузок являются осевая нагрузка на подпятник и радиальная нагрузка на направляющие подшипники. В зависимости от вида основной нагрузки крестовины подразделяются на опорные, направляющие и опорно-направляющие.
Конструкции крестовин и их количество определяются компоновочной схемой гидроагрегата. В гидроагрегатах с генератором подвесного типа при трехопорной компоновке агрегата генератор имеет два направляющих подшипника. В этом случае на верхней крестовине расположены подпятник и верхний подшипник и, следовательно, она является опорно-направляющей. Нижний подшипник устанавливается на нижней крестовине, которая будет только направляющей. В двухопорной компоновке агрегата подвесной генератор имеет только верхнюю опорно-направляющую крестовину.
В гидроагрегатах с генераторами зонтичного типа при трехопорной компоновке агрегата генератор имеет также два направляющих подшипника. Верхний подшипник устанавливается в верхней крестовине, и она является направляющей, а подпятник и нижний подшипник располагаются на нижней опорно-направляющей крестовине. При двухопорной компоновке гидроагрегата зонтичный генератор имеет также только верхнюю крестовину с направляющим подшипником, а подпятник опирается на крышку турбины. Функции опорной крестовины в такой схеме полностью несет крышка турбины.
Современные средние и крупные гидроагрегаты с подвесными и зонтичными генераторами выполняются преимущественно с двумя направляющими подшипниками: верхний — над ротором генератора и нижний — у рабочего колеса турбины. Подпятник в зонтичных генераторах устанавливается на крышку турбины непосредственно или через специальную опору, а в подвесных — на верхнюю крестовину.
Вследствие этого нижняя крестовина в обоих типах генераторов отсутствует совсем либо заменяется легкой конструкцией для размещения перекрытия шахты турбины. Верхняя же крестовина в подвесных генераторах является опорно-направляющей, а в зонтичных — направляющей.
Крестовины выполняются достаточно жесткими и прочными для обеспечения спокойной и надежной работы ротора агрегата. В зависимости от габаритов и веса генератора применяются крестовины мостового или лучевого типа.
Рис. 5-9. Верхние крестовины лучевого типа. а — подвесного гидрогенератора; б — зонтичного гидрогенератора.
При пролете крестовины до 4—5 м и осевой нагрузке до 400—500 Т принимаются мостовые крестовины, при больших параметрах — лучевые.
Мостовые опорные крестовины — нижние у зонтичных генераторов и верхние у подвесных—в зависимости от величины нагрузки и пролета изготовляются в виде сварного моста из двутавровых балок, в центральной части которого располагаются подпятник и подшипник.
Рис. 5-10. Верхняя крестовина подвесного генератора.
При больших размерах моста поперек основных лап устанавливаются дополнительные лапы. Лучевая крестовина состоит из центральной цилиндрической части, вокруг которой равномерно расположены отъемные радиальные лапы двутаврового сечения. Направляющие крестовины нижние у подвесных генераторов и верхние у зонтичных — выполняются конструктивно более простыми и легкими.
В связи с тем что современные генераторы изготовляются в основном с крестовинами лучевого типа, ниже рассмотрены конструкции такого выполнения опорно-направляющей крестовины для подвесного генератора и направляющей для зонтичного генератора (рис. 5-9).
На рис. 5-10 показана верхняя крестовина лучевого типа подвесного генератора. Крестовина состоит из сварной центральной втулки 1 и отъемных лап 2 двутаврового сечения.
Рис. 5-11. Верхняя крестовина зонтичного генератора.
Соединение лап и втулки производится болтами через вертикальные плиты 3, приваренные к втулке и лапам. В осевом направлении лапы фиксируются штифтами 4. В центральной втулке расположен верхний направляющий подшипник 5. Пространство между лапами и над воздушными камерами закрыто перекрытием 6. Лапы крестовины опираются на фланец статора и крепятся к нему болтами. Распорные домкраты 7 установлены у каждой лапы. Вал 8 свободно проходит через центральное отверстие втулки. Сверху на втулку опираются подпятник и статоры возбудителя и подвозбудителя.
Верхняя крестовина лучевого типа зонтичного генератора показана на рис. 5-ll. Состоит она также из центральной втулки 1 и присоединенных к ней сварных лучевых отъемных лап 2. Соединение лап со втулкой произведено болтами через приваренные верхнюю 3 и нижнюю 4 вертикальные плиты с фиксацией их в осевом направлении горизонтальными штифтами 5. Снизу к лапам присоединена опора статора вспомогательного генератора 6. В центральной втулке размещен верхний направляющий подшипник 7. Опирается крестовина лапами на верхний фланец статора 8. Распорными домкратами 9 крестовина и верхняя часть статора раскреплены в фундаменте генератора.
