立軸機(jī)組軸線測(cè)量與調(diào)整

1、日志立軸水輪發(fā)電機(jī)組軸線測(cè)量與調(diào)整 圖片 最近一直忙于偏橋2#機(jī)組的大修，這么近的接觸到這么具體的認(rèn)識(shí)到機(jī)組，我自然不會(huì)錯(cuò)過(guò)這么好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。結(jié)合理論上的思考、分析和實(shí)踐中的觀察、實(shí)干，我對(duì)立軸水輪發(fā)電機(jī)組的軸線測(cè)量與調(diào)整有了一定的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在和同事們交流下我的理解和看法。 水輪發(fā)電機(jī)組主軸軸線的測(cè)量與調(diào)整，是機(jī)組檢修或安裝中最重要的工序之一。是衡量檢修質(zhì)量的重要指標(biāo)。我們應(yīng)該給予高度的重視。 一、概述 1、機(jī)組中心、軸線和旋轉(zhuǎn)中心 (1)機(jī)組中心（固定部件）。立式水輪機(jī)組中心是指機(jī)組各固定部件（上下迷宮環(huán)或轉(zhuǎn)輪室、座環(huán)、頂蓋、上下機(jī)架和定子）中心的連線。在實(shí)際安裝過(guò)程中，由于中心的基準(zhǔn)經(jīng)常變化

2、，測(cè)量誤差累計(jì)以及機(jī)組制造的誤差會(huì)使各固定部件中心不可能在一個(gè)垂線上。 (2)軸線（轉(zhuǎn)動(dòng)部件）。機(jī)組的軸線是指發(fā)電機(jī)主軸和水輪機(jī)主軸的幾何中心線。立式水輪發(fā)電機(jī)組軸線是勵(lì)磁機(jī)軸，發(fā)電機(jī)主軸及水輪機(jī)主軸等組成。 (3)旋轉(zhuǎn)中心（轉(zhuǎn)動(dòng)部件的回轉(zhuǎn)圍繞的幾何中心線）。 2、擺度產(chǎn)生的原因和擺度對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響 假設(shè)鏡板摩擦面與整根軸線絕對(duì)垂直，那么，在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸將圍繞其理論旋轉(zhuǎn)中心穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。然而，其實(shí)上整根軸線與鏡板不可能絕對(duì)垂直。如圖1， 因此，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸將偏離理論旋轉(zhuǎn)中心而產(chǎn)生擺度。原因是，為防止軸電流產(chǎn)生而加在推力底面和鏡板之間的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣墊薄厚不均；機(jī)械加工誤差和安裝原因造成推力

3、頭與主軸不垂直；主軸法蘭有折線。實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)鏡板摩擦面與主軸不垂直是軸線產(chǎn)生擺度的主要原因。 過(guò)大擺度對(duì)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的影響： (1)軸線的傾斜使機(jī)組重心發(fā)生改變，增大了離心慣性力，在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)推力軸承將產(chǎn)生周期性的不均勻負(fù)載，引起機(jī)組振動(dòng)。 (2)使主軸和導(dǎo)軸承四周間隙不均勻，惡化了導(dǎo)軸承工作條件，使瓦溫升高，也使其密封受到影響。 (3)加速了水輪機(jī)迷宮磨損，嚴(yán)重的可能引起固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分碰撞，使機(jī)組不能正常運(yùn)行。 3、機(jī)組軸線測(cè)量調(diào)整步驟 機(jī)組軸線的測(cè)量調(diào)整一般都是分為兩個(gè)階段進(jìn)行的：首先對(duì)發(fā)電機(jī)單獨(dú)盤車，當(dāng)法蘭處擺度值符合要求后，進(jìn)行主軸聯(lián)接；然后再對(duì)機(jī)組整體盤車。一般按以下步驟進(jìn)行： (1

4、)軸線測(cè)量。通過(guò)盤車方式測(cè)量上導(dǎo)、下導(dǎo)、發(fā)電機(jī)法蘭、水輪機(jī)法蘭及水導(dǎo)的擺度值，為軸線調(diào)整提供原始數(shù)據(jù)。 (2)整理和分析盤車數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^(guò)表格法，分析盤車的數(shù)據(jù)是否正確，并計(jì)算出最大擺度值及其放向，從而判斷如何去調(diào)整機(jī)組的軸線。 (3)軸線調(diào)整。當(dāng)盤車數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)擺度超過(guò)規(guī)范時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行軸線的調(diào)整處理。對(duì)于懸式機(jī)組，可刮削調(diào)整推力頭與鏡板的絕緣墊，如果上述調(diào)整無(wú)法使各處擺度符合要求，可處理法蘭組合面來(lái)調(diào)整水導(dǎo)處的擺度。處理后重新盤車，直至各部分?jǐn)[度合格為止。 二、機(jī)組軸線的測(cè)量 在實(shí)際測(cè)量中我們一般采用盤車法進(jìn)行軸線測(cè)量。盤車就是用人為的方法，使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分慢慢旋轉(zhuǎn)。盤車的方法有三種：大、中型機(jī)組

5、一般以廠內(nèi)橋式起重機(jī)為動(dòng)力，叫作機(jī)械盤車。在定子、轉(zhuǎn)子繞組中通電，產(chǎn)生電磁力來(lái)拖動(dòng)，叫電動(dòng)盤車。對(duì)于小型機(jī)組，一般廣泛采用人力直接推動(dòng)的方式，叫作人工盤車。偏橋電站檢修采用機(jī)械盤車。 1、盤車前應(yīng)做好下列準(zhǔn)備工作： 在上導(dǎo)軸頸、主軸法蘭和水導(dǎo)處，沿圓周劃八等分。上、中、下三部分的等分線對(duì)應(yīng)在同一方位，并按逆時(shí)針?lè)较蝽槾尉幪?hào)。 (2)調(diào)整推力瓦受力，使鏡板處于水平狀態(tài)，推力瓦面應(yīng)涂潔凈豬油作為潤(rùn)滑劑，夏季氣溫較高時(shí)可用羊油作潤(rùn)滑劑。 (3)安裝推力頭附近的導(dǎo)軸瓦，以控制主軸徑向位移。瓦背支柱螺栓要擰緊，以盤車過(guò)程中主軸位移量在002008mm之間為宜。瓦面可滴入透平油作潤(rùn)滑劑。 (4)清掃轉(zhuǎn)動(dòng)部

6、件上的雜物，檢查所有轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分的間隙，應(yīng)絕對(duì)無(wú)雜物卡阻及刮碰。 (5)在上導(dǎo)軸承，主軸法蘭和水導(dǎo)處，按X、Y方向各設(shè)2只百分表，作為測(cè)量擺度值和相互校核之用。百分表測(cè)桿應(yīng)留有足夠的預(yù)壓縮量，大針調(diào)零位。 (6)在水導(dǎo)處推動(dòng)主軸，若表針擺動(dòng)，則證明主軸處于自由狀態(tài)，否則，應(yīng)查明原因，是否有刮碰卡阻之處。 上述準(zhǔn)備工作完畢之后，各百分表派專人監(jiān)護(hù)記錄，在統(tǒng)一指揮下，使主軸接機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)方向慢慢旋轉(zhuǎn)，并且準(zhǔn)確停止在各等分線測(cè)點(diǎn)上。然后推動(dòng)主軸，驗(yàn)證主軸是否處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)，并通知各監(jiān)表人記錄。如此逐一測(cè)出八點(diǎn)的讀數(shù)。 2、盤車結(jié)果的整理與分析 (1) 全擺度和凈擺度。（在計(jì)算導(dǎo)軸承調(diào)整間隙時(shí)也會(huì)

7、用到） 1）全擺度。同一測(cè)量部位對(duì)稱兩點(diǎn)的百分表讀數(shù)之差稱全擺度。其中，對(duì)稱兩點(diǎn)具體指的是1點(diǎn)-5點(diǎn)、2-6、3-7、4-7。用字母 a 、 b 、 c 分別表示上導(dǎo)、法蘭、水導(dǎo)的全擺度值。 那么，上導(dǎo)處的全擺度值a為： a=a180a0 = e. 式中 a上導(dǎo)處的全擺度值 a180上導(dǎo)軸承處旋轉(zhuǎn)180°時(shí)讀數(shù) a0上導(dǎo)軸承0°時(shí)的讀數(shù) e主軸的徑向位移值 法蘭處的全擺度： b=b180b0= 2j + e. 式中 b法蘭處的全擺度值 b180法蘭處旋轉(zhuǎn)180°時(shí)讀數(shù) b0法蘭處0°時(shí)讀數(shù) j法蘭處的傾斜值 2）凈擺度。同一測(cè)點(diǎn)各部分的全擺度與導(dǎo)軸承（懸

8、式一般指的是上導(dǎo)軸承）處的全擺度的差。用字母ba 、ca 分別表示法蘭處、水導(dǎo)處的凈擺度值。 則 ba=b-a ca=c-a 將、代入上式，可得ba=2j，也就是說(shuō)主軸處凈擺度是此處主軸傾斜度的2倍。 百分表讀數(shù)表示大小和方位。 （架表的位置如下圖） + 表示軸領(lǐng)相對(duì)于百分表外移。 - 表示軸領(lǐng)相對(duì)于百分表內(nèi)移。 偏橋水電站2#機(jī)組 修后發(fā)電機(jī)軸線測(cè)定 測(cè)點(diǎn) 1#2#3#4#5#6#7#8#上 導(dǎo) 0-1-1-1-1-1-1.50/0下 導(dǎo) -71240-150/0發(fā) 法 -10-1.5-10-4-2.570/0水 法 -92.532.5-3-380/1水 導(dǎo) -1131-1-9-860/2相

9、對(duì)點(diǎn) 15263748 全 擺 度 上 導(dǎo) 100.5-1下 導(dǎo) -72-34發(fā) 法 -61-80水 法 -6-5.5-51.5水 導(dǎo) -211-5-3凈 擺 度 下 導(dǎo) -82-3.55發(fā) 法 -71-8.51水 法 -7-5.5-5.5-2水 導(dǎo) -311-5.5-2三、機(jī)組軸線調(diào)整計(jì)算和處理 1、懸式機(jī)組盤車處理一般以水導(dǎo)數(shù)據(jù)為參考對(duì)象，因?yàn)橥ǔＧ闆r下此處的設(shè)計(jì)間隙和調(diào)整間隙是最大的，而且軸線校準(zhǔn)的原則也是從下往上的，當(dāng)然如果實(shí)際盤車情況下其他測(cè)點(diǎn)擺度較大，也可以那一點(diǎn)作為處理的依據(jù)。 如果盤車數(shù)據(jù)準(zhǔn)確真實(shí)，水導(dǎo)處八點(diǎn)的凈擺度值，在座標(biāo)圖上應(yīng)是正弦曲線。如果曲線發(fā)生畸變，則說(shuō)明盤車數(shù)據(jù)不

10、可靠，應(yīng)查明原因，重新盤車。通過(guò)對(duì)2#機(jī)組軸線的測(cè)量，我們知道了主軸最大傾斜值是11/2=5.5，方位是26點(diǎn)方向。據(jù)此，就可進(jìn)行軸線的調(diào)整。在這里要說(shuō)明的是確定主軸最大傾斜值時(shí)并不單是以測(cè)點(diǎn)值最大值為依據(jù)的，等作出主軸各測(cè)點(diǎn)的凈擺度值圓后，還要根據(jù)這個(gè)擺度圓上測(cè)值的趨勢(shì)來(lái)確定。這個(gè)部分我將會(huì)的以后的文中具體的闡述，請(qǐng)留意讀閱。 圖2是軸線傾斜與推力頭調(diào)整的關(guān)系圖。 圖2 圖中，j為水導(dǎo)處最大傾斜值；L為推力頭底面至水導(dǎo)測(cè)量的距離；D為推力頭直徑；為絕緣墊最大刮削量（或其對(duì)面應(yīng)加墊的最大厚度）。 根據(jù)三角形相似defABC，D=jL，因此，絕緣墊最大刮削量（即：其對(duì)面最大加熱厚度）： = jD

11、L 具體做法就是： 以最大值為最高點(diǎn)，過(guò)2-6點(diǎn)作一條通過(guò)圓心的直線； 以此直徑為垂直平分線，分別過(guò)57、48、13作直線割圓，分為四個(gè)區(qū)域 分區(qū)后，利用上述計(jì)算方法，可得每個(gè)區(qū)域應(yīng)該處理的厚度。 這里值得注意的是： （1）加墊方向與刮墊方向正好相反，即相差180°。 （2）值是加墊的最大厚度。從外向里應(yīng)逐漸減薄。 （3）加墊深度不宜超過(guò)推力頭直徑D的34。 （4）加墊時(shí)要做好記號(hào)，注意清潔，精心操作。 （5）薄銅箔不得接觸鏡板，以免破壞絕緣產(chǎn)生軸電流。 2、刮削絕緣點(diǎn)法的處理工藝： 先用制動(dòng)器將轉(zhuǎn)子頂起加鎖，使轉(zhuǎn)子重量轉(zhuǎn)化到制動(dòng)器上。拆去盤車工具，松開(kāi)推力頭與鏡板的聯(lián)接螺栓，落下鏡

12、板，在推力頭及中間絕緣外側(cè)作裝配基準(zhǔn)線，并按軸線測(cè)量等分線方位，作相應(yīng)的八等分編號(hào)。 抽出絕緣墊，按絕緣墊應(yīng)刮削的最大點(diǎn)的方向作一中心線，按次中心線等分刮削區(qū)（可分為48個(gè)區(qū)），再按比例確定每一刮削區(qū)應(yīng)刮削的厚度。 按刮削區(qū)應(yīng)刮的厚度仔細(xì)地刮削。先把刮削平面等分劃成許多小方格，用外徑千分尺測(cè)出各方格的厚度，并用鉛筆將數(shù)值記在方格內(nèi)，然后按分區(qū)刮削要求逐格進(jìn)行刮削，并以千分尺檢驗(yàn)其刮削的厚度是否正確，直至所有方格全部刮完。 把絕緣墊放在平板上，用研磨平板加微量顯示劑，壓在絕緣墊上來(lái)回研磨顯示高點(diǎn)，并將高點(diǎn)刮去，使其平整，最后用砂布打光，除去邊緣毛刺。 刮削完畢后用酒精擦洗，將絕緣墊放入原位置裝復(fù)。 調(diào)整安裝后，應(yīng)重新進(jìn)行盤車，以驗(yàn)證軸線調(diào)整的效果，直到各部位擺度均符合附表規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為止。