浅析立式机组轴线检查方法

浅析立式机组轴线检查方法

张现海

（四川华能嘉陵江公司水电有限责任公司，南充637000） 

摘要：本文介绍了立式机组弹性盘车轴线检查的方法，在弹性盘车条件下对盘车数据的分析和计算，通过对本文的了解可以在机组安装或大修中提高轴线检查的质量，为机组瓦隙的调整打好基础。

关键词：水机轴、发机轴、弹性油箱、盘车、盘车点、拐点、轴线

一、概述

机组在安装或大修中，对机组轴线检查（也叫盘车）工作十分重要，是体现机组安装或检修后运行工况优劣的重要工作环节。通常检查机组轴线四个方面的摆度情况，检查看是否在规定的摆度范围内，1、水机轴系检查，2、发电机轴系检查，3、立式轴流转浆式机组受油器操作油管检查，4、弹性油箱跳动值检查。本文介绍利用电动机械式盘车工具，整体检查轴线盘车方法。

二、立式机组轴线检查前的准备工作

除轴承和密封装配外，水轮机和发电机设备已安装就位，且完成水、发连轴工作，受油器操作油管已安装好（集电环无条件参加盘车，单独检查），机组转动部分中心调整已调好.

2.1、盘车点的标注，正确标注盘车点十分关键，它关系到处理轴线拐点位置的准确度，若不同部位标注的盘车点位置偏差较大，上、下不在同一方位垂线上，那么根据盘车摆度值计算处理，就达不到预期的处理效果，增加处理的次数，对投入的人力、物力等都会造成较大浪费，对盘车点的标注一般有以下要求：（1）发电机轴平放在安装间进行相关尺寸检查，在这一条件下，在大轴两端法兰处对应方位分出十字线（X轴、Y轴，并用钢印打出标记号），待水、发轴吊入机坑并联轴后，即可方便地用线坠将标注点自发电机轴引到水机轴系上，至于受油器部位的操作油管标记可以现场盘车前确定，因该部位拆装处理相对工作量较小，而且处理拐点具有相对独立性。该方法确定盘车标注点，不易受到其他设备条件影响，比较准确。也有根据现场定好的X、Y机组内机坑方位后，在盘车前确定的，但准确度偏低。（2）利用线坠将轴系上的方位点引导致各部轴领，用记号笔在轴领工作部位标注，盘车点通常按照逆时针方向均匀分成8点。

2.2、弹性油箱水平的调整

  液压支柱式推力轴承的弹性盘车，应在弹性油箱受力调整合格后进行，每个油箱通过支柱螺钉支撑推力瓦，运行时各瓦之间的不均匀负荷通过弹性油箱油压平衡，使各瓦受力均匀，但各个弹性油箱的压缩量偏差，国家规范和设备厂家都有明确的技术要求，厂家给出的技术要求是，弹性油箱压缩量偏差不大于0.15mm。

在调整各个弹性油箱受力前，需将机组转动部分限定在机组中心位置且大轴处于自由状态，通常采用抱住上、下导轴瓦（无下导抱水导）（各部对称抱4块瓦，间隙0.03~0.05范围），每个弹性油箱装上测杆，并架好百分表，通过液压风闸顶起和落下转子的方式，测得各个弹性油箱的压缩数值，对弹性油箱受力超过要求的，利用厂家配有专用工具调整弹性油箱的支柱螺钉，见现场调整图片1。

                                         图一                

2.3、工器具及表格准备

(1)百分表安装

    在上导、下导（有下导的）、法兰、水导、内操作油管和外操作油管(瓦的工作位置)等按照+X向、-Y向各架一块百分表（垂直方位即可），弹性油箱除在+X向、-Y向各架一块百分表外还要在对应的+X向、-Y向的轴向位置各架一块百分表，位置可在上部也可在下部（此以下部为例），架表部位需要安装支架的，需牢固可靠。百分表的小表针调整为3~7mm范围内，大表针调整为0mm。

(2)电动盘车工具的安装.

  将盘车工具吊到盘车位置之前，上导瓦已抱好，各转动部位与固定部位之间检查无异物，各部百分表计安装并调好，将盘车工具用螺栓与发电机上端轴及上机架连接好，接好电源，并检查电机油位是否正常，电机运转是否都正常，转向正确。

(3)将吊车开到机组位置，落下一个主钩至合适位置，安装操作油管位置的百分表计，见图2。

图2

(4)  盘车记录表格

   盘车表格一般使用两种，本表格设计实用方便，各部绝对摆度和全摆度由各部位抄表工作人员使用，记录在表格1。综合分析表格见附表2，由技术负责人员使用，用于分析数据、处理轴线计算。

表一            年  月  日            单位0.01mm

（表二）               年   月  日           单位：0.01mm

三、弹性盘车方法介绍（以某电站盘车为例）

（1）质量要求 ：

（a）在机组中心确定的前提下，将上、下导轴领处清扫干净，涂上干净的透平油或猪油，在X向和Y向对称抱两对瓦，瓦隙为调整在0.03~0.05mm为宜。

(b)各处的盘车摆度要求，

                  （图中数字单位m）

根据相关技术规范要求,机组转速＜100r/min,发电机轴承相对摆度＜0.03mm/m;水轮机导轴承处相对摆度＜0.05mm/m各处允许绝对摆度不大于以下计算值。

1）镜板直径为2.5mm,轴向跳动不大于0.15mm；

2）下导：0.03×2.57=0.77 mm；

3）法兰：0.03×3.97=0.119 mm；

4）水导：0.05×7.98=0.399 mm.（规范规定最大不大于0.35mm）；

5）操作油管不大于0.30mm（厂家图纸技术要求）；

6）集电环：不大于0.50mm。

3.2盘车数据记录 （详见表二）

3.3盘车数据分析和轴线处理计算（以受油器操作油管为例）

从表2中看出，操作油管的绝对摆度已经超标，需要进行调整处理，从数据中看出两个特点，（1）内操和外操油管各自最大摆度值均为8~1号点之间，偏近8号点位置附近，趋势相同，说明需要内操油管和外操油管同时向中心平移；（2）内操油管长，距离镜板更远，由外操油管至内操油管摆度逐渐变大，说明操作油管轴线存在倾斜。原因分析清楚了，就可有针对性的采取措施处理了。（1＇）操作油管与主轴存在同心度偏差，可以采取平移操作油管来减小其摆度值，在受油器段的操作油管与发电机短轴连接的法兰处，将操作油管由8号向4号盘车点方向平移0.15mm，但因内操摆度较大，仅凭平移调整同心度还不能达到摆度的要求。(2＇）需要处理操作油管连接法兰面的方式，作为处理问题的主要手段，处理摆度超标问题的计算和方法为：

操作油管法兰直径为D=200mm，法兰面与内操油管浮动瓦距离L=500mm,  以盘车8--4点划直线，刮削法兰厚度均匀过度，设8号盘车点刮削法兰厚度 为0，4#盘车点需刮削法兰厚度设为б，根据盘车记录4号点内操最大倾斜值K=(1.06-0.15)/2=0.455mm。根据计算公式： б/D  = K / L;   б=K*D/L;   б=0.455×200/500=0.18mm.可知在4号盘车点处刮削法兰厚度0.18mm，即可达到操作油管的相关规范摆度要求。经回装操作油管后再次盘车验证，内操最大绝对百度点小于0.1mm，轴线调整工作完成。

四、总结

盘车方法可根据现场具体情况进行选择，机组轴线较差，易采取水、发分批次盘车的方式较好。机组轴线较好，可以直接采整体盘车的方式。对处理摆度超标是平移还是刮削法兰（或加垫），要根据具体情况灵活确定，有的仅平移即可消除摆度超标，有的需要平移和刮削法兰（或加垫）同时使用才能解决问题。另外对处理法兰刮削或加垫工作，也需要有一定技术功底的施工人员完成。

参考文献：

GB/T8564-2003 水轮发电机组安装技术规范

设备厂家技术图纸

作者简介

张现海（1968—）男,高级工程师，从事水电站机电设备安装、检修、维护工作。