卧式机组轴线调整

卧式发电机组轴线调整方法改进阅览次数:864作者:李正才【摘要】在定量分析的基础上，改进了卧式发电机组轴线调整方法，纠正了常规调整方法的一些错误，克服了常规调整方法的盲目性，可明显提高工作效率及调整精度，彻底解决了卧式发电机组轴线调整的技术难题。

【关键词】卧式发电机轴线调整下面介绍两轴以靠背轮联接的卧式水轮发电机组轴线调整（以下简称轴线调整）改进方法，轴线调整的任务是以水轮机轴为基准，将发电机轴调至与其同心。

通过盘车调整发电机的四个地角，尽量使发电机轴与水轮机轴同心。

一般说来，对两靠背轮之间的距离要求不是很高，稍大点或小点并不是特别重要，在以下的分析中假设该距离已调好。

盘车方法：将一测量架固定在水轮机轴上，在测量架上固定两块百分表，分别垂直指向发电机轴侧靠背轮+y方向的上表面和侧表面。

将百分表调到有一定压缩量，然后对“0”，往同一方向盘车，每隔90°记录一次两块百分表的读数，最后回到原来位置，检查百分表是否为“0”。

记侧面百分表盘车一周划过的圆称为轴向盘车圆。

轴线调整的常规方法是：将四个地角紧死后盘车，然后松开所有地角螺栓，根据盘车的轴向和径向记录调整四个地角（加垫、平移等），但具体的调整量是多少却不知道，必须进行反复多次调整，调整精度也不高。

这种调整方法有以下错误及不足之处：盘车前同时将四个地角紧死是错误的做法，由于不在同一直线上的三点确定一个平面，因此，一般只有三个地角着地，另一个悬空，调整地角时没有考虑这悬空量，很有可能出现下述情况：通过盘车认为该悬空角应撤垫，而实际上要加垫；不能精确确定各个地角的调节量，只能盲目地去试，工作效率和调整精度都不高。

改进后的轴线调整方法：参照如下图示，可分四个步骤进行调整：a、将A、B、D三个地角紧死，C悬空，然后盘车并每90°记录一个数据，见下表第二、三行；b、将B、C、D三个地角紧死，A悬空，盘车并记录轴向百分表在上下两点和径向百分表在左右两点的读数，见下表四、五行；c、根据计算结果调整各地角；d、将所有地角紧死后复测。

现分析盘车记录与四个地角相对于理想位置的偏差之间的关系。

如图建立三维直角坐标系：图中发电机轴在理想位置（即两轴同心），取理想轴线为z轴，轴向盘车圆在xoy平面中。

一般情况下，轴向盘车圆圆心不与原点重合，发电机轴既不与z轴重合，也不与z轴平行，在以下分析中，所有字母均指该点的实际位置而非理想位置。

现已知：轴向盘车圆半径OM=ON=R，线段OP=p、OQ=q、PE=QF=h、AD=BC=2e，PE垂直且平分AD、QF垂直且平分BC，OP垂直平面PAD和QBC。

取δx=(δ4-δ2)/2、δy=(δ1-δ3)/2、γx=(γ4-γ2)/2、γy=(γ1-γ3)/2，δx?=δx-(δ4?-δ2?)/2、γy?=γy-(γ1?-γ3?)/2。

为简单起见，在以下的运算中，用AB表示以A为起点、B为终点的向量，同时还可用坐标形式表示向量，向量可与点的坐标、表示该点的字母进行统一运算。

如设A（a，b，c），B（d，e，f），可进行以下运算：A=B-AB，AB=（d-a，e-b，f-c），kA=（ak，bk，ck）=k（a，b，c），也可记A=（a，b，c）等，对于两向量α、β，α?β表示两向量的数量积，α×β表示两向量的向量积。

易知：O=（δX，δy，0），可设：OM=（Rcos2α，0，Rsin2α），其中Rsin2α=γx ，α→0由于cos2α=1-2sin2α，当α→0时，sin2α是sin2α的高级无穷小量，而含cos2α项在以下的运算中仅进行有限次四则运算，故可省略2sin2α，令cos2α=1，后面还有类似情况，就不再重复。

因此可简化为：OM=（R，0，γx），同理：ON=（0，R，γy）。

由于OM⊥ON，根据向量积的定义可知：OP=p/R2OM×ON=p（-γx/R，-γy/R，1）OQ=q（-γx/R，-γy/R，1）设PE=QF=（hsinα，-hcosαcosβ，hcosαsinβ）其中α→0，β→0可将其化简为：PE=QF=（hsinα，-h，hsinβ）由于OP⊥PE，根据两向量的数量积定义可知：R/ph（Op?PE）=（-γx，-γy，R）?（sinα，-1，sinβ）=-sinαγx+γy+Rsinβ=0sinαγx是γy的高级无穷小量，可令其为0，sinβ=-γy/R。

因此有：PE=QF=h（sinα，-1，-γy/R）由于EF⊥PE，EF∥OP，ED⊥平面PEF，易知：ED=-EA=FC=-FB=e/ph（OP×PE）=e/R（-γx，-γy，R）×（sinα，-1，-γy/R）=e/R（R+γy2/R，Rsinα-γxγy/R，γx+γysinα）=e（1，sinα，γx/R）（此步省略了高级无穷小量）D=O+OP+PE+ED=（δx-pγx/R+hsinα+e，δy-pγy/R+esinα-h，p-hγy/R+eγx/R）现将D分解成三部分D=（δx-pγx/R，δy-pγy/R，eγx/R -hγy/R）+sinα(h,e,0)+(e,-h,p) 第三部分即是D的理想位置。

第二部分是一个动态量，α不确定，如果PQBADC 绕PQ旋转一个角度α，显然对盘车结果并无影响，只是发电机的水平发生变化，因此，调整轴线时可不予考虑，如有必要可在轴线调整后再对发电机进行水平调整，必须注意的是调整完水平后，要将发电机在x方向作相应调整。

现在只考虑第一部分，并记为d，A、B、C的相应部分分别记为a、b、c。

于是可得：a=（δx-pγx/R，δy-pγy/R，-eγx/R -hγy/R）b=（δx-qγx/R，δy-qγy/R，-eγx/R -hγy/R）c=（δx-qγx/R，δy-qγy/R，eγx/R -hγy/R）d=（δx-pγx/R，δy-pγy/R，eγx/R -hγy/R）在新调整方法的步骤a中，设C悬空δ，在步骤b中，A也悬空δ。

即在步骤a中，A在y方向的分量较步骤b中的相应分量少δ，C则反之，其余的各分量均对应相等。

易得到：δ=-δx?e/h-γy?(q-p)/2R调整时，撤去厚度为a、b、c、d中y向分量的垫（如该分量为负就加垫），另外，在C点还应加上厚度为δ的垫；再往-x方向调整a、b、c、d中x向分量；z向±eγx/R量已自动调为0，因此，z向可作前后调整，也可不作调整。

将四个地角全部紧实复测即可。

这种调整方法可以大幅提高轴线调整的效率和精度。

同时，调整设备水平也可借鉴该方法，如果待调设备超过三个地角，也应只紧实三个地角，依次测出其他地角的悬空量，最后再进行调整。

【摘要】在定量分析的基础上，改进了卧式发电机组轴线调整方法，纠正了常规调整方法的一些错误，克服了常规调整方法的盲目性，可明显提高工作效率及调整精度，彻底解决了卧式发电机组轴线调整的技术难题。

【关键词】卧式发电机轴线调整下面介绍两轴以靠背轮联接的卧式水轮发电机组轴线调整（以下简称轴线调整）改进方法，轴线调整的任务是以水轮机轴为基准，将发电机轴调至与其同心。

通过盘车调整发电机的四个地角，尽量使发电机轴与水轮机轴同心。

一般说来，对两靠背轮之间的距离要求不是很高，稍大点或小点并不是特别重要，在以下的分析中假设该距离已调好。

盘车方法：将一测量架固定在水轮机轴上，在测量架上固定两块百分表，分别垂直指向发电机轴侧靠背轮+y方向的上表面和侧表面。

将百分表调到有一定压缩量，然后对“0”，往同一方向盘车，每隔90°记录一次两块百分表的读数，最后回到原来位置，检查百分表是否为“0”。

记侧面百分表盘车一周划过的圆称为轴向盘车圆。

轴线调整的常规方法是：将四个地角紧死后盘车，然后松开所有地角螺栓，根据盘车的轴向和径向记录调整四个地角（加垫、平移等），但具体的调整量是多少却不知道，必须进行反复多次调整，调整精度也不高。

这种调整方法有以下错误及不足之处：盘车前同时将四个地角紧死是错误的做法，由于不在同一直线上的三点确定一个平面，因此，一般只有三个地角着地，另一个悬空，调整地角时没有考虑这悬空量，很有可能出现下述情况：通过盘车认为该悬空角应撤垫，而实际上要加垫；不能精确确定各个地角的调节量，只能盲目地去试，工作效率和调整精度都不高。

改进后的轴线调整方法：参照如下图示，可分四个步骤进行调整：a、将A、B、D三个地角紧死，C悬空，然后盘车并每90°记录一个数据，见下表第二、三行；b、将B、C、D三个地角紧死，A悬空，盘车并记录轴向百分表在上下两点和径向百分表在左右两点的读数，见下表四、五行；c、根据计算结果调整各地角；d、将所有地角紧死后复测。

现分析盘车记录与四个地角相对于理想位置的偏差之间的关系。

如图建立三维直角坐标系：图中发电机轴在理想位置（即两轴同心），取理想轴线为z轴，轴向盘车圆在xoy平面中。

一般情况下，轴向盘车圆圆心不与原点重合，发电机轴既不与z轴重合，也现已知：轴向盘车圆半径OM=ON=R，线段OP=p、OQ=q、PE=QF=h、AD=BC=2e，PE垂直且平分AD、QF垂直且平分BC，OP垂直平面PAD和QBC。

取δx=(δ4-δ2)/2、δy=(δ1-δ3)/2、γx=(γ4-γ2)/2、γy=(γ1-γ3)/2，δx?=δx-(δ4?-δ2?)/2、γy?=γy-(γ1?-γ3?)/2。

为简单起见，在以下的运算中，用AB表示以A为起点、B为终点的向量，同时还可用坐标形式表示向量，向量可与点的坐标、表示该点的字母进行统一运算。

如设A（a，b，c），B（d，e，f），可进行以下运算：A=B-AB，AB=（d-a，e-b，f-c），kA=（ak，bk，ck）=k（a，b，c），也可记A=（a，b，c）等，对于两向量α、β，α?β表示两向量的数量积，α×β表示两向量的向量积。

易知：O=（δX，δy，0），可设：OM=（Rcos2α，0，Rsin2α），其中Rsin2α=γx ，α→0由于cos2α=1-2sin2α，当α→0时，sin2α是sin2α的高级无穷小量，而含cos2α项在以下的运算中仅进行有限次四则运算，故可省略2sin2α，令cos2α=1，后面还有类似情况，就不再重复。

因此可简化为：OM=（R，0，γx），同理：ON=（0，R，γy）。

由于OM⊥ON，根据向量积的定义可知：OP=p/R2OM×ON=p（-γx/R，-γy/R，1）OQ=q（-γx/R，-γy/R，1）设PE=QF=（hsinα，-hcosαcosβ，hcosαsinβ）其中α→0，β→0可将其化简为：PE=QF=（hsinα，-h，hsinβ）由于OP⊥PE，根据两向量的数量积定义可知：R/ph（Op?PE）=（-γx，-γy，R）?（sinα，-1，sinβ）=-sinαγx+γy+Rsinβ=0sinαγx是γy的高级无穷小量，可令其为0，sinβ=-γy/R。