机组轴线测量与调整

第八节机组轴线测量与调整假设镜板摩擦面与发电机轴线绝对垂直，且组成轴线的各部分即没有倾斜也没有曲折，那么这根轴线在回转时，将与理论回转中心相重合。

但是，实际的镜板摩擦面与机组轴线不会绝对垂直，轴线本身也不会是一条理想的直线，因而在机组回转时，机组中心线就要偏离理论中心线，如图1和图2所示。

轴线上任一点所测得的锥度圆，就是该点的摆度圆，其直径Φ就是通常所说的摆度。

由此可见，镜板摩擦面与轴线不垂直，或轴线本身曲折是产生摆度的主要原因。

图1 镜板摩擦面与轴线不垂直所产生的摆度圆图2 法兰结合面与轴线不垂直所产生的摆度圆轴线的测量和调整，是通过盘车用百分表或位移传感器等，测出有关部位的摆度值，借以分析轴线产生摆度的原因、大小和方位。

并通过刮削有关组合画的方法，使镜板摩擦面与轴线、法兰组合面与轴线的不垂直得以纠正，使其摆度减少到表1所允许的范围内。

如果制造厂加工精度高，不要求盘车，也可以不进行这项工作。

表1 机组轴线的允许摆度值（双振幅）轴的名称测量部位摆度的允许值轴每分钟转速（r/min）100 250 375 600 1000发电机发电机相对摆度(mm/m)注：1.相对摆度＝）测量部位至镜板距离（）绝对摆度（m mm2.绝对摆度是指在测量部位测出的实际摆度值。

3.在任何情况下，各导轴承处的摆度均不得大于轴承的设计间隙值。

水轮机导轴承的绝对摆度不得超过以下值： 转速在250 r/min 以下的机组为0.35mm 。

转速在250~600 r/min 以下的机组为0.25mm 转速在600 r/min 及以上的机组为0.20 mm 。

盘车就是用人为的方法，使机组转动部分缓慢转动。

通常盘车动力有三种： ①用厂内桥式起重机作动力，通过一套钢丝绳和滑轮组来拖动的方式，如图3所示，称为机械盘车；②在定子和转子绕组中通入直流电产生电磁力来拖动的方式叫电动盘车；③对小机组也可用人工推的方式叫人工盘车。

每个电站可根据具体情况进行选择。

图3 用盘车柱进行机械盘车1－转动部分2－盘车柱3－导向滑轮4－钢丝绳5－桥式机重机主钩6－推力轴承7－导轴承一、发电机轴线测量发电机主轴轴线的测量，是为了检查主轴与镜板的不垂直度，测出它的大小和方位，以便通过有关组合面的处理，使各部摆度符合规定。

（一）测量前的准备工作发电机轴线测量前要作好以下工作：1.在上导轴颈及法兰盘（或下导轴颈）处沿圆周划八等分线，上下各部位的等分线应在同一方位（即上下对应），并按逆时针方向顺次对应编号。

2.初调推力瓦受力，并使镜板处于水平状态，推力瓦面应涂抹纯净的熟猪油（也可用其他动物油或二硫化钼）作润滑剂。

3.安装推力头附近的导轴瓦（悬式为上导轴瓦，伞式的为下导轴瓦），借以控制主轴径向位移，瓦面上涂以薄而匀的猪油，瓦背的支柱螺钉用扳手轻轻拧紧，使瓦与轴的间隙为0.05mm.4. 清除转动部件上的杂物，检查各转动与固定部分之间的缝隙处，应绝对无异物卡阻及刮碰。

5.在导轴承和法兰盘处，按x、y方向上下对应的各装两只百分表，作为上下两个部位测量摆度及互相校核用。

表的测杆应紧贴被测部件，且小针应有2~3mm 的压缩量，大针对“0”。

6.在法兰盘处推动主轴，应能看到表上指针摆动，证明主轴处于自由状态。

（二）盘车测量以上准备工作完成后，各百分表处派专人监护记录，在统一指挥下，使转动部分按机组旋转方向缓慢转动，每次均须准确地停在各等分的测点上。

解除盘车动力对转动部分的外力影响，再次用手推动主轴，以验证主轴是否处于自由状态，然后通知各监表人记录各百分表的读数。

如此逐点测出一圈八点的读数，并检查第八点的数值是否已回到起始的“0”值，若不回“0”值，一般应不大于0.05mm 。

盘车测量时，一般常测记两圈的读数。

摆度计算时常用第二圈所测数值，因为转第二圈时，推力瓦与镜板间的油膜比较匀薄，故计算出的摆度值也比较精确。

（三）摆度计算（以悬式机组为例）如果发电机轴线与镜板摩擦面不垂直，当镜板处于水平位置时，轴线将发生倾斜，回转180°时，轴线倾斜方向将转到相反方位，并与0°时相对称。

发电机轴线测量，如图4所示。

图4 发电机轴线测量由于上导轴承存在着不可避免的间隙，主轴回转时，轴线将在轴承间隙范围内发生位移。

因此，上导轴承处的百分表读数反映了轴线在轴承内的径向位移e；而法兰处的百分表读数，则是轴线在法兰处的倾斜2j与轴线位移e之和。

1.全摆度计算同一测量部位对称两测点百分表读数之差，称之为全摆度。

其计算公式为：上导处的全摆度φa=φa180﹣φa0=e（1）式中φa———上导处的全摆度，mm ；φa180———上导处转时百分表的读数，mm ；φa0———上导处未旋转时百分表的读数，mm ；e———主轴径向位移值，mm 。

法兰处的全摆度φ b=φb180﹣φb0=2j+e（2）式中φ b———法兰处的全摆度，mm ；φb180———法兰处转180°时百分表的读数，mm ；φb0———法兰处未旋转时百分表的读数，mm ；j———法兰与上导之间倾斜值，mm 。

2.净摆度计算同一测点上下两部位全摆度数值之差，称之为净摆度。

其计算公式为法兰处的净摆度φ ba=φb﹣φa=(2j+e)﹣e=2j（3）式中φ ba———法兰处的净摆度，。

倾斜值计算（4）因此，只要我们测出上导和法兰盘两处各八点的数值，即可算及方位。

实例：某台发电机单独盘车时，测得上导及法兰盘两部位的数值如表2表2 发电机盘车记录测量部位测点编号1 2 3 4 5 6 7 8上导法兰1－121－241－19－11－1－28－1－1－7上导处全摆度法兰处全摆度法兰处净摆度由此可知，法兰最大倾斜点在“6”点，其值为如果没有其他因素干扰，则法兰处八个点的净摆度值在坐标上应成正弦曲线，并可在正弦曲线中找到最大摆度值及其方位。

但在实际工作中，往往有许多其他因素干扰，使正弦曲线不规则。

当此正弦曲线发生较大突变时，说明所测数值不准，应重新盘车测量。

这也是检验测量数值是否准确的一个方法。

以上述例题数值为准，绘出净摆度的坐标曲线，如图5所示。

此曲线图基本上是正弦曲线，最大摆度在“6”点，其数值φmax=0.35mm，与计算结果一致。

图5 净摆度坐标曲线二、发电机轴线调整如上所述，镜板摩擦面与轴线不垂直是产生摆度的主要原因。

而造成这种不垂直的因素有：1.推力头与主轴配合较松，卡环厚薄不均。

2.推力头底面与主轴不垂直。

3.推力头与镜板间的绝缘垫厚薄不均。

4.镜板加工精度不够。

5.主轴本身弯曲。

根据我国的加工水平及安装中碰到的实际问题，不垂直的主要原因是推力头与镜板间的绝缘垫厚薄不均，其次是推力头底面与主轴不垂直，其他原因偶然也会遇到。

因此目前国内使用比较成熟的方法是刮绝缘垫，没有绝缘垫的则刮推力头底面。

如图6所示，由于镜板摩擦面ed 与轴线AB不垂直，造成轴线倾斜BC，为了纠正这个倾斜值，必须将绝缘垫刮去Δefd这样一个楔形层，楔形层的最大厚度即ef=δ。

图6 轴线倾斜与推力头调整之关系从图6中的几何关系不难推出绝缘垫或推力头底面的最大刮削量(5)式中δ—————绝缘垫或推力头底面最大刮削量,mm ；φ———法兰处最大净摆度，mm ；D———推力头底面直径，m ；L———两测点的距离，m 。

当控制轴线位移的导轴承不跟推力头在一起，无论在其上，或者在其下，式5依然成立。

计算出最大刮削量，找出最大前刮削点之后，即可进行绝缘垫的刮削。

按推力头上盘车时的等分点将绝缘垫外侧八等分。

顶起转子加上制动闸锁定板，松力头与镜板的组合螺钉，落下镜板，抽出绝缘垫（为两瓣的）。

找到最大刮削点，过该点和圆心作一直径，沿该直径把绝缘垫等分4~8个刮削区，并按比例确定每一区域的刮削量。

绝缘垫分区域刮削见图7所示。

图7 绝缘垫分区刮削示意根据图7,按区域按刮削量仔细耐心地进行刮削，边刮边用外径千分尺测量。

待各区全部刮完后，把绝缘垫放在大平板上，用研磨平台加微量显示剂，压在绝缘垫上研磨显出高点，除去高点和边缘毛刺，最后用细砂布打光，即可装复重新盘车检查，直至合格为止。

有时为了加快安装进度，尽管法兰处的摆度不合格，但按比例推算到水轮机止漏环处的摆度不致使转轮与固定部分相碰时，亦可提前连轴，待机组总轴线测量后一并处理。

三、机组总轴线的测量与调整机组总轴线的测量与调整跟发电机轴线的测量与调整方法基本相同，只是在水导轴颈处再相应地增加一对百分表，借以测量水导处的摆度值。

计算并分析由于主轴法兰组合面与轴线不垂直而引起的轴线曲折，以便综合处理，获得良好的轴线状态。

由于加工和装配上的误差，连轴后可能出现各种轴线状态，如图8所示。

图8 典型轴线曲折状态1.镜板摩擦面及法兰结合面都与轴线垂直，总轴线无摆度和曲折，如图8（a）所示。

2.镜板摩擦面与轴线不垂直，而法兰结合面与轴线垂直，总轴线无曲折，摆度按距离线性放大，如图8（b）所示。

3.镜板摩擦面与轴线垂直，而法兰结合面与轴线不垂直，总轴线有曲折，法兰处摆度为零，水导处有摆度，如图8 （c）所示。

4.镜板摩擦面及法兰结合面与轴线均不垂直，两处不垂直方位相同、相反或成某一方位角等，总轴线有曲折、法兰及水导处均有摆度，如图8（d）~（k）所示。

不论总轴线曲折情况如何，只要法兰及水导处摆度均符合规定即可。

如果轴线曲折很小，而摆度较大，可采用刮削推力头底面或绝缘垫的方法来综合调整。

只有用上述方法处理仍达不到要求时，才处理法兰结合面。

机组总轴线的测量，可按百分表在x、y方向的指示数，分别记录在表3中。

表3 机组轴线测量记录测点测点记录1 2 3 4 5 6 7 8百分表读数上导轴颈处a法兰盘处b水导轴颈处c相对点1~5 2~63~74~8全摆度上导轴颈处φa法兰盘处φb水导轴颈处φc净摆度法兰盘处φba水导轴颈处φca水导轴颈处的倾斜值（6）式中J ca———水导轴颈处的倾斜值，mm ；φc———水导处的全摆度，mm ；φa———上导处的全摆度，mm ；φca———水导处的净摆度，mm 。

刮削绝缘垫或推力头底面的最大厚度（7）式中δ———推力头或绝缘垫最大刮削厚度，mm ；L1———上导测点至法兰盘测点的距离，mm ；L2———水导测点至法兰盘测点的距离，mm ；L———上导测点至水导测点的距离，mm ；其他符号同前。

处理法兰结合面时，需刮削或加斜垫的最大厚度为（8）式中δφ———法兰结合面应刮削或垫入的最大厚度，mm ；J c———由法兰结合面与轴线不垂直造成水导处的曲折倾斜值，mm ；Dφ———法兰盘直径，m ；J cha———按法兰处倾斜值成比例放大至水导处的倾斜值，mm ；J ba———法兰处实际倾斜值，mm 。

δφ为正值时，该点法兰处应加金属垫，或在它的对侧刮削法兰结合面；δ为负值时，则在该点应刮削法兰结合面。