立式水轮机组轴线调整及导轴承的间隙分配

②从上表中净摆度值可以看出，法兰处最大正摆度点为第2点，ФBA2-6= 0.60mm;水导处最大正摆度点也在第2点， ФCA2-6=1.20mm.见下图：
+0.42 0.00
4 5 3 2 1
+0.83
+0.60
+0.42
-0.01
4 5 6 7 3 2 1
+1.20 +0.82
6
7
8
8
0 .
法兰净摆度
（mm/m）
பைடு நூலகம்
如果法兰处和水导处摆度值均不超过规定范围则可以不进行处理， 若水导处摆度很大，就应对联轴法兰进行处理或加垫厚度为：
δ 垫＝ δ 曲 D 式中D---法兰直径（m）
2）发电机轴线和水轮机轴线不在同一轴面内（轴线立体曲折）如上图 h～k所示。其特点是主轴法兰盘最大正摆度点与水导最大正摆度点不 在同一轴面内。如轴线曲折情况不严重，用刮镜板绝缘垫方法来使水 导与主轴法兰摆度不超过规定范围。若轴线立体曲折严重，刮绝缘垫 也不能解决，则要针对具体情况在主轴法兰处加垫或刮削法兰来处理。
立式水轮发电机组 轴线调整及导轴承的间隙分配
2007.7
一、基本概念
1、立式水轮发电机组轴线 由发电机轴（或由上端轴加转子中心体及中间轴）和水轮机主轴 等联接后的几何中心线，即回转轴的几何中心线。 2、机组中心线 通过机组安装基准件中心的铅垂线。混流式水轮机是转轮下固定 止漏环中心，轴流式水轮机是转轮室中心。 3、理想（周转）中心线 摆渡为零时回转体的轴线。机组运行时，轴线在理论上是绕理想 中心线周转的。
下导轴承瓦单侧间隙调整应根据轴线的实际位置和摆度方位来确定， 其计算公式为： δB0 = δB′- ФBA′/2 = δB′- LB ФBA/2L1 δB180 = 2δB′- δB0 式中 δB0 ---下导轴承瓦调整间隙，mm δB180 ---δB0 对侧瓦调整间隙，mm δB′---下导轴承设计间隙，mm ФBA′---下导轴承处净摆度，mm ФBA --- 法兰处净摆度，mm LB --- 下导轴承瓦中心至上导轴承瓦中心距离，mm L1 --- 上导轴承瓦中心至法兰处距离，mm （2）当水导轴承与之止漏环同心，而主轴在轴瓦内任一位置时，则 上、下导轴承处瓦间隙应按水导轴承瓦实测间隙计算确定。 上导轴承瓦调整间隙计算公式： δA0 = δC + ФCA/2 -（ δC′- δA′） δA180 = 2δA′- δA0
对于伞式机组，推力轴承和导轴承移到发电机转子下部，上面的 公式仍然成立，此时推力头或绝缘垫的刮削方向相反，最大刮削点应 在最大摆度点的对侧。
4 轴线调整举例
某机组通过盘车测得摆度记录如下表所示。已知镜板至法兰距离 LB=2m,镜板直径D=0.4m,镜板至水导距离LC=4m,求： ①各轴位的全摆度与净摆度值； ②指出主轴法兰处、水导处最大正摆度点及数值； ③列出刮垫数值及说明刮法。
二、立式机组轴线调整 1、机组轴线调整的目的
找正机组轴线，将机组运行时的摆度控制在合理的范围内，降低 机组因机械、水力、电气不平衡等因素引起的震动，保证机组的安全 稳定运行。
2、产生摆度的主要原因
①镜板与机组轴线不垂直； ②法兰面与轴线不垂直，联轴后轴线发生曲折； ③镜板工作面精度不够，表面存在波形； ④推力头与轴配合松动，卡环薄厚不均等。
上导轴承瓦调整间隙计算公式： δA0 = δC + （ФCB/2- ФCA′/2 ）-（ δC′- δA′） δA180 = 2δA′- δA0 下导轴承瓦调整间隙计算公式： δB0 = δC + ФCB/2 -（ δC′- δB′） δB180 = 2δB′- δB0 3.导轴承瓦调整间隙计算举例 某台悬式水轮发电机组轴线调整后，水导轴承处最大摆度点在第3点，其 值为0.10mm，法兰处最大摆度点也在第3点，其值为0.08mm。上导单侧设计间 隙为0.15mm，下导单侧设计间隙为0.20mm，水导单侧设计间隙为0.20mm，上 导至法兰距离为5.4m，上导至下到距离为3.8m。已知水导轴承安装后与固定 止漏环同心，在水导处用顶轴法测得4点间隙分别为： δ =0.25mm， δ =0.10mm，δ =0.15mm，δ =0.30mm。 求：相应上下导轴承瓦应调整分配的间隙值。 解：由上述已知条件，根据公式计算导轴承瓦个点调整间隙如下： 上导轴承：δA1 = δC1 + ФCA1/2 -（ δC′- δA′） = 0.25+0/2+（0.20-0.15）=0.20（mm） δA5 = 2δA′- δA1 =2×0.15-0.20=0.10（mm） δA3 = δC3 + ФCA3/2 -（ δC′- δA′） = 0.10+0.10/2-（0.20-0.15）=0.10 （mm） δA7= 2δA′- δA3 =2×0.15-0.20=0.20（mm）
（3）若主轴法兰盘与水导最大摆度不在同一个方向或者摆度不为线性扩 大，则存在轴线曲折，它有以下两种情况。
1）轴线在同一个轴面内发生曲折，如图c～g所示，特点是最大正摆度 点在同一个轴面内，其值不为线性扩大。即： φ B / φ C ≠ LB / LC 它又有两种情况： a.水轮机轴线向外曲折，如图c、d所示，即 φC –φBLC/LB＞0 b.水轮机轴线向里曲折，如图e～g所示，即 φC –φBLC/LB＜0 水轮机轴线曲折率为： δ曲= [φC –φBLC/LB]/2（LC- LB）
解：①上导处的全摆度： ФA1-5=0.00-（-0.01）=0.01(mm) ФA2-6=0.01-0.00=0.01(mm) ФA3-7=0.00-0.03=-0.03(mm) ФA4-8=0.02-0.00=0.02(mm) 法兰处的全摆度： ФB1-5=0.00-（-0.43）=0.43(mm) ФB2-6=0.11-（-0.50）=0.61(mm) ФB3-7=0.00-（-0.39）=0.39(mm) ФB4-8=-0.19-（-0.21）=0.02(mm) 水导出的全摆度： ФC1-5=0.00-（-0.83）=0.83(mm) ФC2-6=0.21-（-1.00）=1.21(mm) ФC3-7=0.00-（-0.80）=0.80(mm) ФC4-8=-0.40-（-0.41）=0.01(mm) 法兰处净全摆度： ФBA1-5=ФB1-5-ФA1-5=0.43-0.01=0.42(mm) ФBA2-6=ФB2-6-ФA2-6=0.61-0.01=0.60(mm) ФBA3-7=ФB3-7-ФA3-7=0.39-（-0.03）=0.42(mm) ФBA4-8=ФB4-8-ФA4-8=0.02-0.02=0.00(mm) 水导处的净全摆度： ФCA1-5=ФC1-5-ФA1-5=0.83-0.01=0.82(mm) ФCA2-6=ФC2-6-ФA2-6=1.21-0.01=1.20(mm) ФCA3-7=ФC3-7-ФA3-7=0.80-（-0.03）=0.83(mm) ФCA4-8=ФC4-8-ФA4-8=0.01-0.02=-0.01(mm)
下导轴承瓦调整间隙计算公式： δB0 = δC + （ФCA/2- ФBA′/2 ）-（ δC′- δB′） 或 δB0 = δC + （ФCA/2- LBФBA/2L1 ）-（ δC′- δB′） δB180 = 2δB′- δB0 式中 δC ---水导轴承瓦调整间隙，mm ФCA ---水导轴承出净摆度，mm δC′---水导轴承瓦设计间隙，mm 2.伞式机组导轴承瓦间隙计算 （1）水导轴承间隙已按摆度调整在正确位置时。 上导轴承瓦单侧间隙则按设计间隙调整，计算公式为： δA0 = δA′- ФAB/2 δA180 = 2δA′- δA0 式中 ФAB ---上导轴承处净摆度，mm 下导轴承瓦调整间隙取设计间隙，计算公式为： δB0 =δB180 =δB′ （2）当水导轴承与之止漏环同心，而主轴在轴瓦内任一位置时。
C1 C3 C5 C1
下导轴承： δB1 = δC1 + （ФCA1/2- LBФBA1/2L1 ）-（ δC′- δB′） =0.25+（0/2-3.8×0/2 × 5.4）-（0.20-0.20） =0.25（mm） δB5 = 2δB′- δB1 =2×0.20-0.25=0.15 （mm） δB3 = δC3 + （ФCA3/2- LBФBA3/2L1 ）-（ δC′- δB′） =0.10+（0.10/2-3.8×0.08/2 × 5.4）-（0.20-0.20） =0.12（mm） δB7 = 2δB′- δB3 =2×0.20-0.12=0.28（mm） 轴瓦各对应点间隙，如下表：
全摆度与净摆度表
相隔180°点 上导ФA 全摆度 法兰ФB 水导ФC 净全摆度 法兰ФBA 水导ФCA 1-5 0.01 0.43 0.83 0.42 0.82 2-6 0.01 0.61 1.21 0.60 1.20
单位：mm
3-7 -003 0.39 0.80 0.42 0.83 4-8 0.02 0.02 0.01 0.00 -0.01
水导净摆度
③刮削最值计算
水导与法兰最大正摆度点方位相同，并且TФ/TC = LB /LC=1/2,因此 造成摆度原因是镜板与轴线不垂直，处理方法为刮推力头与镜板间的 绝缘垫。刮削最大厚度δ为： δ=TCD/2LC =1.2×0.4/2×4=0.06(mm) 将绝缘垫沿最大正摆度点方向划线，在2-6点连线上均分为6等份， 并过等分点做最大摆度方向线的垂线，把绝缘垫划分为6个区，各区 刮削厚度如下： δ1=δ=0.06mm δ2=5δ/6=0.05mm δ3=4δ/6=0.04mm δ4=3δ/6 =0.03mm δ5=δ6=0.00mm 最大刮削点在2号轴位，最小刮削点在6号轴位。
一般情况下，镜板与轴线不垂直和轴线本身曲折是产生摆度的主 要原因。如下图所示：
图1 镜板摩擦面与轴线 不垂直所产生的摆度圆
图2 法兰组合面与轴线 不垂直所产生的摆度圆
3、机组摆度的类型及其判别
（1）镜板摩擦面及法兰组合面都与轴线垂直，总轴线无摆度及曲折。见 图 a。 （2）若水导与主轴法兰盘最大正摆度的方向相同且数值为线形扩大，则 是由镜板与轴线不垂直引起，见图b。其判别式是： φ B / φ C ＝ LB / LC 式中 φB ---主轴法兰处的净摆度（mm） φC ---水导轴颈处净摆度（mm） LB ---法兰盘到镜板距离（m） LC ---水导轴颈直镜板距离（m） 在此种情况下可通过刮削绝缘垫或推力头底面或加楔形垫，使镜 板与轴线垂直。
轴 轴瓦名称 上导轴瓦δ 下导轴瓦δ 水导轴瓦δ
A
瓦 3 0.10 0.15 0.10
编 5 0.10 0.12 0.15
号 7 0.20 0.28 0.10
1 0.20 0.25 0.25
机组摆度记录表
测点
上导JA
单位：mm
1
0.00
2
+0.01
+0.11 +0.21
3
0.00
0.00 0.00
4
+0.02
-0.19 -0.40
5
-0.01
-0.43 -0.83
6
0.00
-0.50 -1.00
7
+0.03
-0.39 -0.80
8
0.00
-0.21 -0.41
法兰JB 0.00
水导JC 0.00
三、导轴承瓦间隙调整
因各种原因，机组轴线虽经盘车检查合格，但摆度只是控制在规 定范围内，由于实际的机组中心线和旋转中心线并不重合，导轴承的 安装、调整应以机组实际旋转中心线为基准。因此当机组中心调整确 定后，应根据设计图样的间隙要求和经盘车测定合格后的摆度值来确 定各导轴承瓦单侧间隙的分配值，调整各导轴承瓦的间隙。 调整的顺序可先根据水导盘车摆度及止漏环实际中心偏移值来安 装水导轴承瓦并调整其间隙，然后调整发电机上下导轴承；也可同时 进行。 1.悬式机组导轴承瓦间隙调整 （1）水导轴承间隙已按摆度调整在正确位置时，并且上导滑转子已在 中心位置。 上导轴承瓦单侧间隙则按设计间隙调整，计算公式为： δA0 =δA180 =δA′ 式中 δA0 --- 上导轴承瓦调整间隙，mm δA180 --- δa0对侧瓦调整间隙，mm δA′--- 上导轴承设计间隙，mm