水轮发电机主轴轴线测量与调整)

立式水轮发电机组主轴轴线的测量与调整

水轮发电机组主轴轴线的测量与调整，是机组检修或安装中最重要的工序之一。是衡量检修质量的重要指标。因此，必须引起检修人员的高度重视。

1 机组轴线的测量

立式水轮发电机组的主轴，一般是由顶轴、发电机主轴和水轮机主轴所组成的。通过推力头和镜板，将主轴和机组的转动部分支承在推力轴承上。

假设镜板摩擦面与整根轴线绝对垂直，那么，在机组运转时，主轴将围绕其理论旋转中心稳定旋转。然而，其实上整根轴线与镜板不可能绝对垂直。如图1，因此，机组运转时，主轴将偏离理论旋转中心而产生摆度。原因是，为防止轴电流产生而加在推力底面和镜板之间的环氧树脂绝缘垫薄厚不均；机械加工误差和安装原因造成推力头与主轴不垂直；主轴法兰有折线。实践中我们发现．镜板摩擦面与主轴不垂直是轴线产生摆度的主要原因，根据目前我国机械工业的加工水平，其它原因只是偶然会遇到。因此，本文将着重讨论如何测量和消除镜板摩擦面与轴线不垂直所产生的主轴摆度。

轴线的测量与调整，就是在组装好的轴线，用盘车的方法，使其慢慢旋转，并用千分表，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。并通过刮削镜板绝缘垫或者在推力头与绝缘垫之间加薄铜箔的方法，尽量使镜板与主轴垂直，直到其摆度减少到允许的范围内。附表是原水电部部颁规程规定的水轮发电机组轴线的允许摆度值。

这里需说明：

绝对摆度是指在该处测量出的实际摆度值，单位为mm。

在任何情况下，水轮机导轴承的绝对摆度不得超过以下值：

转速在250转／分以下机组为0．35㎜。

转速在250转／分以上机组为0．25㎜。

盘车就是用人为的方法，使机组转动部分慢慢旋转。盘车的方法有三种：大、中型机组一般以厂内桥式起重机为动力，叫作机械盘车。在定子、转子绕组中通电，产生电磁力来拖动，叫电动盘车。对于小型机组，一般广泛采用人力直接推动的方式，叫作人工盘车。

盘车前应做好下列准备工作：

（1）在上导轴颈、主轴法兰和水导处，沿圆周划八等分。上、中、下三部分的等分线对应在同一方位，并按逆时针方向顺次编号。

（2）调整推力瓦受力，使镜板处于水平状态，推力瓦面应涂洁净猪油作为润滑剂，夏季气温较高时可用羊油作润滑剂。

（3）安装推力头附近的导轴瓦，以控制主轴径向位移。瓦背支柱螺栓要拧紧，以盘车过程中主轴位移量在0．02～0．08mm之间为宜。瓦面可滴入透平油作润滑剂。

（4）清扫转动部件上的杂物，检查所有转动部分与固定部分的间隙，应绝对无杂物卡阻及刮碰。

（5）在上导轴承，主轴法兰和水导处，按X、Y方向各设2只千分表，作为测量摆度值和相互校核之用。千分表测杆应留有足够的预压缩量，大针调零位。

（6）在水导处推动主轴，若表针摆动，则证明主轴处于自由状态，否则，应查明原因，是否有刮碰卡阻之处。

上述准备工作完毕之后，各千分表派专人监护记录，在统一指挥下，使主轴接机组转动方向慢慢旋转，并且准确停止在各等分线测点上。然后推动主轴，验证主轴是否处于自由悬垂状态，并通知各监表人记录。如此逐一测出八点的读数。

如果轴线与镜板摩擦面不垂直，当镜板处于水平状态时，轴线将发生倾斜（如图1），主轴回转180°时，轴线倾斜方向也将相反，并于0°时相对称。由于上导轴承不可避免地存在着间隙，主轴回转时，轴线将在水平方向发生位移。因此，上导轴承的千分表读数反映了轴线的径向位移值e，而水导轴承和法兰处的千分表读数，则是该处摆度2j与轴向位移。之和。

我们把同一测量部位对称两点的读数之差称为全摆度。那么，上导处的全摆度值фa为：

фa=фa

180－фa

= e

式中фa——水导处的全摆渡值

фa

180

——上导轴承处旋转180°时读数

фa

——上导轴承0°时的读数

C——主轴的径向位移值

水导轴承处的全摆度：

ф

b =ф

b180

－ф

b0

= 2j + e

式中фb——水导处的全摆度值

ф

b180

——水导处旋转180°时读数

ф

b0

——水导处0°时读数

j——水导处的倾斜值

而同一测点全摆度与上导全摆度之差称为净摆度，其值：

2 机组轴线的调整

因此，我们只要测出上导轴承及水导轴承八点的数值，即可算出水导处最大倾斜值的大小和方位。

如果盘车数据准确真实，水导处八点的净摆度值，在座标图上应是正弦曲线。如果曲线发生畸变，则说明盘车数据不可靠，应查明原因，重新盘车。通过对机组轴线的测量，我们知道了主轴最大倾斜值的大小和方位。据此，就可进行轴线的调整。图2是轴线倾斜与推力头调整的关系图。

图2

图中，j为水导处最大倾斜值；L为推力头底面至水导测量的距离；D为推力头直径；δ为绝缘垫最大刮削量（或其对面应加垫的最大厚度）。

根据几何学原理：△def∽△ABC，δ／D=j／L，因此，绝缘垫最大刮削量（即：其对面最大加热厚度）：

δ= jD／L

这里值得注意的是：

（1）加垫方向与刮垫方向正好相反，即相差180°。

（2）δ值是加垫的最大厚度。从外向里应逐渐减薄。

（3）加垫深度不宜超过推力头直径D的3／4。

（4）加垫时要做好记号，注意清洁，精心操作。

（5）薄铜箔不得接触镜板，以免破坏绝缘产生轴电流。

调整安装后，应重新进行盘车，以验证轴线调整的效果，直到各部位摆度均符合附表规定的标准为止。