立式水轮发电机组轴线的测量与调整

同理，如果镜板摩擦面与其附近的一段轴线是垂直的，而与下（上）一 段轴线连接后，由于法兰组合面与轴线的不垂直而发生了轴线曲折，那么这 根轴线在回转时，从轴线曲折处开始，见图 ! " #，也将出现锥形摆渡圆， 而产生了摆渡。
由此可见，镜板摩擦面与轴线不垂直，或轴线本身的曲折，是产生摆渡 的主要原因。
轴线的测量和调整，就是用盘车的方法将组装好的各段轴慢慢旋转，并 用测量仪表（千分表或位移传感器等）测出有关部位的摆渡值，借以分析轴 线产生摆渡的原因、大小和方位。并通过刮削有关组合面或在有关组合面之 间加垫的方法，使镜板摩擦面与轴线以及法兰组合面与轴线的不垂直获得纠 正，使其摆渡减小到所允许的范围内。见表 ! " $。
图 - . & 盘车摆渡测量部位和记录图 （/）测量部位；（0）测量记录图
$、! . 受油器；& . 集电环；* . 上导轴承；) . 法兰；1 . 水导轴承
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（!）主轴应处于自由状态，在法兰（或上导）处推动主轴，主轴应能自 由摆动（可看到千分表指针摆动）。
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图 ! " # 定子 $ 相及转子线圈通入直流时磁场状况
而连续的转动或停在任一平衡位置。
在电动盘车时，转子先通入电流，然后定子各相分别切换通以电流。定
子电流每切换一次使电气角度改变一次，这种改变称为电气转角；相应转子
在空间角度的改变，称为几何转角。如按上述的切换方式，电气转角为 %&’， 对于极对数为 ( 的电机，几何转角等于电气转角即 %&’；极对数大于 ( 的几
<7———定子铁心长度，’；
$———定子每相线棒数；
=———转子外圆直径，’。
例 D B 2 已知某机组有关参数如下：
6-E—409>； !—?2."； #$—2.F% & ’(#； )—2/D0’； *$ 2./0+,； -—./.0 1 ./2 取 ./.F；!3—4.5。求起动电流。
电动盘车可以解决某些特殊问题，例如露天厂房每台机组都有一个保护罩，
采用机械盘车时必须掀开保护罩，遇风雨就不能正常进行施工。如采用电动
盘车，工作就很方便了。
图 / 0 1 定转子通入直流电流
电动盘车的原理是当转子线圈和任意一相定子线圈，同时通以直流电 流，见图 / 0 1。则定、转子之间会产生相互作用力，且有极性相反相吸引， 极性相同相排斥的磁场。见图 / 0 2，当定子 3 相及转子线圈通入直流电时 （假定通入电流的数值合适），由于异极相吸使转子旋转；当转子转至与定子 磁轴一致时，暂时平衡不动。如再把 4 相投入，这时在定子空间将产生一 个 3、4 两相的合成磁场，它将吸引转子转动 1)5，得到新的平衡。若接着 切除 3 相，这时只有 4 相磁场，又将吸引转子转动 1)5，可见，如按照 3、 4、6 顺序切换 1 次，转子会转动一整圈。如果掌握得好，可以使转子稳妥
*$———定子额定电压，+,； -———电动盘车时轴承摩擦因数（此数比机械盘车时小），其值与油
的类别和油膜厚度有关，使用猪油盘车时可取 ./.0 1 ./2；
!3———电动盘车时的电气转角，一般取 4.5。 实际上，用计算方法计算出来的起动电流，其误差还是比较大，因为 -
是一个变数，推力瓦采用的润滑油不同，- 值不一样，起动时的静摩擦因数
表 " # $ 盘车摆渡记录 （%& # $’’）
测量部位（轴号）%
"(
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上导
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千分表读数 法 兰
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水导
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法兰—上导 +
-
净读数
水导—上导 # %)
(
（$）在镜板、导轴承、法兰（连轴后轴系盘车还加水导轴承）处，按逆
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（!）调整推力瓦受力，使全部推力轴承瓦受力基本均匀，并使镜板处于 水平状 态。推 力 轴 承 瓦 摩 擦 面（瓦 面 及 镜 板 面）应 涂 一 层 厚 度 为 "#$ % "#&’’ 的无水纯净的熟猪油混合剂（混合剂的比例：猪油 $""( 加石墨粉 & % )(），也可用二硫化钼润滑脂。混合剂仔细混合后用铜丝布过滤 & % ) 次。涂 油前，镜板面和瓦面须用无水酒精擦洗干净。
及偏心，那么这根轴线在旋转时，将围绕理论旋转中心稳定旋转。
如果镜板摩擦面与整根轴线不垂直，那么回转时轴线必将偏离理论旋转
中心，见图 " # !。而轴线上任一点测得的锥度圆，就是该点的摆渡圆，摆
渡圆的直径!即是通常所说的摆渡。
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图 " # ! 镜板摩擦面与轴线 不垂直所产生的摆渡圆
图 " # $ 法兰组合面与轴线 不垂直所产生的摆渡圆
立式水轮发电机组的轴线是由发电机轴（或由上端轴加转子支架中心体及中
间轴）和水轮机主轴等共同组成。通过推力头与镜板，将整根轴（整个机组
回转部分）支承在推力轴承上。
假设镜板摩擦面与整根轴线绝对垂直，且组成轴线的各部件又没有曲折
第四篇 水轮发电机的检修与维护 — (!& —
图 ! " # 人工盘车 $ " 挡油管；% " 推力头；& " 圆盘；# " 推杆
就需要较大的拉力。因此，有时不采用这种盘车工具，而是在转子支臂上设 置盘车柱（有固定的和可拆卸的两种）作为钢丝绳导向用具进行盘车，见图 ! " ’。不论由盘车工具或是盘车柱引出钢丝绳，都需要定滑轮，为此在有关 墙壁上应预先埋设锚钩。
盘车所需力矩的计算公式为
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!
"
#$
%& &
式中 !———盘车所需力矩，’·(；
#———机组转动部分总重力，’；
$———摩擦因数，一般取 )*+, - )*&,；
%&———镜板摩擦面平均等效直径（一般可按镜板内外直径的平均值）， (。钢丝绳拉力的计算公式为
何转角的计算公式为
!)
*
( +!,
式中 !)———几何转角； +———极对数；
!,———电气转角。
若已知机组转数，几何转角的计算公式为
!) * /&-&.&!, 式中 -.———机组额定转速，0 1 23-。
当定、转子通入直流后，能使转子起动并旋转的电流，称为起动电流。
起动电流的大小一般可按定转子本身额定电流的 /&4 5 6&4 估算。为了更 准确些，可用下列经验公式计算，即
图 ! " ’ 用盘车柱进行机械盘车 $ " 导轴瓦；% " 推力轴承；& " 桥机主钩；# " 钢丝绳；’ " 导向滑轮；( " 盘车柱；) " 转动部分
利用厂内桥式起重机进行机械盘车时，尽量使用一个主钩，在主钩与钢 丝绳之间加一个平衡滑轮，这样可以缓慢而平衡地提升钢丝绳。以达到比较 容易控制盘车点的准确位置的目的。
又比转动时的大，计算结果仅是一个大概的数值。
电动盘车时定子电流的另一计算方法为
67
8
.
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29
:
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式中 67———定子电流，>；
6%———转子电流值，一般可取转子额定电流的 ?.@ 1 A.@，>；
"———定转子空气隙，’；
;———磁极线圈匝数，匝；
#.———空气的磁导率，2/90 : 2. B 4C & ’；
（二）人工盘车 对于小容量悬式机组，一般用圆盘式盘车工具，见图 " # *，将其装在
发电机推力头上。根据机组大小，在圆盘上装设 ! 1 %$ 根推杆，每根辐射推 杆由 % 1 $ 人推动。
（三）机械盘车和计算 盘车前，在推力头上安装盘车工具。在盘车工具的外圆上绕两根钢丝
绳，每根钢丝绳的一端固定在盘车工具上；另一端通过滑轮组用厂内桥式起 重机牵引来使转子转动。这种盘车方式，因盘车工具直径较小，所以起动时
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相对点
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全摆渡
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净摆渡
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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水导!0.
# %%,)
表 ! " $ 水轮发电机盘车摆渡允许值
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发电机转速（% & ’()）
发电机转速（% & ’()）
测量部位
测量部位
$** 以下 #+* 以下 ,-+ 以下 .** 以下
$** 以下 #+* 以下 ,-+ 以下 .** 以下
水导轴颈处
相对摆渡（’’ & ’） */*+ */*+ */*0 */*,
盘车就是用人为的方法使机组转动部分慢慢旋转。旋转方式有三种：对 于小型机组，用人力直接推动的方式叫人工盘车；以厂内桥式起重机作动 力，通过一套钢丝绳和滑轮组来拖动的方式叫机械盘车；在定子、转子绕组 中通电，产生电磁力来拖动的方式叫电动盘车。每个电站可以根据具体情况 / 选择其中一种方式进行盘车。
（一）盘车前的准备工作 无论采用哪种盘车方式，盘车前应做好下列准备工作：
式中
.
"
! %+
"
#$%& &%+
.———钢丝绳拉力，’；
%+———盘车工具直径或盘车柱对称方向中心距，(。 （四）电动盘车及计算
电动盘车是在定子及转子线圈内通以直流电，使其产生电磁力。由于电
磁力的作用而使转子旋转。这种盘车方式的优点是操作设备比较集中，使用
人力较少，其缺点是需要较大的直流设备和开关，并需自制配电盘等。选用
（)）在上导、下导、法兰、水导等处，按 +、, 方向各设两只千分表用 作测量各个部位摆渡及相互校核。某一方向的各测量部位，见图 - . &（/）。 要求表架有足够的刚度并固定牢靠，千分表测杆应紧贴被测部件并与之垂直 （否则测量误差将很大），小针有 ! % &’’ 压缩量，大针调到“"”。被测部位 表面应无毛刺、无凹凸不平并保持干净。
（&）安装在推力头附近的导轴承瓦（悬式为上导，伞式为下导），瓦面 涂薄而匀的猪油，用扳手轻轻扳紧瓦背支柱螺栓，调整三块（或四块）瓦， 使瓦与滑转子之间的间隙为 "#")’’，借以控制主轴径向位移。其余几块瓦 和下导（或上导）轴承瓦松开不受力。
（*）认真检查各固定与转动部分的间隙，其内应无杂物。发电机空气间 隙应用白布条拉一圈（连轴后机组总轴线盘车前水轮机转轮四周应用塞尺全 部划一圈）。
# *!,)
# **
# %+
以上准备工作完毕后，各千分表派专人监护和记录数据。在统一指挥 下，用人工或机械（电动）动力进行盘车，起动要慢，使转动部件按机组运 转方向慢慢旋转，并在各等分测点处停住并准确测量记录，然后解除盘车动 力，再次用手在法兰（或水导）处推动主轴，以验证主轴是否处于自由状 态。待主轴稳定后，通知各千分表监护人记录千分表读数，记在表格内，见 表 " # $。或记在测量记录图内，见图 " # +（/）。如此逐点测出一圈 " 点读 数，并检查第八点的数值是否回到起始时的“&”值。若不回“&”值，一般 也应不大于 &,&)’’。待一圈测量完毕后，解除盘车动力，再次用手在法兰 （或水导）处推动主轴，以验证主轴是否处于自由状态。
第四篇 水轮发电机的检修与维护 — ’&% —
第八章 立式水轮发电机组轴线 的测量与调整
水轮发电机组的轴线测量及调整，是机组检修中一项很重要的工作。机 组轴线调整质量的优劣，将会直接影响机组的安全稳定运行。为了做好机组 轴线测量与调整工作，应先了解测量原理 ! 方法，在学会整理和分析测量结 果的基础上，进一步掌握调整计算方法和处理方法。
励磁机 整流子处
绝对摆渡（’’） */0* */,* */#* */$+
法兰盘处
相对摆渡（’’ & ’） */*, */*, */*# */*#
注：在任何情况下，各导轴承处的摆渡、均不得大于轴承的设计间隙值。
第一节 立式水轮发电机组轴线的测量
机组轴线的测量，通常是通过盘车方式进行的。
一、盘车方式及计算
式中
! ! 789: *
(; <%7=>?-.@· =
$.
93-!,
789:———计算起动电流，A；
7=>———空载励磁电流，A；
— 4D4 — 第四篇 水轮发电机的检修与维护
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!———盘车时转动部分总重量，"；
#$———机组额定转速，% & ’(#； )———推力轴承平均直径，’；