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1、华电四川宝珠寺水力发电厂机修工程公司,悬式水轮发电机组盘车过程,授课人：方仲超,目录,1.概述,“三线”,1.机组轴线：由发电机轴、水轮机轴组成，用贯穿机组主轴的中心线来代表实际的机组轴线。 2.机组中心线：机组固定部件的几何中心线。 3.旋转中心线：整个机组回转部分围绕着旋转的几何中心线，贯穿推力轴承镜板面的中心的垂线。,-机组轴线、机组中心线、旋转中心线,1.概述,“三线”,这三条线的理论状态是各自铅直且重合，而在实际的运行过程中，往往出现主轴的旋转中心线与机组中心线重合，机组轴线曲折的情况；或者三条线彼此分离的情况。在实际的安装过程中，按照规定的技术要求，使其在某个偏差范围内，即认为合格
2、。,-机组轴线、机组中心线、旋转中心线,1.概述,“意义”,水轮发电机组轴线调整，是安装和检修过程中一个关键项目，技术要求高。对机组运行的摆度、振动及受力有很大的影响，甚至会威胁水轮发电机组的安全、稳定运行。所以这项工作的好坏，直接影响着机组的检修质量。在某种意义上讲，也反映出水电厂的机组检修技术水平。,-机组轴线调整的意义,2.摆度的产生及特性,摆度,产生原因分析,摆度概念,机组运转时，由于主轴轴线与其旋转中心线不重合，形成沿旋转轴长度方向呈圆锥形的轴线运动，如将轴分为如干点，安装百分表的读数为该点绝对摆度。,2.摆度的产生及特性,摆度,产生原因分析,原因分析,镜板平面与机组轴线不垂直。,法
3、兰面与机组轴线不垂直。,镜板工作面不平。,推力头与轴配合过送。,2.摆度的产生及特性,摆度特性,-全摆度、净摆度、紧全摆度、相对摆度,净摆度：把主轴测量部位处与限位导轴承处同轴号的绝对摆度之差。,净全摆度：轴号的净摆度值与直径方向对应轴号的净摆度之差。,全摆度:主轴测量部位直径方向对应两点的绝对摆度之差。,相对摆度：某轴号的净全摆度值除以镜板至该测量部位的轴长。,2.摆度的产生及特性,摆度特性,-盘车表格记录,绝对摆度,全摆度,净摆度,2.摆度的产生及特性,摆度特性,-旋转的特性,图（a）中，由于轴线与旋转中心重合，大轴中心O1旋转中心线上，大轴顺时针旋转，则每个百分表读数不变，其摆度为0。,
4、将主轴分成8等分，用百分表以一定的预紧量顶在轴号5上；分别测出同心与有一定偏移量的百分表读数。,图（b）中，由于轴偏离旋转中心OO1（距离为e）测出摆度，出现一条峰值e和-e的近似正铉曲线，最大值在轴号5，最小值在轴号1上。,所谓摆度，就是轴号5和轴号1所测之差，即等于2e。,3.机组盘车,3.1盘车类型,-人工盘车、机械盘车、电动盘车,适用于于小型机组，用人力推动，使机组缓慢旋转。,适用于大中型水轮发电机组。,3.机组盘车,3.1盘车类型,-人工盘车、机械盘车、电动盘车,利用发电机定子和转子绕组中通入直流电所产生的电磁力，由于电磁力的相互吸引或排斥，使转子旋转。,3.机组盘车,3.2 盘车前
5、准备,3.机组盘车,3.2 盘车前准备,3.机组盘车,3.3 盘车过程,3.机组盘车,3.4盘车记录,-画圆法、表格法,画圆法,3.机组盘车,3.4盘车记录,-画圆法、表格法,表格法,4.数据分析及轴线调整,4.1轴线的水平投影,机组轴线实际上均存在着不同程度的倾斜和曲折现象，为了在纸面上反映出机组轴线的状态，以及便于轴线分析、计算和处理，人们把机组盘车时所测量的主轴典型部位的实际摆度向量，画在标有主轴轴号位置的直角坐标平面上，这种图形称为机组轴线的水平投影。,4.数据分析及轴线调整,4.1轴线的水平投影,1. 法兰对上导的净摆度 ba，反应的是发电机轴线的倾斜：,3.水导对法兰的净摆度 cb
6、 ，反应的是水轮机轴线的倾斜。,2. 水导对上导的净摆度 ca ，反映的是全轴的倾斜：,4.数据分析及轴线调整,4.1轴线的水平投影,1. 全摆度是相对点百分表读数之差，规定为 1、2、3、4各点百分表的读数，减去 5、6、7、8各点百分表的读数，即前减后。 2. 轴心的偏移量是该方向上全摆度的一半。全摆度为正时，轴心是向外偏移的，即正偏外 ，当净摆度为正时，轴线向外倾斜。 3. 净摆度的计算，用位置较低处的全摆度减去位置较高处的全摆度。下减上，由于轴心对理想中心而言，总是来回摆动的，因而全摆度也可称为“双摆幅”。,摆度方向的判别的方法,4.数据分析及轴线调整,4.1轴线的水平投影,轴线曲折水
7、平投影的类型,4.数据分析及轴线调整,4.2轴线水平投影图的绘制,将圆周按一定顺序等分8点并标上测点轴号。,将主轴在法兰处的最大净全摆度之半（FJQmax/2）及其方位和主轴在水导轴承处的最大净全摆度之半（FJQmax/2）及其方位按规定比例长度分别画在圆内的对应位置上。,以主轴旋转中心O为圆心，以整根轴线上的最大净全摆度之半并以适当比例长度为半径作圆。,假设表示主轴在法兰处的单侧最大净全摆度的线段为Oa,表示主轴在水导轴承处的单侧最大净全摆度的线段为OB，连接a、B两点侧OaB折线即为所求的机组轴线的水平投影图。,4.数据分析及轴线调整,4.2轴线水平投影图的绘制,例如：主轴在法兰处的单侧最
8、大净全摆度FJQmax/2=0.16/2=0.08(mm),方位在轴号2；主轴在水导轴承处的单侧最大净全摆度FJQmax/2=0.42/2=0.21(mm),方位在轴号3。,4.数据分析及轴线调整,4.2轴线水平投影图的绘制,4.数据分析及轴线调整,4.2轴线的水平投影,轴线水平投影的类型,4.数据分析及轴线调整,4.3摆度最大值计算,实际轴线的倾斜情况，应该用不同部位净摆度的最大值划出平面投影图来表示。实测的净摆度在不同方向上的值是符合正弦规律变化的，但是四个方向都是针对轴上测点而决定的，轴线的最大净摆度完全可能不在这几个方向上 。,4.数据分析及轴线调整,4.3摆度最大值计算,按正弦规律，
9、不难想象实际的最大值在点4和5点之间的某个方向上。为了研究更普遍的情况，设相邻两个方向的净摆度为T1和T2 ,T1而且 T1 T2 。以T表达实际的最大值，它与 T1之间夹角。则由图有以下计算公式,4.数据分析及轴线调整,4.3摆度最大值计算,4.数据分析及轴线调整,4.4轴线合格的标准,机组轴线的允许摆度值(双振幅)（GBT8564-2003),4.数据分析及轴线调整,4.4轴线合格的标准,将允许的相对值化为绝对值。查阅图纸得各测量部位至镜板距离(m)，求出允许的绝对值。,对比盘车摆度计算表，判断机组轴线是否符合要求。,根据机组的额定转速查得允许的全摆度为上导轴颈、法兰 、水导轴颈 。,4.
10、数据分析及轴线调整,4.4轴线的处理,假若发电机主轴的不垂直度不合格，对于主轴与推力头为紧配合的，一般多采用修刮推力头下表面、绝缘垫或者为加垫法；对于主轴与推力头为松配合的，可采用修刮卡环表面的方法，也可以采用酸腐蚀方法 。,4.数据分析及轴线调整,4.4轴线的处理,当测出法兰最大净摆度值j,查出两点距离L后，即可作出一个直角三角形ABC 。,在轴线AB的延长线上，作推力头地面直径D的垂线，使它与水平线相交于d，且do=of=D/2.再通过f点作AB的平行线交于水平线e，得另一个直角三角形def 。,4.数据分析及轴线调整,4.4轴线的处理,绝缘垫或推力头地面的最大刮削量：,4.数据分析及轴线
11、调整,加垫法,采用加垫法时，其最大加垫厚度原则上与最大修刮量相等，但其方位刚好相反，即镜板与推力头结合面减最大加垫值的方位与发电机主轴轴线的倾斜度方位相反，法兰结合面间的最大加垫厚度的方位与水轮机主轴的倾斜度方位相同 。垫的材质一般选用黄铜、紫铜等；加垫的型式可以用台阶式或锲形式。运行实践表明，法兰结合面加垫后可保持长期不变，但由于法兰面的结合螺栓紧力很大，故应加满垫为好 。,4.数据分析及轴线调整,加垫法,加垫布置图,1.将镜板背面擦洗干净并找出加垫方向，划分加垫区。 2.遇有螺孔处应用冲子冲出眼来。所加垫片一般用薄铜皮，要先量好厚度并擦干净。放置时不得混入铁屑、砂、灰尘等脏物，也不得有错位
12、、卷边等现象。 3.将推力头和镜板按原位复装，然后重新盘车检查，直到摆渡合格为止。,4.数据分析及轴线调整,刮削绝缘垫法,绝缘垫分区刮削图,用制动器将转子顶起加锁锭，使转子重量转移到制动器上。拆除盘车工具，松开推力头与镜板的组合螺栓，再落下镜板，在推力头及中间绝缘垫外侧作装配基准线，并按轴线测量等分线方位，作相应的八等分编号。,4.数据分析及轴线调整,刮削绝缘垫法,抽出绝缘垫，按绝缘垫应刮削的最大点的方向作一中心线，按此中心线等分刮削区（视绝缘垫大小可分4-8个区。从理论上讲分区越细，刮削越精确，但实际刮削不便，又容易产生误差），再按比例确定每一刮削区应刮削的厚度（可通过作图法来决定：在主视图
13、中，可将按一定比例放大，由俯视图向上作投影线截得,4.数据分析及轴线调整,刮削绝缘垫法,绝缘垫分区刮削图,按刮削区域应刮的厚度仔细耐心地刮削。可采用方格刮削法，先把刮削平面等分划成许多小方格，用外径千分尺测出各方格的厚度，并用铅笔将数值记在方格内，然后按分区刮削要求逐格进行刮削，并用外径千分尺（表）检查其刮去的厚度是否正确，直至所有方格全部刮完。,5.推力瓦受力调整,5.1 推力瓦受力调整意义,发电机转子运转时，要求各轴瓦均匀地承受推力负荷。如果各轴瓦受力不均，将使轴瓦产生较大温差或个别轴瓦温度偏高，就会影响机组安全运行。在正常工作情况下，推力瓦温度不得超过70,但如能使各推力瓦受力均匀，则可
14、提高推力轴承的承载能力。对于液压支柱式推力轴承，受力的大小一般都以弹性油箱压缩值来衡量。受力调整时将各弹性油箱压缩量调整均匀，还能防止因个别弹性油箱变形过大和应力偏高而影响轴承运行寿命的情况发生。 。,5.推力瓦受力调整,5.1 推力瓦受力调整意义,推力轴承受力调整应在主轴处于垂直，机组转动部分处于中心位置时才能进行。因此，刚性支柱式推力轴承受力的调整，一般在机组轴线测量调整（即盘车）结束（即机组已在中心上）后才进行。但是，为了提高轴线测量的准确性，盘车前还应进行初调。液压支柱式推力轴承受力调整则应在盘车前进行，盘车后再进行复查。,5.推力瓦受力调整,5.2刚性支柱螺栓受力调整,刚性支柱式推力
15、轴承受力调整一般有人工锤击法，千分表法和应变仪法三种。,刚性支柱螺栓结构图,5.推力瓦受力调整,5.2刚性支柱螺栓受力调整,刚性支柱式推力轴承一般采用锤击法调整。锤击法就是用大锤依次把各瓦的支柱螺栓打紧，量后使各螺栓紧度一致，达到受力均匀的目的。锤击法目前有两种：一种是传统的调整方法，即用支柱螺栓的锁定板作指示，调整时观察其移动量来衡量受力情况；另一种方法是根据装在水导轴承处互成90方向的两块百分表的指示变化值来进行受力调整。,5.推力瓦受力调整,5.2刚性支柱螺栓受力调整,5.推力瓦受力调整,5.2刚性支柱螺栓受力调整,5.推力瓦受力调整,5.2刚性支柱螺栓受力调整,5.推力瓦受力调整,5.
16、2刚性支柱螺栓受力调整,利用水导轴承处千分表作指示的调整法。用支柱螺栓的锁定板作指示调整推力轴承瓦受力的方法，要想真正达到受力均匀，必须由经验丰富的人才能勉强达到。因为这种方法要求打锤时用力均匀（一般以扬锤至一定高度，自由落下来控制），而且还必须使支柱螺栓松紧程度接近，这些都是比较难以衡量的。所以这种方法虽简便，但测量误差大，又不方便。因此，现在有人在水导轴承处安装两块互成900的千分表垂直顶于轴上，来控制锤击在有人在水导轴承处安装两块互成调整推力瓦受力。,5.推力瓦受力调整,5.2刚性支柱螺栓受力调整,调整时用大锤对称地向上升方向打支柱螺栓。由于被打螺栓所受应力加大，就会使主轴在水导处千分表有所位移。打几遍后，每打一块瓦要求千分表示数最大变化量不超过0.005mm打完一块瓦后即打其对称瓦，其本上将此变化量调回。全部瓦打完，当达到千分表变化量不大于0.01mm时，可认为推力轴承瓦受力已调整合格。这种方法精度比前述传统方法高，对镜板水平度影响小，对工作人员要求也不高，且省工时。,
