《机组轴线处理.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机组轴线处理.doc（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、资料水轮发电机组轴线处理及调整机电检修公司一、概述1、 水力机组的稳定运行问题水轮发电机组是一个由水能转换成旋转机械能，又将旋转机械能转换成电能的机器。因此 水电机组在运转中受有水、机械和电磁等多种力的作用，从而引起机组的承中机架部分发生水力、机械和电磁等多种振动。生产实践告诉我们，当振动幅值超过允许范围时，就有可能导致机组部件损坏，给水轮发电机组的安全稳定运行带来严重的威胁。机组振动与摆度幅值的大小是衡量机组质量最主要的标准之一，它反映了设计、制造、安装、检修工艺水平，所以是一个综合性能的标准。产生机组振动的主要原因：（1）、水力干扰力。这主要是由于水涡轮叶型不对称、转动与固定止漏环圆度不好
2、及水涡轮中心位置正等原因所引起。（2）、水涡轮重量不平衡。由于在制造厂一般都水涡轮的静平衡试验与配重处理，因此水涡轮的不平衡力都较小。（3）、发电机转子重量不平衡。在发电机转子组装时，为使其重量分布平衡，转环铁片的堆积及磁极挂装都是称重后对称配置的，但是由于转子的直径和重量都很大，往往难以达到平衡。一般还需要通过机组安装后试运行中，进行动平衡试验与配重处理，才能解决。（4）、电磁干扰力。这主要是由于定子转子圆度不好或发电机中心位置偏差较大造成其隙不均等原因而引起。（5）、轴线处理与调整质量不良。上述都会导致机组旋转部件的摆度增大，传至轴承与机架引起振动，这种振动主要是一种机组转动频率的振动。如
3、我厂机组额定转速为125转/分，即为2.08周频率的振动。此外尚有其它频率的振动，如在电磁干扰作用下引起的定子铁芯振动，其主要振动频率是100周的；由于尾水管压力脉动引起的振动，其振动频率主要是1/3.6的机组转动频率等。2、轴线处理与调整的目的综上所述，可知轴线处理与调整的目的，也就是为了使机组所受到的干扰力减小，从而减小机组振动与摆度，给机组的安全稳定运行创造条件。这是机组安装检修中一项十分重要的工作。当然，为了使机组保持长期安全稳定运行，对机组运行中振动的测量和研究，也是十分重要且不可忽视的。（1）、轴线处理的目的是通过处理使之轴中心线（即轴线）对镜板镜面的不垂直度达到允许的标准，当发电
4、机轴与水轮机轴联结的法兰出现弯曲，也应进行处理，使水轮机轴的摆度达到允许标准。（2）、轴线处理工作有二：一是将发电机转子中心和水涡轮转动止漏环中心位置尽可能分别调到发电机定子中心与水涡轮固定止漏环中心同心，这样可使发电机气隙不均和止漏环间隙不均而引起的磁力与水力干扰力减小；二是合理调整各推力瓦的受力是其均衡，调整各导轴承同心并与主轴旋转中心一致，以减小机组运转中轴承的别劲力。二、 轴线测量的方法及基本原理1、 轴线测量的方法轴线测量是给轴线处理提供计算依据的。前面已谈到轴线处理的目的，是要通过轴线处理工作使主轴中心线对镜板的不垂直度达到允许标准。从而可以理解，轴线处理的成果应能求得主轴中心线对
5、镜板镜面的不垂直度。当主轴有几根轴联结而成时，还需能求出法兰处的弯曲。因此，通过轴线测量还能获得主轴各部的摆度（摆度的最大幅值）及方位的成果。 轴线测量主要有挂钢琴线法和盘车法两种。前者由于误差大，一般很少采用。常采用的是机械盘车法，它一般采用厂内吊车牵引使主轴旋转，同时在主轴各部设百分表，即可获得主轴各部摆度的方法。下面我们介绍一下这种方法。1、 旋转轴的摆度特性 为了说明主轴各部摆度的含义，图（一）绘制了当主轴中心线（以下简称轴线）与镜板镜面不垂直时，在盘车过程中轴线运动的轨迹，这时轴线的运动轨迹为一个圆锥行，在截面上所截得的直径2A即为处的摆度，可见在轴线上的不同部位上其摆度是不等的，距
6、离推力瓦面越远其摆度值越大（不考虑法兰弯曲）。这时由主轴某部位的摆度及该部位到推力瓦的距离即可求得轴线对镜板镜面（它与推力瓦面重合）的不垂直度，从而可使轴线得以处理。 但安设在主轴各部位的百分表测透是顶于主轴表面，在盘车过程中，百分表读数只是反映主轴表面各点转到百分表处所得的数据，它与主轴该部位的摆度有什么关系呢？这就是所要说明的旋转轴的摆度特性。图（二）示出了旋转轴某水平截面在盘车过程中的运动轨迹。图中点O为旋转中心，点O1、O2、O3、O4为旋转轴某水平截面圆心在盘车过程中的停留位置，该圆直径O1O3O2O4=2A即为其摆度。轴号的编排以旋转中心O与该水平截面圆心O1的连线延长与该圆的交点
7、1，顺时针八等分编号1-8。 由图可知，轴号1距离O最远，轴号5距离O最近，当旋转轴圆心有O1转至O2时轴号1与轴号5也旋转了90，这时轴号1和5，则仍然1/与O的距离最远，5与O的距离最近；当圆心转至O3 、O4时仍然如此。由此可见，当旋转轴围绕旋转中心O旋转时，旋转轴表面上各点的运动轨迹为以O点为圆心以该点到O点的距离为半径的同心圆。其中轴号1的运动轨迹为最大圆，轴号5的运动轨迹为最小圆。可见只要百分表的测头对准旋转中心O,则在盘车过程中，旋转轴上同一部位不同方向所安设的百分表所对各轴号处的读数，其相对值是一样的。也就是说以轴号为横坐标，百分表读数为纵坐标则绘制而成的平面曲线是相同的。这条
8、曲线为一近似的正玄曲线见图（三）。波峰在轴号1，波谷在轴号5，其最大幅值为轴号1与轴号5的百分表读数之差值，等于该水平截面处旋转轴摆度2A。现证明如下：见图（二）。 15/10-5/0（R+A）-(R-A)=R+A-R+A=2A 旋转轴的摆度曲线可归纳如下：（1）轴在旋转过程中，轴上各点的运动轨迹为旋转中心为圆心的同心圆；（2）以百分表所测的轴表面轴号的读数为纵坐标，轴号为横坐标，可绘制成一近似正玄曲线；（3）上述正玄曲线的幅值即为摆度；（4）摆度最大方位是指由旋转中心至轴中心偏差方向所指的那个轴号，也即摆读曲线的波峰所指的轴号位置。2、 轴线测量的机械盘车法机械盘车法是指在推力瓦面抹以猪油后
9、，利用吊车牵引使主轴旋转一周中，在主轴圆周等分的八处停留，测得主轴各部百分表的读数，从而可求得主轴的各部摆度值。机械盘车法的工作顺序如下：（1）轴位编号：一般可从发电机转子1号磁极开始，顺回转方向，将圆周八等分，编号为1-8。并在推力头、上导、下导及水导等处各测量部位分别作好明显的编号。 （2）设表：一般可在上导、下导、法兰及水导等测量部位的X、Y两个方向装设百分表，这样每转一周能得到两组数据，以供互相校核。同一方向各部位的百分表应安设在同一径向垂直面上，并应与主轴垂直，设表工作应慎重对待，否则会代来较大误差。 （3）上导轴承间隙应缩小至0.05-0.10mm为宜，以使在盘车过程中，主轴无大的
10、“平移”现象，同时将下导及水导拆除，检查其它固定部件与转动部分无相磋的可能。主轴处与自由状态。 （4）盘车时每点位置停留应尽量做到准确，停止时应将钢丝放松，在水导轴承处推轴检查主轴应自由，然后再进行百分表读数的记录。 （5）盘车记录一般应连续两周，一般第二回测量数据教为准确。4、旋转轴摆度测量的误差分析（1）正常误差：由于轴有摆度使轴中心偏离旋转中心位置所引起的误差。这种测量误差最大值发生在百分表测头方向与轴中心的偏差位置互成垂直时，见图（四）。这时百分表的读数减小了a1a1。 若设轴中心的偏差值OO1=1mm,半径为400mm则： a1a1a1O-a1R-R2-OO1 =400-160000
11、-1=400-159999 =400-399.998=0.002mm可见，正常误差还不到1mm，完全可以忽略不计。 (2)工作误差 百分表安设位置的偏差所造成。 由于工作人员的马虎，将百分表不是安设在X、Y的正方向，而是偏离一个距离，有的可达10-20mm，这是可能的。 如图（五）所示，这时百分表的读数减小了a1a1。 若设a1a1=10mm,R=400mm则 a1a1Oa1-Oa1 R-R2-a1a12 400-160000-100 400-159900 400-3990870.13mm 可见这种工作马虎所造成的测量误差是很大的，应引起重视。 百分表安设角度的偏差所造成，如图（六）所示情况下
12、，所产生的误差最大。夸大一点讲，如果百分表安设角度与正确角度的垂直角度差为a1a1a130；轴中心偏差OO1=Aa1a11mm、则百分表读数减小了（a1a1-a1a1）a1a1/cos30-a1a11/0.866-11.155-10.155mm 可见这种情况造成的测量误差也是很大的。因此在工作中应认真对待安设百分表的工作，务必使同一方向上导、下导、法兰及水导的百分表安设在同一径向垂直面上，并与主轴表面垂直。这时十分必要的。（3）、引起轴线测量误差的其它原因分析： 除了上述百分表安设位置不当引起轴线测量的误差较大外，另一个值得注意的问题是，当推力头与主轴配合不紧或松配合时，利用上导轴承卡位进行盘
13、车，特别是当轴线的不垂直度较小时，往往得不到正玄曲线规律的摆度曲线。我厂实践经验表明，由于改变了盘车时的原来情况，将上导轴承拆除，另在推力头外缘安设一个临时导轴承装置后，并调整推力瓦的水平，这样就保证盘车过程中主轴不受任何外力而保持自由状态，终于测定了依正玄曲线规律变化的摆度曲线。引起轴线测量误差的第三个原因是在盘车过程中每点停止后，牵引钢丝没有完全放开，推力头受盘车工具传来的外力没有完全消除，因而轴没有完全处于自由状态，所以盘车过程中的“送绳”及“推轴”必须认真进行。推轴的摆度越大越好，一方面是为了检验轴在每个停留位置是否完全处于自由状态，更重要的是上导布置在推力轴承下面的结构，主轴通过大幅
14、度的摆动之后，使上导轴瓦对轴的侧向力可以消除或减小，这些有利于获得一个“正弦曲线”归律的摆度曲线。但是也有可能经过上述操作而测得的摆度曲线仍不符合“正弦曲线”规律，这时应该根据具体情况来进行分析，直到找出其原因为止。三、轴线测量成果的分析与整理 1、摆度特性曲线的绘制由于绘制摆度特性曲线（简称摆度曲线）的方法，能根据它是否符合“正弦曲线”的规律，对个别误差较大的读数进行酌情考虑甚至删去，这样从摆度曲线求得的最大摆度及其方位，其准确度要比向量合成的计算方法高，且易于工人明了掌握，固已被广泛使用。一般若能对本文上面所讲的测量中的误差问题，给予重视，均能获得较好的摆度曲线。仅当摆度值小时，由于其误差变化较大，摆度曲线的“正弦曲线”规律教差。现将某机组盘车一圈的记录示于表（一）。由于在盘车过程中，轴线除了旋转还存在有“平移”，计算中可将上导的百分表读数看着“平移”值，则从发兰、下导等处百分表读数中减去向对应轴号的上导处读数后，就得到以上导为零点的法兰、水导等处的摆度了。表（一） 盘车记录 单位：0.01mm方向轴号部位 X方向18765432上导3.535567208法兰50-6-8-20147水导-11-26-32-26-125188法兰上导1.5-3-11-13-8-7-6-1水导上导-14.5-29-37-31-18-2-20
