燈泡貫流式機組主軸調整及組合軸承安裝方法
2016-08-08徐新唐
（大唐石泉水力發電廠，陜西石泉 725000）
（大唐石泉水力發電廠，陜西石泉 725000）
【摘 要】本文根據某電站檢修中的工藝方法對燈泡貫流式機組主軸吊入基坑后，在不分解組合軸承的條件下調整主軸水平、中心、高程及調整組合軸承反推瓦與鏡板接觸面的方法進行了總結。
【關鍵字】燈泡貫流式機組；主軸；組合軸承；調整
一、前言
燈泡貫流式機組主軸是整個機組安裝工作的主線，也是Z先安裝的轉動部件，轉子、轉輪等其他重要轉動部件的安裝均以主軸為安裝基準。因此主軸調整的精度直接影響整個轉動部分的安全運行，主軸安裝的效率也直接影響整個工程的進度安排，如何高質高效的完成主軸安裝及調整工作尤為重要。燈泡貫流式機組主軸安裝時Z主要的是保證主軸水平（根據撓度計算確定）、中心、高程。常規安裝過程中主軸中心調整需要測量發導側主軸到管型座測量面的位以確定機組中心。而組合軸承座定位時需保證各反推瓦面形成的平面與鏡板面貼合緊密，這也需要用塞尺檢查其結合面。而對于組合軸承在外部進行組裝同主軸整體吊入結構的機組而言若按照常規方法當主軸吊入后需將軸承在基坑中重新分解將推力軸承殼拆開后才具備測量條件。這樣顯然不利于工程安全與工期的控制。Z經濟高效的方法是在不進行軸承分解的情況下完成主軸與組合軸承安裝工作?，F根據某電站同類機組安裝的實際過程對其安裝方法進行討論。
二、主軸與組合軸承組成
燈泡貫流式機組主軸在吊入基坑前需將組合軸承組裝完畢才能吊入。組裝步驟：先將將徑向軸承支座套入主軸后安裝徑向瓦；安裝徑向瓦溫度探頭、布線；安裝反推瓦座，掛裝反推瓦，反推瓦溫度探頭安裝、布線；安裝鏡板；安裝正推瓦溫度探頭、布線；將正推瓦掛裝在推力軸承殼上后將推力軸承殼與徑向軸承支座進行組裝，組合軸承組裝完畢。此時將大軸與組合軸承一起吊入基坑進行安裝。
三、水平、高程調整
一般情況下當機組管型座澆筑完成后，水導軸承座已固定結構水導軸承側軸瓦高程已確定無法調整。主軸在吊入基坑后待水導側軸承固定完畢后應調整主鉤將組合軸承座與管型座對孔并將螺栓全部傳入，然后拆除主軸滑車，使主軸處于自由狀態后再進行調整工作。因此主軸安裝后只能以水機側主軸為基準調整發導側主軸位置以保證整個主軸的水平、高程、中心。
某電站機組設計時擾度計算水導側主軸應高于發導側主軸0.436mm，水導中心至發導中心軸長為5.45m。由于水機側主軸高程已確定因此只要保證機組水平符合設計要求則主軸水平、高程均符合要求。調整時在主軸上選擇精加工表面架設框式水平儀，并在發導側主軸上部架設百分表。然后通過橋機或液壓千斤頂調整發導側主軸高程，同時監視百分表及水平儀當主軸斜度達到0.08mm/m則主軸水平、高程均滿足要求。
四、中心調整
按照常規方法，調整中心時分別在水平、垂直、45度夾角方向8個點用內徑千分尺測量測量管型座上游法蘭內圓至主軸的距離，以此作為中心調整基準。但是要想具備測量條件，首先需將正、反推力瓦測溫電纜全部拆掉，再將推力軸承殼及正推瓦拆除后沿主軸移向下游側，Z后將鏡板拆除后移向下游側。此時方才具備測量條件。待所有調整工作完成后在將所有部件進行組裝。這種頻繁的拆裝工作既容易使金屬部件產生疲勞，而且容易造成鏡板、測溫線等部件的損傷。而且由于基坑內工作環境狹小、復雜，零部件體積重量大，在此施工極易引發不安全事件。
考慮到上述原因在此次施工中總結出一套在不分解組合軸承的前提下完成中心調整、測量工作的方法，在不分解組合軸承的前提下發導側主軸中心應以水導側中心為準進行調整。該機組水導軸承瓦為可活動式筒瓦雙邊間隙為0.60mm，活動式水導瓦瓦座外部為球面結構，運行時水導軸承具有一定的微調能力。中心調整前在水導瓦側主軸上架設百分表后將水導側主軸用千斤頂起0.30mm。然后用500mm塞尺在水導瓦上下游側分別測量瓦間隙，應保證水導瓦一周不與主軸接觸。再沿著主軸水平方向在水導瓦座水平方向分別架一塊百分表、及兩個千斤頂（千斤頂應坐在固定部件上）。用千斤頂分別給力的方法檢測出瓦座活動量為2mm（百分表兩次讀數的值求平均數），然后用千斤頂調整保證瓦座往兩側均有1mm調整范圍，此時兩個千斤頂同時受力固定住瓦座，使瓦座由可調式變成固定式結構。完成后落下頂軸用千斤頂，再調整主軸中心。在發導側主軸水平方向分別掛5噸倒鏈一幅，用倒鏈緩慢調整發導側主軸水平位置中心，同時測量水導瓦水平位置間隙，分別在上、下游用500mm塞尺測量出水導瓦水平兩側間隙，再根據測量值進行調整，當其間隙均為0.30mm時則主軸已調整至中心。主軸水平兩側分別架設一塊百分表，緩慢拆除固定瓦座的千斤頂及兩個5噸倒鏈，并監視百分表應無位移。待整個主軸處于自由狀態后復測主軸水平及主軸中心，無異常后主軸中心調整工作結束。
該軸承反推瓦懸掛在反推瓦基礎板上，無調整螺母，機組運行過程中反推瓦僅靠瓦背橡皮墊進行微量調整，因此安裝過程中要保證各塊反推瓦形成的平面與鏡板面貼合緊密運行中才能保證反推瓦瓦溫均勻不會燒瓦。而因管型座在澆筑時的誤差在鏡板與反推瓦貼緊后管型座法蘭與軸承座法蘭一周必定存在間隙，因此管型座與軸承座法蘭之間要根據實際情況加墊。
在軸承座下游側用兩個倒鏈將組合軸承座拉向下游使反推瓦與鏡板面貼緊，用塞尺進行檢測，保證每塊瓦均與鏡板貼緊。按原始調整方法鏡板與反推瓦的間隙檢測必須在推力軸承殼分解移位后才能進行，費時費力。在此次實際工作中經仔細觀察發現在推力軸承殼上一周有8個反推瓦溫度探頭測溫線出線孔，均正對著鏡板面，每個出線孔都能測到一塊反推瓦，因此可通過出線孔進行測量。在保證8個點測量結果合格時說明鏡板與發推瓦接觸面面積大于總面積的百分之八十。
在鏡板與反推瓦接觸面積達到要求后，將組合軸承法蘭分成根據弧長分成16等份，再用塞尺分別測量每個等份管型座與組合軸承座法蘭的實際間隙，根據實際間隙分布情況在管型座與組合軸承座法蘭處加墊。加墊后進行組合軸承座固定。
因發導側承重吊點在主軸上，發導徑向瓦與主軸間隙為雙邊0.60mm，因此固定組合軸承座時應在加墊后將組合軸承座頂起0.60mm后再進行固定。在組合軸承座下部45度方向分別架設1個32T機械千斤頂，在組合軸承座正上方架設百分表一塊，在組合軸承座水平方向架設百分表一塊，在發導側主軸上部架設百分表一塊。用千斤頂同步頂起，頂起過程中監視水平側百分表，根據百分表讀數調整兩個千斤頂受力。當組合軸承座頂起0.60mm后，組合軸承座水平側百分表讀數應為零，檢查大軸上部百分表應無位移，同時用500mm塞尺檢查徑向瓦與主軸下部應無間隙。此時沿對稱方向打緊組合軸承座螺栓。
在整個組合軸承座固定過程中要保證主軸水平、中心不變。組合軸承座固定完成后應落下天車主鉤，使主軸處于完全自由狀態。此時復核主軸中心、水平及反推瓦與鏡板之間間隙。均無異常后主軸調整與軸承座安裝工作完成。
參考文獻：
【1】水力發電廠機電設計規范，DL/5186-2004.
【2】水輪機基本技術條件，GB/T15468-2006.
【3】燈泡貫流式水輪發電機組安裝工藝導則，DL/T5038-94.
【4】燈泡貫流式水輪發電機組運行檢修規范，SL573-2012.
【5】水輪發電機組安裝技術規范，GB/T8564-2003.
【6】發電企業設備檢修導則，DL/T838-2003.
一、前言
燈泡貫流式機組主軸是整個機組安裝工作的主線，也是Z先安裝的轉動部件，轉子、轉輪等其他重要轉動部件的安裝均以主軸為安裝基準。因此主軸調整的精度直接影響整個轉動部分的安全運行，主軸安裝的效率也直接影響整個工程的進度安排，如何高質高效的完成主軸安裝及調整工作尤為重要。燈泡貫流式機組主軸安裝時Z主要的是保證主軸水平（根據撓度計算確定）、中心、高程。常規安裝過程中主軸中心調整需要測量發導側主軸到管型座測量面的位以確定機組中心。而組合軸承座定位時需保證各反推瓦面形成的平面與鏡板面貼合緊密，這也需要用塞尺檢查其結合面。而對于組合軸承在外部進行組裝同主軸整體吊入結構的機組而言若按照常規方法當主軸吊入后需將軸承在基坑中重新分解將推力軸承殼拆開后才具備測量條件。這樣顯然不利于工程安全與工期的控制。Z經濟高效的方法是在不進行軸承分解的情況下完成主軸與組合軸承安裝工作?，F根據某電站同類機組安裝的實際過程對其安裝方法進行討論。
二、主軸與組合軸承組成
燈泡貫流式機組主軸在吊入基坑前需將組合軸承組裝完畢才能吊入。組裝步驟：先將將徑向軸承支座套入主軸后安裝徑向瓦；安裝徑向瓦溫度探頭、布線；安裝反推瓦座，掛裝反推瓦，反推瓦溫度探頭安裝、布線；安裝鏡板；安裝正推瓦溫度探頭、布線；將正推瓦掛裝在推力軸承殼上后將推力軸承殼與徑向軸承支座進行組裝，組合軸承組裝完畢。此時將大軸與組合軸承一起吊入基坑進行安裝。
三、水平、高程調整
一般情況下當機組管型座澆筑完成后，水導軸承座已固定結構水導軸承側軸瓦高程已確定無法調整。主軸在吊入基坑后待水導側軸承固定完畢后應調整主鉤將組合軸承座與管型座對孔并將螺栓全部傳入，然后拆除主軸滑車，使主軸處于自由狀態后再進行調整工作。因此主軸安裝后只能以水機側主軸為基準調整發導側主軸位置以保證整個主軸的水平、高程、中心。
某電站機組設計時擾度計算水導側主軸應高于發導側主軸0.436mm，水導中心至發導中心軸長為5.45m。由于水機側主軸高程已確定因此只要保證機組水平符合設計要求則主軸水平、高程均符合要求。調整時在主軸上選擇精加工表面架設框式水平儀，并在發導側主軸上部架設百分表。然后通過橋機或液壓千斤頂調整發導側主軸高程，同時監視百分表及水平儀當主軸斜度達到0.08mm/m則主軸水平、高程均滿足要求。
四、中心調整
按照常規方法，調整中心時分別在水平、垂直、45度夾角方向8個點用內徑千分尺測量測量管型座上游法蘭內圓至主軸的距離，以此作為中心調整基準。但是要想具備測量條件，首先需將正、反推力瓦測溫電纜全部拆掉，再將推力軸承殼及正推瓦拆除后沿主軸移向下游側，Z后將鏡板拆除后移向下游側。此時方才具備測量條件。待所有調整工作完成后在將所有部件進行組裝。這種頻繁的拆裝工作既容易使金屬部件產生疲勞，而且容易造成鏡板、測溫線等部件的損傷。而且由于基坑內工作環境狹小、復雜，零部件體積重量大，在此施工極易引發不安全事件。
考慮到上述原因在此次施工中總結出一套在不分解組合軸承的前提下完成中心調整、測量工作的方法，在不分解組合軸承的前提下發導側主軸中心應以水導側中心為準進行調整。該機組水導軸承瓦為可活動式筒瓦雙邊間隙為0.60mm，活動式水導瓦瓦座外部為球面結構，運行時水導軸承具有一定的微調能力。中心調整前在水導瓦側主軸上架設百分表后將水導側主軸用千斤頂起0.30mm。然后用500mm塞尺在水導瓦上下游側分別測量瓦間隙，應保證水導瓦一周不與主軸接觸。再沿著主軸水平方向在水導瓦座水平方向分別架一塊百分表、及兩個千斤頂（千斤頂應坐在固定部件上）。用千斤頂分別給力的方法檢測出瓦座活動量為2mm（百分表兩次讀數的值求平均數），然后用千斤頂調整保證瓦座往兩側均有1mm調整范圍，此時兩個千斤頂同時受力固定住瓦座，使瓦座由可調式變成固定式結構。完成后落下頂軸用千斤頂，再調整主軸中心。在發導側主軸水平方向分別掛5噸倒鏈一幅，用倒鏈緩慢調整發導側主軸水平位置中心，同時測量水導瓦水平位置間隙，分別在上、下游用500mm塞尺測量出水導瓦水平兩側間隙，再根據測量值進行調整，當其間隙均為0.30mm時則主軸已調整至中心。主軸水平兩側分別架設一塊百分表，緩慢拆除固定瓦座的千斤頂及兩個5噸倒鏈，并監視百分表應無位移。待整個主軸處于自由狀態后復測主軸水平及主軸中心，無異常后主軸中心調整工作結束。
該軸承反推瓦懸掛在反推瓦基礎板上，無調整螺母，機組運行過程中反推瓦僅靠瓦背橡皮墊進行微量調整，因此安裝過程中要保證各塊反推瓦形成的平面與鏡板面貼合緊密運行中才能保證反推瓦瓦溫均勻不會燒瓦。而因管型座在澆筑時的誤差在鏡板與反推瓦貼緊后管型座法蘭與軸承座法蘭一周必定存在間隙，因此管型座與軸承座法蘭之間要根據實際情況加墊。
在軸承座下游側用兩個倒鏈將組合軸承座拉向下游使反推瓦與鏡板面貼緊，用塞尺進行檢測，保證每塊瓦均與鏡板貼緊。按原始調整方法鏡板與反推瓦的間隙檢測必須在推力軸承殼分解移位后才能進行，費時費力。在此次實際工作中經仔細觀察發現在推力軸承殼上一周有8個反推瓦溫度探頭測溫線出線孔，均正對著鏡板面，每個出線孔都能測到一塊反推瓦，因此可通過出線孔進行測量。在保證8個點測量結果合格時說明鏡板與發推瓦接觸面面積大于總面積的百分之八十。
在鏡板與反推瓦接觸面積達到要求后，將組合軸承法蘭分成根據弧長分成16等份，再用塞尺分別測量每個等份管型座與組合軸承座法蘭的實際間隙，根據實際間隙分布情況在管型座與組合軸承座法蘭處加墊。加墊后進行組合軸承座固定。
因發導側承重吊點在主軸上，發導徑向瓦與主軸間隙為雙邊0.60mm，因此固定組合軸承座時應在加墊后將組合軸承座頂起0.60mm后再進行固定。在組合軸承座下部45度方向分別架設1個32T機械千斤頂，在組合軸承座正上方架設百分表一塊，在組合軸承座水平方向架設百分表一塊，在發導側主軸上部架設百分表一塊。用千斤頂同步頂起，頂起過程中監視水平側百分表，根據百分表讀數調整兩個千斤頂受力。當組合軸承座頂起0.60mm后，組合軸承座水平側百分表讀數應為零，檢查大軸上部百分表應無位移，同時用500mm塞尺檢查徑向瓦與主軸下部應無間隙。此時沿對稱方向打緊組合軸承座螺栓。
在整個組合軸承座固定過程中要保證主軸水平、中心不變。組合軸承座固定完成后應落下天車主鉤，使主軸處于完全自由狀態。此時復核主軸中心、水平及反推瓦與鏡板之間間隙。均無異常后主軸調整與軸承座安裝工作完成。
參考文獻：
【1】水力發電廠機電設計規范，DL/5186-2004.
【2】水輪機基本技術條件，GB/T15468-2006.
【3】燈泡貫流式水輪發電機組安裝工藝導則，DL/T5038-94.
【4】燈泡貫流式水輪發電機組運行檢修規范，SL573-2012.
【5】水輪發電機組安裝技術規范，GB/T8564-2003.
【6】發電企業設備檢修導則，DL/T838-2003.
來源：《建筑工程技術與設計》2015年30期
