灯泡贯流式机组主轴调整及组合轴承安装方法
2016-08-08徐新唐
（大唐石泉水力发电厂，陕西石泉 725000）
（大唐石泉水力发电厂，陕西石泉 725000）
【摘 要】本文根据某电站检修中的工艺方法对灯泡贯流式机组主轴吊入基坑后，在不分解组合轴承的条件下调整主轴水平、中心、高程及调整组合轴承反推瓦与镜板接触面的方法进行了总结。
【关键字】灯泡贯流式机组；主轴；组合轴承；调整
一、前言
灯泡贯流式机组主轴是整个机组安装工作的主线，也是Z先安装的转动部件，转子、转轮等其他重要转动部件的安装均以主轴为安装基准。因此主轴调整的精度直接影响整个转动部分的安全运行，主轴安装的效率也直接影响整个工程的进度安排，如何高质高效的完成主轴安装及调整工作尤为重要。灯泡贯流式机组主轴安装时Z主要的是保证主轴水平（根据挠度计算确定）、中心、高程。常规安装过程中主轴中心调整需要测量发导侧主轴到管型座测量面的位以确定机组中心。而组合轴承座定位时需保证各反推瓦面形成的平面与镜板面贴合紧密，这也需要用塞尺检查其结合面。而对于组合轴承在外部进行组装同主轴整体吊入结构的机组而言若按照常规方法当主轴吊入后需将轴承在基坑中重新分解将推力轴承壳拆开后才具备测量条件。这样显然不利于工程安全与工期的控制。Z经济高效的方法是在不进行轴承分解的情况下完成主轴与组合轴承安装工作。现根据某电站同类机组安装的实际过程对其安装方法进行讨论。
二、主轴与组合轴承组成
灯泡贯流式机组主轴在吊入基坑前需将组合轴承组装完毕才能吊入。组装步骤：先将将径向轴承支座套入主轴后安装径向瓦；安装径向瓦温度探头、布线；安装反推瓦座，挂装反推瓦，反推瓦温度探头安装、布线；安装镜板；安装正推瓦温度探头、布线；将正推瓦挂装在推力轴承壳上后将推力轴承壳与径向轴承支座进行组装，组合轴承组装完毕。此时将大轴与组合轴承一起吊入基坑进行安装。
三、水平、高程调整
一般情况下当机组管型座浇筑完成后，水导轴承座已固定结构水导轴承侧轴瓦高程已确定无法调整。主轴在吊入基坑后待水导侧轴承固定完毕后应调整主钩将组合轴承座与管型座对孔并将螺栓全部传入，然后拆除主轴滑车，使主轴处于自由状态后再进行调整工作。因此主轴安装后只能以水机侧主轴为基准调整发导侧主轴位置以保证整个主轴的水平、高程、中心。
某电站机组设计时扰度计算水导侧主轴应高于发导侧主轴0.436mm，水导中心至发导中心轴长为5.45m。由于水机侧主轴高程已确定因此只要保证机组水平符合设计要求则主轴水平、高程均符合要求。调整时在主轴上选择精加工表面架设框式水平仪，并在发导侧主轴上部架设百分表。然后通过桥机或液压千斤顶调整发导侧主轴高程，同时监视百分表及水平仪当主轴斜度达到0.08mm/m则主轴水平、高程均满足要求。
四、中心调整
按照常规方法，调整中心时分别在水平、垂直、45度夹角方向8个点用内径千分尺测量测量管型座上游法兰内圆至主轴的距离，以此作为中心调整基准。但是要想具备测量条件，首先需将正、反推力瓦测温电缆全部拆掉，再将推力轴承壳及正推瓦拆除后沿主轴移向下游侧，Z后将镜板拆除后移向下游侧。此时方才具备测量条件。待所有调整工作完成后在将所有部件进行组装。这种频繁的拆装工作既容易使金属部件产生疲劳，而且容易造成镜板、测温线等部件的损伤。而且由于基坑内工作环境狭小、复杂，零部件体积重量大，在此施工极易引发不安全事件。
考虑到上述原因在此次施工中总结出一套在不分解组合轴承的前提下完成中心调整、测量工作的方法，在不分解组合轴承的前提下发导侧主轴中心应以水导侧中心为准进行调整。该机组水导轴承瓦为可活动式筒瓦双边间隙为0.60mm，活动式水导瓦瓦座外部为球面结构，运行时水导轴承具有一定的微调能力。中心调整前在水导瓦侧主轴上架设百分表后将水导侧主轴用千斤顶起0.30mm。然后用500mm塞尺在水导瓦上下游侧分别测量瓦间隙，应保证水导瓦一周不与主轴接触。再沿着主轴水平方向在水导瓦座水平方向分别架一块百分表、及两个千斤顶（千斤顶应坐在固定部件上）。用千斤顶分别给力的方法检测出瓦座活动量为2mm（百分表两次读数的值求平均数），然后用千斤顶调整保证瓦座往两侧均有1mm调整范围，此时两个千斤顶同时受力固定住瓦座，使瓦座由可调式变成固定式结构。完成后落下顶轴用千斤顶，再调整主轴中心。在发导侧主轴水平方向分别挂5吨倒链一幅，用倒链缓慢调整发导侧主轴水平位置中心，同时测量水导瓦水平位置间隙，分别在上、下游用500mm塞尺测量出水导瓦水平两侧间隙，再根据测量值进行调整，当其间隙均为0.30mm时则主轴已调整至中心。主轴水平两侧分别架设一块百分表，缓慢拆除固定瓦座的千斤顶及两个5吨倒链，并监视百分表应无位移。待整个主轴处于自由状态后复测主轴水平及主轴中心，无异常后主轴中心调整工作结束。
该轴承反推瓦悬挂在反推瓦基础板上，无调整螺母，机组运行过程中反推瓦仅靠瓦背橡皮垫进行微量调整，因此安装过程中要保证各块反推瓦形成的平面与镜板面贴合紧密运行中才能保证反推瓦瓦温均匀不会烧瓦。而因管型座在浇筑时的误差在镜板与反推瓦贴紧后管型座法兰与轴承座法兰一周必定存在间隙，因此管型座与轴承座法兰之间要根据实际情况加垫。
在轴承座下游侧用两个倒链将组合轴承座拉向下游使反推瓦与镜板面贴紧，用塞尺进行检测，保证每块瓦均与镜板贴紧。按原始调整方法镜板与反推瓦的间隙检测必须在推力轴承壳分解移位后才能进行，费时费力。在此次实际工作中经仔细观察发现在推力轴承壳上一周有8个反推瓦温度探头测温线出线孔，均正对着镜板面，每个出线孔都能测到一块反推瓦，因此可通过出线孔进行测量。在保证8个点测量结果合格时说明镜板与发推瓦接触面面积大于总面积的百分之八十。
在镜板与反推瓦接触面积达到要求后，将组合轴承法兰分成根据弧长分成16等份，再用塞尺分别测量每个等份管型座与组合轴承座法兰的实际间隙，根据实际间隙分布情况在管型座与组合轴承座法兰处加垫。加垫后进行组合轴承座固定。
因发导侧承重吊点在主轴上，发导径向瓦与主轴间隙为双边0.60mm，因此固定组合轴承座时应在加垫后将组合轴承座顶起0.60mm后再进行固定。在组合轴承座下部45度方向分别架设1个32T机械千斤顶，在组合轴承座正上方架设百分表一块，在组合轴承座水平方向架设百分表一块，在发导侧主轴上部架设百分表一块。用千斤顶同步顶起，顶起过程中监视水平侧百分表，根据百分表读数调整两个千斤顶受力。当组合轴承座顶起0.60mm后，组合轴承座水平侧百分表读数应为零，检查大轴上部百分表应无位移，同时用500mm塞尺检查径向瓦与主轴下部应无间隙。此时沿对称方向打紧组合轴承座螺栓。
在整个组合轴承座固定过程中要保证主轴水平、中心不变。组合轴承座固定完成后应落下天车主钩，使主轴处于完全自由状态。此时复核主轴中心、水平及反推瓦与镜板之间间隙。均无异常后主轴调整与轴承座安装工作完成。
参考文献：
【1】水力发电厂机电设计规范，DL/5186-2004.
【2】水轮机基本技术条件，GB/T15468-2006.
【3】灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则，DL/T5038-94.
【4】灯泡贯流式水轮发电机组运行检修规范，SL573-2012.
【5】水轮发电机组安装技术规范，GB/T8564-2003.
【6】发电企业设备检修导则，DL/T838-2003.
一、前言
灯泡贯流式机组主轴是整个机组安装工作的主线，也是Z先安装的转动部件，转子、转轮等其他重要转动部件的安装均以主轴为安装基准。因此主轴调整的精度直接影响整个转动部分的安全运行，主轴安装的效率也直接影响整个工程的进度安排，如何高质高效的完成主轴安装及调整工作尤为重要。灯泡贯流式机组主轴安装时Z主要的是保证主轴水平（根据挠度计算确定）、中心、高程。常规安装过程中主轴中心调整需要测量发导侧主轴到管型座测量面的位以确定机组中心。而组合轴承座定位时需保证各反推瓦面形成的平面与镜板面贴合紧密，这也需要用塞尺检查其结合面。而对于组合轴承在外部进行组装同主轴整体吊入结构的机组而言若按照常规方法当主轴吊入后需将轴承在基坑中重新分解将推力轴承壳拆开后才具备测量条件。这样显然不利于工程安全与工期的控制。Z经济高效的方法是在不进行轴承分解的情况下完成主轴与组合轴承安装工作。现根据某电站同类机组安装的实际过程对其安装方法进行讨论。
二、主轴与组合轴承组成
灯泡贯流式机组主轴在吊入基坑前需将组合轴承组装完毕才能吊入。组装步骤：先将将径向轴承支座套入主轴后安装径向瓦；安装径向瓦温度探头、布线；安装反推瓦座，挂装反推瓦，反推瓦温度探头安装、布线；安装镜板；安装正推瓦温度探头、布线；将正推瓦挂装在推力轴承壳上后将推力轴承壳与径向轴承支座进行组装，组合轴承组装完毕。此时将大轴与组合轴承一起吊入基坑进行安装。
三、水平、高程调整
一般情况下当机组管型座浇筑完成后，水导轴承座已固定结构水导轴承侧轴瓦高程已确定无法调整。主轴在吊入基坑后待水导侧轴承固定完毕后应调整主钩将组合轴承座与管型座对孔并将螺栓全部传入，然后拆除主轴滑车，使主轴处于自由状态后再进行调整工作。因此主轴安装后只能以水机侧主轴为基准调整发导侧主轴位置以保证整个主轴的水平、高程、中心。
某电站机组设计时扰度计算水导侧主轴应高于发导侧主轴0.436mm，水导中心至发导中心轴长为5.45m。由于水机侧主轴高程已确定因此只要保证机组水平符合设计要求则主轴水平、高程均符合要求。调整时在主轴上选择精加工表面架设框式水平仪，并在发导侧主轴上部架设百分表。然后通过桥机或液压千斤顶调整发导侧主轴高程，同时监视百分表及水平仪当主轴斜度达到0.08mm/m则主轴水平、高程均满足要求。
四、中心调整
按照常规方法，调整中心时分别在水平、垂直、45度夹角方向8个点用内径千分尺测量测量管型座上游法兰内圆至主轴的距离，以此作为中心调整基准。但是要想具备测量条件，首先需将正、反推力瓦测温电缆全部拆掉，再将推力轴承壳及正推瓦拆除后沿主轴移向下游侧，Z后将镜板拆除后移向下游侧。此时方才具备测量条件。待所有调整工作完成后在将所有部件进行组装。这种频繁的拆装工作既容易使金属部件产生疲劳，而且容易造成镜板、测温线等部件的损伤。而且由于基坑内工作环境狭小、复杂，零部件体积重量大，在此施工极易引发不安全事件。
考虑到上述原因在此次施工中总结出一套在不分解组合轴承的前提下完成中心调整、测量工作的方法，在不分解组合轴承的前提下发导侧主轴中心应以水导侧中心为准进行调整。该机组水导轴承瓦为可活动式筒瓦双边间隙为0.60mm，活动式水导瓦瓦座外部为球面结构，运行时水导轴承具有一定的微调能力。中心调整前在水导瓦侧主轴上架设百分表后将水导侧主轴用千斤顶起0.30mm。然后用500mm塞尺在水导瓦上下游侧分别测量瓦间隙，应保证水导瓦一周不与主轴接触。再沿着主轴水平方向在水导瓦座水平方向分别架一块百分表、及两个千斤顶（千斤顶应坐在固定部件上）。用千斤顶分别给力的方法检测出瓦座活动量为2mm（百分表两次读数的值求平均数），然后用千斤顶调整保证瓦座往两侧均有1mm调整范围，此时两个千斤顶同时受力固定住瓦座，使瓦座由可调式变成固定式结构。完成后落下顶轴用千斤顶，再调整主轴中心。在发导侧主轴水平方向分别挂5吨倒链一幅，用倒链缓慢调整发导侧主轴水平位置中心，同时测量水导瓦水平位置间隙，分别在上、下游用500mm塞尺测量出水导瓦水平两侧间隙，再根据测量值进行调整，当其间隙均为0.30mm时则主轴已调整至中心。主轴水平两侧分别架设一块百分表，缓慢拆除固定瓦座的千斤顶及两个5吨倒链，并监视百分表应无位移。待整个主轴处于自由状态后复测主轴水平及主轴中心，无异常后主轴中心调整工作结束。
该轴承反推瓦悬挂在反推瓦基础板上，无调整螺母，机组运行过程中反推瓦仅靠瓦背橡皮垫进行微量调整，因此安装过程中要保证各块反推瓦形成的平面与镜板面贴合紧密运行中才能保证反推瓦瓦温均匀不会烧瓦。而因管型座在浇筑时的误差在镜板与反推瓦贴紧后管型座法兰与轴承座法兰一周必定存在间隙，因此管型座与轴承座法兰之间要根据实际情况加垫。
在轴承座下游侧用两个倒链将组合轴承座拉向下游使反推瓦与镜板面贴紧，用塞尺进行检测，保证每块瓦均与镜板贴紧。按原始调整方法镜板与反推瓦的间隙检测必须在推力轴承壳分解移位后才能进行，费时费力。在此次实际工作中经仔细观察发现在推力轴承壳上一周有8个反推瓦温度探头测温线出线孔，均正对着镜板面，每个出线孔都能测到一块反推瓦，因此可通过出线孔进行测量。在保证8个点测量结果合格时说明镜板与发推瓦接触面面积大于总面积的百分之八十。
在镜板与反推瓦接触面积达到要求后，将组合轴承法兰分成根据弧长分成16等份，再用塞尺分别测量每个等份管型座与组合轴承座法兰的实际间隙，根据实际间隙分布情况在管型座与组合轴承座法兰处加垫。加垫后进行组合轴承座固定。
因发导侧承重吊点在主轴上，发导径向瓦与主轴间隙为双边0.60mm，因此固定组合轴承座时应在加垫后将组合轴承座顶起0.60mm后再进行固定。在组合轴承座下部45度方向分别架设1个32T机械千斤顶，在组合轴承座正上方架设百分表一块，在组合轴承座水平方向架设百分表一块，在发导侧主轴上部架设百分表一块。用千斤顶同步顶起，顶起过程中监视水平侧百分表，根据百分表读数调整两个千斤顶受力。当组合轴承座顶起0.60mm后，组合轴承座水平侧百分表读数应为零，检查大轴上部百分表应无位移，同时用500mm塞尺检查径向瓦与主轴下部应无间隙。此时沿对称方向打紧组合轴承座螺栓。
在整个组合轴承座固定过程中要保证主轴水平、中心不变。组合轴承座固定完成后应落下天车主钩，使主轴处于完全自由状态。此时复核主轴中心、水平及反推瓦与镜板之间间隙。均无异常后主轴调整与轴承座安装工作完成。
参考文献：
【1】水力发电厂机电设计规范，DL/5186-2004.
【2】水轮机基本技术条件，GB/T15468-2006.
【3】灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则，DL/T5038-94.
【4】灯泡贯流式水轮发电机组运行检修规范，SL573-2012.
【5】水轮发电机组安装技术规范，GB/T8564-2003.
【6】发电企业设备检修导则，DL/T838-2003.
来源：《建筑工程技术与设计》2015年30期
