立式機(jī)組軸線調(diào)整及瓦間隙計算

立式水輪發(fā)電機(jī)組

軸線調(diào)整及導(dǎo)軸承的間隙分配一、基本概念1、立式水輪發(fā)電機(jī)組軸線

由發(fā)電機(jī)軸（或由上端軸加轉(zhuǎn)子中心體及中間軸）和水輪機(jī)主軸等聯(lián)接后的幾何中心線，即回轉(zhuǎn)軸的幾何中心線。2、機(jī)組中心線

通過機(jī)組安裝基準(zhǔn)件中心的鉛垂線?；炝魇剿啓C(jī)是轉(zhuǎn)輪下固定止漏環(huán)中心，軸流式水輪機(jī)是轉(zhuǎn)輪室中心。3、理想（周轉(zhuǎn)）中心線

擺渡為零時回轉(zhuǎn)體的軸線。機(jī)組運(yùn)行時，軸線在理論上是繞理想中心線周轉(zhuǎn)的。二、立式機(jī)組軸線調(diào)整1、機(jī)組軸線調(diào)整的目的

找正機(jī)組軸線，將機(jī)組運(yùn)行時的擺度控制在合理的范圍內(nèi)，降低機(jī)組因機(jī)械、水力、電氣不平衡等因素引起的震動，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2、產(chǎn)生擺度的主要原因

①鏡板與機(jī)組軸線不垂直；

②法蘭面與軸線不垂直，聯(lián)軸后軸線發(fā)生曲折；③鏡板工作面精度不夠，表面存在波形；④推力頭與軸配合松動，卡環(huán)薄厚不均等。一般情況下，鏡板與軸線不垂直和軸線本身曲折是產(chǎn)生擺度的主要原因。如下圖所示：圖1鏡板摩擦面與軸線不垂直所產(chǎn)生的擺度圓圖2法蘭組合面與軸線不垂直所產(chǎn)生的擺度圓3、機(jī)組擺度的類型及其判別（1）鏡板摩擦面及法蘭組合面都與軸線垂直，總軸線無擺度及曲折。見圖a。（2）若水導(dǎo)與主軸法蘭盤最大正擺度的方向相同且數(shù)值為線形擴(kuò)大，則是由鏡板與軸線不垂直引起，見圖b。其判別式是：φB/φC

＝LB/LC

式中φB---主軸法蘭處的凈擺度（mm）

φC

---水導(dǎo)軸頸處凈擺度（mm）

LB---法蘭盤到鏡板距離（m）

LC---水導(dǎo)軸頸直鏡板距離（m）在此種情況下可通過刮削絕緣墊或推力頭底面或加楔形墊，使鏡板與軸線垂直。（3）若主軸法蘭盤與水導(dǎo)最大擺度不在同一個方向或者擺度不為線性擴(kuò)大，則存在軸線曲折，它有以下兩種情況。1）軸線在同一個軸面內(nèi)發(fā)生曲折，如圖c～g所示，特點(diǎn)是最大正擺度點(diǎn)在同一個軸面內(nèi)，其值不為線性擴(kuò)大。即：

φB/φC

≠LB/LC

它又有兩種情況：

a.水輪機(jī)軸線向外曲折，如圖c、d所示，即

φC–φBLC/LB＞0b.水輪機(jī)軸線向里曲折，如圖e～g所示，即

φC–φBLC/LB＜0

水輪機(jī)軸線曲折率為：

δ曲=[φC–φBLC/LB]/2（LC-LB）（mm/m）如果法蘭處和水導(dǎo)處擺度值均不超過規(guī)定范圍則可以不進(jìn)行處理，若水導(dǎo)處擺度很大，就應(yīng)對聯(lián)軸法蘭進(jìn)行處理或加墊厚度為：

δ墊＝δ曲D

式中D---法蘭直徑（m）2）發(fā)電機(jī)軸線和水輪機(jī)軸線不在同一軸面內(nèi)（軸線立體曲折）如上圖h～k所示。其特點(diǎn)是主軸法蘭盤最大正擺度點(diǎn)與水導(dǎo)最大正擺度點(diǎn)不在同一軸面內(nèi)。如軸線曲折情況不嚴(yán)重，用刮鏡板絕緣墊方法來使水導(dǎo)與主軸法蘭擺度不超過規(guī)定范圍。若軸線立體曲折嚴(yán)重，刮絕緣墊也不能解決，則要針對具體情況在主軸法蘭處加墊或刮削法蘭來處理。

對于傘式機(jī)組，推力軸承和導(dǎo)軸承移到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子下部，上面的公式仍然成立，此時推力頭或絕緣墊的刮削方向相反，最大刮削點(diǎn)應(yīng)在最大擺度點(diǎn)的對側(cè)。4軸線調(diào)整舉例

某機(jī)組通過盤車測得擺度記錄如下表所示。已知鏡板至法蘭距離LB=2m,鏡板直徑D=0.4m,鏡板至水導(dǎo)距離LC=4m,求：

①各軸位的全擺度與凈擺度值；

②指出主軸法蘭處、水導(dǎo)處最大正擺度點(diǎn)及數(shù)值；③列出刮墊數(shù)值及說明刮法。

機(jī)組擺度記錄表

單位：mm測點(diǎn)12345678上導(dǎo)JA0.00+0.010.00+0.02-0.010.00+0.030.00法蘭JB0.00+0.110.00-0.19-0.43-0.50-0.39-0.21水導(dǎo)JC0.00+0.210.00-0.40-0.83-1.00-0.80-0.41解：①上導(dǎo)處的全擺度：

ФA1-5=0.00-（-0.01）=0.01(mm)ФA2-6=0.01-0.00=0.01(mm)ФA3-7=0.00-0.03=-0.03(mm)ФA4-8=0.02-0.00=0.02(mm)法蘭處的全擺度：

ФB1-5=0.00-（-0.43）=0.43(mm)ФB2-6=0.11-（-0.50）=0.61(mm)ФB3-7=0.00-（-0.39）=0.39(mm)ФB4-8=-0.19-（-0.21）=0.02(mm)水導(dǎo)出的全擺度：

ФC1-5=0.00-（-0.83）=0.83(mm)ФC2-6=0.21-（-1.00）=1.21(mm)ФC3-7=0.00-（-0.80）=0.80(mm)ФC4-8=-0.40-（-0.41）=0.01(mm)法蘭處凈擺度：

ФBA1-5=ФB1-5-ФA1-5=0.43-0.01=0.42(mm)ФBA2-6=ФB2-6-ФA2-6=0.61-0.01=0.60(mm)ФBA3-7=ФB3-7-ФA3-7=0.39-（-0.03）=0.42(mm)ФBA4-8=ФB4-8-ФA4-8=0.02-0.02=0.00(mm)水導(dǎo)處的凈擺度：

ФCA1-5=ФC1-5-ФA1-5=0.83-0.01=0.82(mm)ФCA2-6=ФC2-6-ФA2-6=1.21-0.01=1.20(mm)ФCA3-7=ФC3-7-ФA3-7=0.80-（-0.03）=0.83(mm)ФCA4-8=ФC4-8-ФA4-8=0.01-0.02=-0.01(mm)全擺度與凈擺度表單位：mm相隔180°點(diǎn)1-52-63-74-8全擺度上導(dǎo)ФA0.010.01-0030.02法蘭ФB0.430.610.390.02水導(dǎo)ФC0.831.210.800.01凈擺度法蘭ФBA0.420.600.420.00水導(dǎo)ФCA0.821.200.83-0.01②從上表中凈擺度值可以看出，法蘭處最大正擺度點(diǎn)為第2點(diǎn)，ФBA2-6=0.60mm;水導(dǎo)處最大正擺度點(diǎn)也在第2點(diǎn)，ФCA2-6=1.20mm.見下圖：51372468+0.4251372468+0.60+0.420.000.+0.82+1.20+0.83-0.01法蘭凈擺度水導(dǎo)凈擺度③刮削最值計算

水導(dǎo)與法蘭最大正擺度點(diǎn)方位相同，并且TФ/TC=LB/LC=1/2,因此造成擺度原因是鏡板與軸線不垂直，處理方法為刮推力頭與鏡板間的絕緣墊。刮削最大厚度δ為：

δ=TCD/2LC=1.2×0.4/2×4=0.06(mm)

將絕緣墊沿最大正擺度點(diǎn)方向劃線，在2-6點(diǎn)連線上均分為6等份，并過等分點(diǎn)做最大擺度方向線的垂線，把絕緣墊劃分為6個區(qū)，各區(qū)刮削厚度如下：

δ1=δ=0.06mmδ2=5δ/6=0.05mmδ3=4δ/6=0.04mmδ4=3δ/6=0.03mmδ5=δ6=0.00mm

最大刮削點(diǎn)在2號軸位，最小刮削點(diǎn)在6號軸位。三、導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整

因各種原因，機(jī)組軸線雖經(jīng)盤車檢查合格，但擺度只是控制在規(guī)定范圍內(nèi)，由于實(shí)際的機(jī)組中心線和旋轉(zhuǎn)中心線并不重合，導(dǎo)軸承的安裝、調(diào)整應(yīng)以機(jī)組實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心線為基準(zhǔn)。因此當(dāng)機(jī)組中心調(diào)整確定后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖樣的間隙要求和經(jīng)盤車測定合格后的擺度值來確定各導(dǎo)軸承瓦單側(cè)間隙的分配值，調(diào)整各導(dǎo)軸承瓦的間隙。

調(diào)整的順序可先根據(jù)水導(dǎo)盤車擺度及止漏環(huán)實(shí)際中心偏移值來安裝水導(dǎo)軸承瓦并調(diào)整其間隙，然后調(diào)整發(fā)電機(jī)上下導(dǎo)軸承；也可同時進(jìn)行。1.懸式機(jī)組導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整（1）水導(dǎo)軸承間隙已按擺度調(diào)整在正確位置時，并且上導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子已在中心位置。上導(dǎo)軸承瓦單側(cè)間隙則按設(shè)計間隙調(diào)整，計算公式為：

δA0=δA180=δA′

式中δA0---上導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙，mmδA180---δa0對側(cè)瓦調(diào)整間隙，mm

δA′---上導(dǎo)軸承設(shè)計間隙，mm三、導(dǎo)軸承瓦間隙調(diào)整

下導(dǎo)軸承瓦單側(cè)間隙調(diào)整應(yīng)根據(jù)軸線的實(shí)際位置和擺度方位來確定，其計算公式為：

δB0=δB′-ФBA′/2=δB′-LBФBA/2L1δB180=2δB′-δB0式中δB0---下導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙，mmδB180---δB0對側(cè)瓦調(diào)整間隙，mm

δB′---下導(dǎo)軸承設(shè)計間隙，mmФBA′---下導(dǎo)軸承處凈擺度，mmФBA---法蘭處凈擺度，mmLB---下導(dǎo)軸承瓦中心至上導(dǎo)軸承瓦中心距離，mmL1---上導(dǎo)軸承瓦中心至法蘭處距離，

（2）當(dāng)水導(dǎo)軸承與之止漏環(huán)同心，而主軸在軸瓦內(nèi)任一位置時，則上、下導(dǎo)軸承處瓦間隙應(yīng)按水導(dǎo)軸承瓦實(shí)測間隙計算確定。

上導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙計算公式：

δA0=δC+ФCA/2-（δC′-δA′）

δA180=2δA′-δA0

下導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙計算公式：

δB0=δC+（ФCA/2-ФBA′/2）-（δC′-δB′）或δB0=δC+（ФCA/2-LBФBA/2L1）-（δC′-δB′）

δB180=2δB′-δB0

式中δC---水導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙，mmФCA---水導(dǎo)軸承出凈擺度，mmδC′---水導(dǎo)軸承瓦設(shè)計間隙，mm2.傘式機(jī)組導(dǎo)軸承瓦間隙計算（1）水導(dǎo)軸承間隙已按擺度調(diào)整在正確位置時。上導(dǎo)軸承瓦單側(cè)間隙則按設(shè)計間隙調(diào)整，計算公式為：

δA0=δA′-ФAB/2δA180=2δA′-δA0

式中ФAB---上導(dǎo)軸承處凈擺度，mm

下導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙取設(shè)計間隙，計算公式為：

δB0=δB180=δB′

（2）當(dāng)水導(dǎo)軸承與之止漏環(huán)同心，而主軸在軸瓦內(nèi)任一位置時。

上導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙計算公式：

δA0=δC+（ФCB/2-ФCA′/2）-（δC′-δA′）

δA180=2δA′-δA0

下導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙計算公式：

δB0=δC+ФCB/2-（δC′-δB′）

δB180=2δB′-δB03.導(dǎo)軸承瓦調(diào)整間隙計算舉例

某臺懸式水輪發(fā)電機(jī)組軸線調(diào)整后，水導(dǎo)軸承處最大擺度點(diǎn)在第3點(diǎn)，其值為0.10mm，法蘭處最大擺度點(diǎn)也在第3點(diǎn)，其值為0.08mm。上導(dǎo)單側(cè)設(shè)計間隙為0.15mm，下導(dǎo)單側(cè)設(shè)計間隙為0.20mm，水導(dǎo)單側(cè)設(shè)計間隙為0.20mm，上導(dǎo)至法蘭距離為5.4沒，上導(dǎo)至下到距離為3.8m。已知水導(dǎo)軸承安裝后與固定止漏環(huán)同心，在水導(dǎo)處用頂軸法測得4點(diǎn)間隙分別為：δC1=0.25mm，δC3=0.10mm，δC5=0.15mm，δC1=0.30mm。求：相應(yīng)上下導(dǎo)軸承瓦應(yīng)調(diào)整分配的間隙值。解：由上述已知條件，根據(jù)公式計算導(dǎo)軸承瓦個點(diǎn)調(diào)整間隙如下：上導(dǎo)軸承：δA1=δC1+ФCA1/2-（δC′-δA′）

=0.25+0/2+（0.20-0.15）=0.20（mm）

δA5=2δA′-δA1=2×0.15-0.20=0.10（mm）

δA3=δC3+ФCA3/2-（δC′-δA′）