CN107462139A - 通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法。该方法包括以下步骤：在水轮发电机主轴轴系上设置百分表，根据百分表的数据测算水导轴承上各盘车点的相对摆度的值，再以水导轴承处净摆度绝对值最大的两个盘车点所示的直径方向作为喷涂方向，然后将水轮机轴法兰均分为8个区域，分区喷涂，并以D/8的喷涂量递增或递减，再进行检测调节，直至水轮发电机组主轴轴线在法兰处无偏折为止。当水轮发电机组主轴轴线在法兰处发生偏折时，采用本发明方法可对其进行调节，以达到使其在轴线处无偏折的目的。
Description
技术领域
本发明属于轴系调节技术领域，具体涉及一种通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法。
背景技术
现有的水轮发电机组的主轴轴系常因加工工艺，应力，运输等因素，在电站现场安装后，可能导致机组主轴轴线在法兰处出现偏折。超出国家GB/T8654的整体相对摆度≤0.02mm/m的要求，无法安全投入运行。同时主轴加工精度要求高，在电站安装现场往往无法加工处理；所以经常需要将水轮发电机组拆解，将主轴拆出，重新运回工厂加工处理。比较费时费工，又影响安装进度。
因此，需要现场对机组主轴轴线进行处理，常规的做法是采用加垫或研磨法兰面的方式进行解决。所谓加垫就是在发电机轴和水轮机轴端部法兰之间设置垫圈，弥补两法兰面的间隙，达到解决机组轴线偏折的问题，但由于垫圈较薄，而且机组转速较高，垫圈容易在离心力作用下被甩出。研磨法兰面也就是将法兰面的倾斜部分磨掉，使倾斜的法兰面变成平面，从而使机组轴线变成直线。但是，研磨法兰面平面要求非常高，且研磨量大小人工打磨很难控制，操作偏差比较大。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，可有效解决现有法兰面修磨偏差大，法兰面垫圈易被甩出的问题。
一种通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，包括以下步骤：
(1)在发电机轴肩处通过支柱螺栓活动设置有与其连接的镜板，调节支柱螺栓，使镜板水平达到0.02mm/m；
(2)在上导轴承、下导轴承和水导轴承外缘沿圆周方向分别均匀设置8个盘车点，并以上导轴承上的盘车点作为基准盘车点，然后再在上导轴承、下导轴承和水导轴承外侧的同一铅垂线上，分别设置百分表A1、A2和A3；
(3)转动水轮发电机主轴，并根据百分表A3数据计算水导轴承上各盘车点的相对摆度的绝对值是否小于等于0.02mm/m；若绝对值小于等于0.02mm/m，则视为水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰处没有发生偏折，结束调校；若绝对值大于0.02mm/m，则视为水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰处发生偏折，继续进行喷涂调校；
(4)水导轴承处净摆度绝对值最大的两个盘车点所示的直径方向即为喷涂方向，最大净摆度为正值时，喷涂厚度从小到大；最大净摆度为负值时，喷涂厚度从大到小，再按以下公式计算喷涂量D：D＝(2*R*M)/L；
其中，D为最大喷涂厚度，R为水轮机轴法兰半径，M为水导轴承处净摆度绝对值最大值，L为水导中心处到水轮机轴法兰中心面的轴线距离；
(5)然后沿垂直于喷涂方向，将水轮机轴法兰面均分为8个区域，开始喷涂，并以D/8的喷涂量依次递减或递增，直至喷涂完毕；
(6)待涂层干燥后，在涂层上喷涂红丹粉，然后用标准平板修磨水轮机轴法兰，使水轮机轴法兰与标准平板的接触面积大于等于80％；
(7)连接发电机轴和水轮机轴，重新盘车并根据百分表A3数据计算水导轴承上各盘车点的相对摆度；若相对摆度绝对值小于等于0.02mm/m，则视为水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰处没有发生偏折，结束调校；若相对摆度绝对值大于0.02mm/m，则重复上述步骤(3)～(6)，直至相对摆度绝对值小于等于0.02mm为止，完成调校。
进一步地，步骤(5)还包括：喷涂前，于水轮机轴法兰圆周均匀取16个点，并分别测量相应点处的水轮机轴法兰厚度；喷涂完成后，再次测量相应点处的水轮机轴法兰厚度，并与之前测量数据进行比较，以校正喷涂厚度，再采用抛光片对两两相邻的过渡区域进行抛光。
进一步地，步骤(5)中用于喷涂的喷涂材料为耐磨纳米粉涂料。
进一步地，耐磨纳米粉涂料为ST-NM-001。
进一步地，步骤(6)中标准平板为精度等级0级以上的铸铁平板。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用喷涂的方式来进行轴系摆度调节，与传统的轴系摆度校正手段比，其操作简单、检查，检修方便、节省了安装现场大量工作量、简化了工艺，在安装现场即可进行轴系摆度调节，不需要将水轮发电机主轴拆卸运输至制作厂进行摆度调节，降低了成本，加快了安装效率。
2、另外，与通过修磨法兰平面来进行摆度调节相比，修磨法兰平面时，需要准确确定研磨方向、研磨区域和每个区域的磨削量等，由此，才能保证联接后的发电机轴和水轮机轴的轴线为直线，而由于安装现场的条件和环境限制，很难准确确定需要研磨的区域以及研磨区域的磨削量，且研磨过程中偏差大，而本发明通过测算水导轴承处的净摆度值即可得到需要的最大喷涂量，采用逐级分区喷涂的方式进行喷涂，可将喷涂的偏差控制在最小的范围内，保证了喷涂质量，使得发电机可平稳运行。
3、通过喷涂方式进行摆度调整，不仅能有效的提升安装效率，降低处理成本，喷涂材料还可降低发电机轴和水轮机轴在运行过程中产生的磨损，延长水轮发电机组的使用寿命，提升发电效率。
附图说明
图1为调校前轴线发生偏折的示意图；
图2为调校结束后轴线无偏折的示意图；
图3为水轮机轴法兰面分区以及盘车点位置示意图。
其中，1、发电机轴；101、发电机轴肩；102、上导轴承；103、下导轴承；104、发电机轴法兰；2、水轮机轴；201、水轮机轴法兰；202、水导轴承。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例
一种水轮发电机主轴，包括相连接的发电机轴1和水轮机轴2，发电机轴1顶部设置有上导轴承102，底部设置有发电机轴法兰104，在上导轴承102下方设置有发电机轴肩101，还在发电机轴肩101和发电机轴法兰104之间，于发电机轴1中部偏下处设置有下导轴承103；
水轮机轴2上端设置有与发电机轴法兰104结合的水轮机轴法兰201，然后在水轮机轴2中部偏下的位置处设置有水导轴承202，由于水轮机轴2在水轮发电机主轴安装过程中会与主轴线发现偏折(参考图1)，因此需要通过调节水轮机轴法兰201的厚度，来达到调节水轮机组轴系摆度的目的。
一种通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，包括以下步骤：
S1：在发电机轴肩处通过支柱螺栓活动设置有与其连接的镜板，调节支柱螺栓，使镜板水平达到0.02mm/m；
S2：盘车检测
S21：在上导轴承、下导轴承和水导轴承外缘沿圆周方向分别均匀设置8个盘车点，并以上导轴承上的盘车点作为基准盘车点；
S22：然后在上导轴承、下导轴承和水导轴承外侧的同一铅垂线上，分别设置百分表A1、A2和A3，转动水轮发电机主轴，读取百分表A1、A2和A3在各盘车点处的数据，并记录，其结果见表1；
S23：计算各盘车点的全摆度、净摆度和相对摆度，其结果见表1；
其中，全摆度为某盘车点与直径方向相对盘车点的百分表读数的差值，净摆度为某盘车点的全摆度与对应基准盘车点的全摆度的差值，相对摆度为净摆度除以该净摆度所对应的两个盘车点之间的轴线距离的值；
S24：根据国家标准GB/T8564-2003：判断各盘车点的相对摆度的绝对值是否≤0.02mm/m；本实施例下导轴承处各盘车点的相对摆度绝对值均≤0.02mm/m，说明发电机轴没有产生弯曲变形；而水导轴承处盘车点1和5的相对摆度绝对值为0.035mm/m，超过了0.02mm/m，说明水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰和发电机轴法兰处发生偏折，需要进行喷涂校正；
S3：确定喷涂方向和喷涂量
水导轴承处净摆度绝对值最大的两个盘车点所示的直径方向即为喷涂方向；最大净摆度为正值时，喷涂厚度从小到大；最大净摆度为负值时，喷涂厚度从大到小，再按以下公式计算喷涂量D：D＝(2*R*M)/L，其中，D为最大喷涂厚度，R为水轮机轴法兰半径，M为水导轴承处净摆度绝对值最大值，L为水导中心处到水轮机轴法兰中心面的轴线距离；
本实施例净摆度绝对值最大值的两个盘车点为1和5，因此，喷涂方向应当是盘车点1和5所示的直径方向；并且，本实施例水导轴承处最大净摆度为负值，喷涂量从大到小；
本实施例水轮机轴法兰半径R为357mm，水导轴承处净摆度绝对值最大值M为0.28mm，水导轴承处到水轮机轴法兰中心面轴线距离L为2500mm，代入上式中：D＝(2*R*M)/L＝(2*357*0.28)/2500＝0.08，即本实施例的最大喷涂量为0.08mm；
S4：喷涂水轮机轴法兰面
S41：松开发电机轴法兰和水轮机轴法兰的连接螺栓，并使发电机轴垂直上升至少250mm；
S42：本实施例的喷涂方向为盘车点1和5所示的直径方向，然后沿垂直于喷涂方向，将水轮机轴法兰均分为8个区域(参考图3)，以步骤S3所得的0.08mm为最大喷涂量，采用耐磨纳米粉涂料ST-NM-001从需要喷涂最大喷涂量的区域开始喷涂，并以D/8的喷涂量依次递减，直至喷涂完毕，喷涂完成后再用抛光片对两两相邻的过度区域进行抛光；
另外，喷涂前，于水轮机轴法兰圆周均匀取16个点，并采用外径千分尺测量各个点处的水轮机轴法兰厚度；喷涂完成后，再次用外径千分尺测量各个点处的水轮机轴法兰厚度，并于喷涂前记录的数据进行对比，相互校核，以保证各区域的喷涂量复合要求；
S43：待喷涂的涂层干燥后，再涂层上均匀喷涂红丹粉，然后用精度等级为0级以上的铸铁平板作为标准平板修磨水轮机轴法兰，使水轮机轴法兰与标准平板的接触面积≥80％；
S44：连接发电机轴和水轮机轴，盘车测量水导轴承处各盘车点的相对摆度绝对值均≤0.02mm/m，说明水轮发电机主轴轴线在法兰处没有发生偏折；则完成调校；若摆度绝对值＞0.02mm，则重复上述步骤S2-S4，直至摆度绝对值均≤0.02mm.即水轮发电机主轴轴线在法兰处没有发生偏折为止(参考图2)，完成调校。
表1各盘车点测量数据(1/100mm)
其中，表1中括号内数据为百分表转一整圆回到起始点位置时的读数；
下导轴承处至镜板水平面距离为4m，水导轴承中心处至镜板水平面距离为8m，水导轴承中心处至连轴法兰中心面轴线距为2.5m。
Claims (5)
1.一种通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在发电机轴肩处通过支柱螺栓活动设置有与其连接的镜板，调节支柱螺栓，使镜板水平达到0.02mm/m；
(2)在上导轴承、下导轴承和水导轴承外缘沿圆周方向分别均匀设置8个盘车点，并以上导轴承上的盘车点作为基准盘车点，然后再在上导轴承、下导轴承和水导轴承外侧的同一铅垂线上，分别设置百分表A1、A2和A3；
(3)转动水轮发电机主轴，并根据百分表A3数据计算水导轴承上各盘车点的相对摆度的绝对值是否小于等于0.02mm/m；若绝对值小于等于0.02mm/m，则视为水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰处没有发生偏折，结束调校；若绝对值大于0.02mm/m，则视为水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰处发生偏折，继续进行喷涂调校；
(4)水导轴承处净摆度绝对值最大的两个盘车点所示的直径方向即为喷涂方向，最大净摆度为正值时，喷涂厚度从小到大；最大净摆度为负值时，喷涂厚度从大到小，再按以下公式计算喷涂量D：D＝(2*R*M)/L；
其中，D为最大喷涂厚度，R为水轮机轴法兰半径，M为水导轴承处净摆度绝对值最大值，L为水导中心处到水轮机轴法兰中心面的轴线距离；
(5)然后沿垂直于喷涂方向，将水轮机轴法兰面均分为8个区域，开始喷涂，并以D/8的喷涂量依次递减或递增，直至喷涂完毕；
(6)待涂层干燥后，在涂层上喷涂红丹粉，然后用标准平板修磨水轮机轴法兰，使水轮机轴法兰与标准平板的接触面积大于等于80％；
(7)连接发电机轴和水轮机轴，重新盘车并根据百分表A3数据计算水导轴承上各盘车点的相对摆度；若相对摆度绝对值小于等于0.02mm/m，则视为水轮发电机主轴轴线在水轮机轴法兰处没有发生偏折，结束调校；若相对摆度绝对值大于0.02mm/m，则重复上述步骤(3)～(6)，直至相对摆度绝对值小于等于0.02mm为止，完成调校。
2.根据权利要求1所述的通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，其特征在于，步骤(5)还包括：喷涂前，于水轮机轴法兰圆周均匀取16个点，并分别测量相应点处的水轮机轴法兰厚度；喷涂完成后，再次测量相应点处的水轮机轴法兰厚度，并与之前测量数据进行比较，以校正喷涂厚度，再采用抛光片对两两相邻的过渡区域进行抛光。
3.根据权利要求1所述的通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，其特征在于，步骤(5)中用于喷涂的喷涂材料为耐磨纳米粉涂料。
4.根据权利要求3所述的通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，其特征在于，所述耐磨纳米粉涂料为ST-NM-001。
5.根据权利要求1所述的通过喷涂连轴法兰平面校正水轮发电机组轴系整体摆度的方法，其特征在于，步骤(6)中所述标准平板为精度等级0级以上的铸铁平板。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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