CN112271884A - 一种保留原磁轭更换转子支架的工艺方法 - Google Patents

一种保留原磁轭更换转子支架的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种保留原磁轭更换转子支架的工艺方法。本发明首先拆除磁轭键，在原磁轭上设置复位标桩作为新转子支架回装的定位点。然后使用转子支架复位工具调整新转子支架回装时与原磁轭的同心。再通过磁轭热加垫时根据新转子支架副立筋键槽至中心的尺寸和原磁轭外径，兼顾磁轭与转子支架的同心、磁轭的圆度和垂直度等因素，计算出垫片的实际厚度，通过加垫再次调整转子磁轭的圆度和同心。该发明解决了水轮发电机组转子在改造时保留原磁轭更换转子支架时转子支架回装和保证转子磁轭圆度和同心的问题，为发电机组改造提供了一个新的方向。同时该工艺方法具有操作简便，改造后转子装配质量提高，改造周期短等优点，适用于所有有此类改造需求的水电站转子改造，具有很高的推广应用价值。

Description

一种保留原磁轭更换转子支架的工艺方法
技术领域
本发明公开了一种保留原磁轭更换转子支架的工艺方法。
背景技术
在二十一世纪的前十年，是我国水电建设的一个高峰时期。随着三峡左岸巨型水轮发电机组制造技术的引进、吸收和创新，之后多个巨型水电站和大中型水电站项目纷纷投建。进入二十一世纪第三个十年，很多水电站的机组也进入了大修或改造时期。机组在十多年的运行过程中，也暴露出各种的问题。很多电站计划或已经开始对机组进行大修或改造。由于在运行中出现的问题不尽相同，电站对机组的大修或改造要求也是多种多样。其中某电站在运行过程中发现转子在运行过程中存在转子支架刚度弱的问题，因此提出了保留原转子磁轭更换转子支架的改造要求。
转子磁轭是发电机的重要部件之一，转子磁轭的圆度和偏心值的好坏直接关系到发电机运行的稳定性和安全性。目前水电行业还没有该类改造的资料可查。为了保证该电站转子改造的顺利实施，通过对原机组转子结构和新转子支架结构的详细分析，制定了一套保留原磁轭更换转子支架的工艺方法。
发明内容
有鉴于此，本发明是一种水轮发电机改造保留原磁轭更换转子支架的工艺方法，本发明降低了发电机改造的成本，保证了发电机改造后的质量，缩短了转子改造周期。技术方案如下：
1)原发电机转子吊出机坑后，以1#磁极为基准，顺时针旋转标出所有磁极编号；
2)拆除磁极，安装转子测圆架，测量磁轭外径尺寸，做详细记录；磁轭测量点编号的方向与磁极编号方向一致；
3)加热拔出磁轭键，再次测量磁轭外径尺寸，做详细记录，对比磁轭键拆除前后磁轭外圆数据，90°方向均布找到4个数值差别比较小的点，在这4个点安装4个复位基准点；
4)拆除转子测圆架，旧转子支架解体，吊出磁轭；
5)安装求心器，根据复位基准点的绝对半径，调整求心器找到磁轭的中心；测量磁轭所有內键槽至中心的绝对半径，每个键槽在轴向截面上测量3～4点，做详细记录；
6)在新转子支架(1)上安装转子测圆架，新转子支架(1)焊接验收合格，测量新转子支架(1)立筋键槽至中心的绝对半径，新转子支架立筋的编号方向与磁极编号的方向一致；
7)按1#磁极的位置为基准，对应计算轭內键槽至中心尺寸与新转子支架外径至中心尺寸的径向实际尺寸差值，做详细记录。具体计算方式如下：
ΔD＝R磁轭內-R支架
式中：ΔD为磁轭內键槽至中心尺寸与新转子支架外径至中心尺寸的径向实际尺寸差值；
R磁轭內为磁轭內键槽至中心的绝对半径；
R支架为新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径；
8)根据计算结果，通过转子支架复位工具中调整楔块I和调整楔块II的配合面积，调整转子支架复位工具(3)厚度，用记号笔做好对应标记；拆除转子测圆架，安装转子吊具；
9)将新转子支架吊至磁轭(2)正上方，缓慢下落，待转子支架(1)将要落入磁轭(2)中时，每隔一个副立筋使用50×50木方进行引导，使转子支架(1)落入磁轭(2)中并缓慢下落；在磁轭下方观察转子支架下圆盘距中心体支墩上平面5～10mm时停止下落；将转子支架复位工具按做好的标记插入对应的磁轭凸键键槽中，用导向楔块楔板(3)与磁轭定位，同时调整副立筋键槽与磁轭键槽切向对称性，调整合格后继续下落转子支架，直至转子支架完全落在中心体支墩上；拆除转子吊具，安装转子测圆架；以转子上法兰面为基准调平转子支架水平≤0.02mm/m，测量磁轭外径尺寸，做详细记录；
10)安装磁轭其他零部件；
11)测量磁轭凸键的厚度，测量磁轭键槽的宽度，做详细记录，测量时磁轭凸键需进行编号，磁轭键槽编号方向与磁极编号方向一致；
12)根据磁轭外圆测量数据、磁轭凸键键槽深度和磁轭凸键厚度，兼顾磁轭外圆圆度和磁轭偏心值，计算出磁轭凸键垫片厚度；磁轭加热，进行热加垫。垫片厚度具体计算方式如下：
转子磁轭圆度计算：
e＝R磁轭外max-R磁轭外min
式中：e为转子磁轭圆度；
R磁轭外max为转子磁轭外径的最大值；
R磁轭外min为转子磁轭外径的最小值；
转子磁轭偏心值计算：
Figure BDA0002781710970000041
式中：gx为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值在X轴上的分量；
n为转子磁极数；
Ri为每个磁极位置对应的转子磁轭实测半径；
Figure BDA0002781710970000042
式中：gy为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值在Y轴上的分量；
n为转子磁极数；
Ri为每个磁极位置对应的转子磁轭实测半径；
Figure BDA0002781710970000043
式中：g为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值；
磁轭垫片厚度计算：
ΔT＝(R磁轭外-B）-R支架-H凸键+δ
式中：ΔT—垫片厚度；
R磁轭外为转子磁轭实测半径；
B为磁轭冲片径向宽度；
R支架为新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径；
H凸键为磁轭凸键实测厚度；
δ为磁轭设计紧量；
13)待磁轭完全冷却至室温后，测量磁轭外径尺寸。
技术效果
现有转子改造一般都是重新进行磁轭叠装，为了降低改造成本，业主都会采用使用一部分旧磁轭冲片，混合一部分新磁轭冲片的改造形式。由于新、旧磁轭冲片混叠会造成磁轭无法完全压紧，导致改造后的磁轭无法达到预期效果。本发明在转子改造时不改动磁轭，可以确保磁轭与原始安装紧量相一致，并且在改造过程中通过两次圆度调整，保证转子改造的质量。
本发明大大降低了水轮发电机组转子改造的成本，减少了转子装配工具的费用，提高了转子的安装质量。使用本发明的工艺方法进行有此类改造需求的转子改造，显著提高了转子改造的质量，降低了改造成本，保证改造后机组可以安全、稳定运行。
附图说明
图1为新转子支架主视示意图
图2为新转子支架落入原转子磁轭俯视示意图
图3为转子支架复位工具示意图
附图中
1.新转子支架
2.原转子磁轭
3.导向楔板
4.支撑板
5.手柄
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明是一种水轮发电机改造保留原磁轭更换转子支架的工艺方法，确保转子改造质量的同时，缩短转子改造周期，降低转子改造成本。本发明的技术方案为：
1)原发电机转子吊出机坑后，以1#磁极为基准，顺时针旋转标出所有磁极编号；
2)拆除磁极，安装转子测圆架，测量磁轭外径尺寸，做详细记录；磁轭测量点编号的方向与磁极编号方向一致；
3)加热拔出磁轭键，再次测量磁轭外径尺寸，做详细记录，对比磁轭键拆除前后磁轭外圆数据，90°方向均布找到4个数值差别比较小的点，在这4个点安装4个复位基准点；
4)拆除转子测圆架，旧转子支架解体，吊出磁轭；
5)安装求心器，根据复位基准点的绝对半径，调整求心器找到磁轭的中心；测量磁轭所有內键槽至中心的绝对半径，每个键槽在轴向截面上测量3～4点，做详细记录；
6)在新转子支架上安装转子测圆架，新转子支架焊接验收合格，测量新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径，新转子支架立筋的编号方向与磁极编号的方向一致；
7)按1#磁极的位置为基准，对应计算轭內键槽至中心尺寸与新转子支架外径至中心尺寸的径向实际尺寸差值，做详细记录。具体计算方式如下：
ΔD＝R磁轭內-R支架
式中：ΔD为磁轭內键槽至中心尺寸与新转子支架外径至中心尺寸的径向实际尺寸差值；
R磁轭內为磁轭內键槽至中心的绝对半径；
R支架为新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径；
8)根据计算结果，通过转子支架复位工具中调整楔块I和调整楔块II的配合面积，调整转子支架复位工具厚度，用记号笔做好对应标记；拆除转子测圆架，安装转子吊具；
9)将新转子支架吊至磁轭正上方，缓慢下落，待转子支架将要落入磁轭中时，每隔一个副立筋使用50×50木方进行引导，使转子支架落入磁轭中并缓慢下落；在磁轭下方观察转子支架下圆盘距中心体支墩上平面5～10mm时停止下落；将转子支架复位工具按做好的标记插入对应的磁轭凸键键槽中，用导向楔块楔板与磁轭定位，同时调整副立筋键槽与磁轭键槽切向对称性，调整合格后继续下落转子支架，直至转子支架完全落在中心体支墩上；拆除转子吊具，安装转子测圆架；以转子上法兰面为基准调平转子支架水平≤0.02mm/m，测量磁轭外径尺寸，做详细记录；
10)安装磁轭其他零部件；
11)测量磁轭凸键的厚度，测量磁轭键槽的宽度，做详细记录，测量时磁轭凸键需进行编号，磁轭键槽编号方向与磁极编号方向一致；
12)根据磁轭外圆测量数据、磁轭凸键键槽深度和磁轭凸键厚度，兼顾磁轭外圆圆度和磁轭偏心值，计算出磁轭凸键垫片厚度；磁轭加热，进行热加垫。垫片厚度具体计算方式如下：
转子磁轭圆度计算：
e＝R磁轭外max-R磁轭外m *
式中：e为转子磁轭圆度；
R磁轭外max为转子磁轭外径的最大值；
R磁轭外min为转子磁轭外径的最小值；
转子磁轭偏心值计算：
Figure BDA0002781710970000081
式中：gx为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值在X轴上的分量；
n为转子磁极数；
Ri为每个磁极位置对应的转子磁轭实测半径；
Figure BDA0002781710970000091
式中：gy为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值在Y轴上的分量；
n为转子磁极数；
Ri为每个磁极位置对应的转子磁轭实测半径；
Figure BDA0002781710970000092
式中：g为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值；
磁轭垫片厚度计算：
ΔT＝(R磁轭外-B)-R支架-H凸键+δ
式中：ΔT—垫片厚度；
R磁轭外为转子磁轭实测半径；
B为磁轭冲片径向宽度；
R支架为新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径；
H凸键为磁轭凸键实测厚度；
δ为磁轭设计紧量；
13)待磁轭完全冷却至室温后，测量磁轭外径尺寸。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种保留原磁轭更换转子支架的工艺方法，其特征包括如下步骤：
1)原发电机转子吊出机坑后，以1#磁极为基准，顺时针旋转标出所有磁极编号；
2)拆除磁极，安装转子测圆架，测量磁轭外径尺寸，做详细记录；磁轭测量点编号的方向与磁极编号方向一致；
3)加热拔出磁轭键，再次测量磁轭外径尺寸，做详细记录，对比磁轭键拆除前后磁轭外圆数据，90°方向均布找到4个数值差别比较小的点，在这4个点安装4个复位基准点；
4)拆除转子测圆架，旧转子支架解体，吊出磁轭；
5)安装求心器，根据复位基准点的绝对半径，调整求心器找到磁轭的中心；测量磁轭所有内键槽至中心的绝对半径，每个键槽在轴向截面上测量3～4点，做详细记录；
6)在新转子支架(1)上安装转子测圆架，新转子支架(1)焊接验收合格，测量新转子支架(1)立筋键槽至中心的绝对半径，新转子支架立筋的编号方向与磁极编号的方向一致；
7)按1#磁极的位置为基准，对应计算轭内键槽至中心尺寸与新转子支架外径至中心尺寸的径向实际尺寸差值，做详细记录。具体计算方式如下：
ΔD＝R磁轭内-R支架
式中：ΔD为磁轭內键槽至中心尺寸与新转子支架外径至中心尺寸的径向实际尺寸差值；
R磁轭内为磁轭内键槽至中心的绝对半径；
R支架为新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径；
8)根据计算结果，通过转子支架复位工具中调整楔块I和调整楔块II的配合面积，调整转子支架复位工具(3)厚度，用记号笔做好对应标记；拆除转子测圆架，安装转子吊具；
9)将新转子支架吊至磁轭(2)正上方，缓慢下落，待转子支架(1)将要落入磁轭(2)中时，每隔一个副立筋使用50×50木方进行引导，使转子支架(1)落入磁轭(2)中并缓慢下落；在磁轭下方观察转子支架下圆盘距中心体支墩上平面5～10mm时停止下落；将转子支架复位工具按做好的标记插入对应的磁轭凸键键槽中，用导向楔块楔板(3)与磁轭定位，同时调整副立筋键槽与磁轭键槽切向对称性，调整合格后继续下落转子支架，直至转子支架完全落在中心体支墩上；拆除转子吊具，安装转子测圆架；以转子上法兰面为基准调平转子支架水平≤0.02mm/m，测量磁轭外径尺寸，做详细记录；
10)安装磁轭其他零部件；
11)测量磁轭凸键的厚度，测量磁轭键槽的宽度，做详细记录，测量时磁轭凸键需进行编号，磁轭键槽编号方向与磁极编号方向一致；
12)根据磁轭外圆测量数据、磁轭凸键键槽深度和磁轭凸键厚度，兼顾磁轭外圆圆度和磁轭偏心值，计算出磁轭凸键垫片厚度；磁轭加热，进行热加垫。垫片厚度具体计算方式如下：
转子磁轭圆度计算：
e＝R磁轭外max-R磁轭外min
式中：e为转子磁轭圆度；
R磁轭外max为转子磁轭外径的最大值；
R磁轭外min为转子磁轭外径的最小值；
转子磁轭偏心值计算：
Figure FDA0002781710960000031
式中：gx为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值在X轴上的分量；
n为转子磁极数；
Ri为每个磁极位置对应的转子磁轭实测半径；
Figure FDA0002781710960000032
式中：gy为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值在Y轴上的分量；
n为转子磁极数；
Ri为每个磁极位置对应的转子磁轭实测半径；
Figure FDA0002781710960000033
式中：g为转子磁轭实际中心与磁轭理论中心的偏差值；
磁轭垫片厚度计算：
ΔT＝(R磁轭外-B)-R支架-H凸键+δ
式中：ΔT-垫片厚度；
R磁轭外为转子磁轭实测半径；
B为磁轭冲片径向宽度；
R支架为新转子支架立筋键槽至中心的绝对半径；
H凸键为磁轭凸键实测厚度；
δ为磁轭设计紧量；
13)待磁轭完全冷却至室温后，测量磁轭外径尺寸。
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