CN112879199A - 应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，在推力头与镜板倾斜开口之间塞入多个垫片，分别确定多个垫片的位置和垫片高度，将确定的多个垫片沿推力头的X轴镜像放置到推力头另一侧存放，将推力头塞垫到与镜板平行，以使主轴保持垂直。此次技术创新成果可以应用到很多水电机组的检修，尤其是轴线调整和机组导瓦的间隙分配，提高工作效率，减少了盘车次数和所需时间，缩短了检修工期。

Description

应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法
技术领域
本发明涉及行水轮发电机组轴线调整领域，尤其是涉及一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法。
背景技术
推力轴承轴向即沿水轮发电机大轴方向受力，承受立式水轮发电机组的全部重量，水轮发电机的重量，通过推力头(镜板)传递到推力瓦，为了保证推力头(镜板)与水轮发电机轴的垂直度，在推力头和镜板间安装有塑料绝缘垫片，上导轴承、下导轴承、水导轴承径向即水轮发电机组大轴直径方向受力，承受水轮发电机组旋转过程中径向摆度力量，发电机轴和水轮机轴通过联轴法兰进行联结。
立式水轮发电机理想安装状态是水轮发电机大轴一条直线，各导轴承中心与水轮发电机组旋转中心线同心，立式水轮发电机组在首次安装时，或者A级大修后进行安装时，容易出现3个问题：一是在发电机推力轴承的推力头和镜板间的绝缘垫片出现高点，导致发电机轴的轴线的垂直度超标；二是水轮机轴发电机轴联轴法兰处局部产生高点，在联轴法兰处出现折点，导致水轮机轴发电机轴的直线度不满足要求；三是各部轴承控制的轴瓦和轴领之间的间隙超标，上述三个原因导致的直接后果就是机组运行后各部导轴承出现高温，被迫停机。
众所周知水轮发电机组轴线的测量与调整一直都是水轮发电机组检修的重要步骤，也是每台机组B级及以上检修必要工序之一，机组在制造和安装过程中形成的误差，只有经过盘车才能确定是否能够正常的运行。随着机组运行年限的增长，机组全面检查的周期越来越短，机组轴线的好坏在一定程度上决定着检修的工期。
查阅中国知网数据库中关于机组轴线处理的论文，大多都是以最小二乘法为基础来拟合曲线来达到计算最大摆度值和最大摆度方位的目的。我们团队查阅相关数学资料(线性代数、代数几何和高等数学)和检修书籍(水轮发电机检修)，结合调整轴线的现场情况，大胆引入坐标投影的这个概念，并且结合最小二乘法拟合曲线来完成对轴线的调整。
虽然现在大多数水轮发电机组都是顺时针旋转，但还是有少数逆时针旋转的，例如湖北省宣恩县的洞坪电站。经常调整顺时针旋转的机组突然去检修调整逆时针旋转机组时很多参数和方位都需要重新标注和理解，很容易出错。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，解决水轮发电机组轴线调整容易出错的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，在推力头与镜板倾斜开口之间塞入多个垫片，分别确定多个垫片的位置和垫片高度，将确定的多个垫片沿推力头的X轴镜像放置到推力头另一侧存放，将推力头塞垫到与镜板平行，以使主轴保持垂直。
垫片的位置确认方法为：
S1、第一垫片的位置通过测量主轴摆度值，经计算后得出主轴最大摆度方位后，最大摆度方位确定后第一垫片放置方向也确定了，也就是Y轴与推力头外圆的交叉点；
S2、在确认方向第一垫片方向位置后，放置第一垫片，第一垫片一端抵靠在推力头上，一端抵靠在镜板上，确认第一垫片的高度为最大开口高度；
S2、第一垫片位置为Y轴，通过Y轴确认推力头的X轴；
S3、第一垫片一侧放置第二垫片，分别以-0.01mm递减，确认第二垫片高度，计算第二垫片与第一垫片之间垂直的距离，计算第二垫片到第一垫片之间的外圆弧长，按照上述方法依次放置多个垫片；
S4、X轴一侧的垫片放置完毕后，确认多个垫片的位置和高度后，将确认好的垫片通过X轴镜像放置到推力头另一侧，将计算的数据确认推力头X轴另一侧多个垫片的位置；
S5、第一垫片通过计算的位置放置到第一调整垫片位置，第二垫片通过计算的位置放置到第二调整垫片位置，依次将多个垫片放置到计算的位置上，将推力头塞垫到与镜板平行。
所述垫片与推力头外圆之间最短的距离计算方法为：
确认多个垫片的高度
Figure BDA0002896439350000022
计算a1、a2、a3，根据相似三角形几何知识可以得出：
Figure BDA0002896439350000021
Figure BDA0002896439350000031
其中，a1为侧面垫片与第一垫片之间垂直的距离；
R为推力头直径；
Figure BDA0002896439350000032
为推力头与镜板倾斜最大开口距离。
依次求得a1、a2、a3对应的与Y轴之间的弧长；
Figure BDA0002896439350000033
Figure BDA0002896439350000034
Figure BDA0002896439350000035
其中，β为垫片与Y轴之间夹角。
本发明提供了一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，坐标投影分析法在处理盘车数据过程中的应用，综合了最小二乘法拟合曲线法来判断盘车数据的真实性，综合考虑各分段轴之间的摆度，提供了一种快速计算镜板和法兰处垫片厚度和最大摆度方位的方法。对比以前的处理方法，此方法更加有效和精确，扩充了我们在调整轴线的工艺。通过excel表格的功能，制定相关的软件，自动计算轴线调整方案，相对于以前的方法更具体、直接。并且检修现场手动计算和软件计算相互印证的方式，加快了机组轴线调整进程，提高了盘车质量。此次技术创新成果可以应用到很多水电机组的检修，尤其是轴线调整和机组导瓦的间隙分配，提高工作效率，减少了盘车次数和所需时间，缩短了检修工期。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明水轮发电机推力头放置垫片示意图；
图2是本发明水轮发电机推力头放置垫片俯视示意图；
图3是本发明垫片对应的弧长示意图；
图中：推力头1；镜板2；第一垫片3；第二垫片4；主轴5；第一调整垫片位置6；第二调整垫片位置7。
具体实施方式
如图1～3所示，一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，在推力头1与镜板2倾斜开口之间塞入多个垫片，分别确定多个垫片的位置和垫片高度，将确定的多个垫片沿推力头1的X轴镜像放置到推力头1另一侧存放，将推力头1塞垫到与镜板2平行，以使主轴5保持垂直。
垫片的位置确认方法为：
第一垫片3的位置通过测量主轴5摆度值，经计算后得出主轴5最大摆度方位后，最大摆度方位确定后第一垫片3放置方向也确定了，也就是Y轴与推力头1外圆的交叉点；
在确认方向第一垫片3方向位置后，放置第一垫片3，第一垫片3一端抵靠在推力头1上，一端抵靠在镜板2上，确认第一垫片3的高度为最大开口高度。
第一垫片3位置为Y轴，通过Y轴确认推力头1的X轴。
第一垫片3一侧放置第二垫片4，垫片分别以-0.01mm递减，确认第二垫片4高度，计算第二垫片4与第一垫片3之间垂直的距离，如图2所示结构，计算第二垫片4到第一垫片3之间的外圆弧长，按照上述方法依次放置多个垫片。
X轴一侧的垫片放置完毕后，确认多个垫片的位置和高度后，将确认好的垫片通过X轴镜像放置到推力头1另一侧，将计算的数据确认推力头1X轴另一侧多个垫片的位置。
第一垫片3通过计算的位置放置到第一调整垫片位置6，第二垫片4通过计算的位置放置到第二调整垫片位置7，依次将多个垫片放置到计算的位置上，将推力头1塞垫到与镜板2平行。
所述垫片与推力头1外圆之间最短的距离计算方法为：
确认多个垫片的高度
Figure BDA0002896439350000043
计算a1、a2、a3，根据相似三角形几何知识可以得出，如图1所示结构，据相似三角形几何知识可以得出；
Figure BDA0002896439350000041
Figure BDA0002896439350000042
其中，a1为侧面垫片与第一垫片3之间垂直的距离；
R为推力头1直径；
Figure BDA0002896439350000051
为推力头1与镜板2倾斜最大开口距离，如图1所示结构。
依次求得a1、a2、a3对应的与Y轴之间的弧长；
Figure BDA0002896439350000052
如图2所示结构；
Figure BDA0002896439350000053
Figure BDA0002896439350000054
其中，β为垫片与Y轴之间夹角。这样通过投影面积法的垫片法精确、直接，并且容易学习，有助于推广，提高了调整效率。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，其特征是：在推力头(1)与镜板(2)倾斜开口之间塞入多个垫片，分别确定多个垫片的放置位置和垫片本体厚度，将确定的多个垫片沿推力头(1)的X轴镜像放置到推力头(1)另一侧，将推力头(1)塞垫到与镜板(2)水平平行，以使主轴(5)保持垂直。
2.根据权利要求1所述一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，其特征是：
垫片的位置确认方法为：
S1、第一垫片(3)的位置通过测量主轴(5)摆度值，经计算后得出主轴(5)最大摆度方位后，最大摆度方位确定后第一垫片(3)放置方向也确定了，也就是Y轴与推力头(1)外圆的交叉点；
S2、在确认方向第一垫片(3)方向位置后，放置第一垫片(3)，第一垫片(3)一端抵靠在推力头(1)上，一端抵靠在镜板(2)上，确认第一垫片(3)的高度为最大开口高度；
S2、第一垫片(3)位置为Y轴，通过Y轴确认推力头(1)的X轴；
S3、第一垫片(3)一侧放置第二垫片(4)，分别以-0.01mm递减，确认第二垫片(4)高度，计算第二垫片(4)与第一垫片(3)之间垂直的距离，计算第二垫片(4)到第一垫片(3)之间的外圆弧长，按照上述方法依次放置多个垫片；
S4、X轴一侧的垫片放置完毕后，确认多个垫片的位置和高度后，将确认好的垫片通过X轴镜像放置到推力头(1)另一侧，将计算的数据确认推力头(1)X轴另一侧多个垫片的位置；
S5、第一垫片(3)通过计算的位置放置到第一调整垫片位置(6)，第二垫片(4)通过计算的位置放置到第二调整垫片位置(7)，依次将多个垫片放置到计算的位置上，将推力头(1)塞垫到与镜板(2)平行。
3.根据权利要求2所述一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，其特征是：
所述垫片与推力头(1)外圆之间最短的距离计算方法为：
确认多个垫片的高度
Figure FDA0002896439340000011
计算a1、a2、a3，根据相似三角形几何知识可以得出：
Figure FDA0002896439340000021
Figure FDA0002896439340000022
其中，a1为侧面垫片与第一垫片(3)之间垂直的距离；
R为推力头(1)直径；
Figure FDA0002896439340000023
为推力头(1)与镜板(2)倾斜最大开口距离。
4.根据权利要求3述一种应用投影分析法进行水轮发电机组轴线调整的方法，其特征是：
依次求得a1、a2、a3对应的与Y轴之间的弧长；
Figure FDA0002896439340000024
Figure FDA0002896439340000025
其中，β为垫片与Y轴之间夹角。
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