CN113035008A - 一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置及方法。本发明涉及立式轴流泵，尤其涉及一种大型立式轴流泵机组的安装检修教学仿真装置及方法。包括门式支撑框架，所述支撑框架的顶部活动设有垂直同心测量系统和大轴系统，所述垂直同心测量系统包括求心器，所述大轴系统包括垂直设置的上段轴和下段轴，所述上段轴通过轴承连接在轴系统基础内，所述上段轴的顶部设有转动手轮，所述下段轴通过法兰连接在上段轴的下方；所述油盆位于水导轴窝的下方，所述油盆用于放置求心器上钢琴线连接的重锤。本发明占地面积小，设计巧妙，功能丰富，测量和调整精度高，具有较高推广实用价值。

Description

一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置及方法

技术领域

本发明涉及立式轴流泵，尤其涉及一种大型立式轴流泵机组的安装检修教学仿真装置及方法。

背景技术

立式水轮机组和大型立式水泵机组在水电站和水泵站中应用广泛。新机组安装和已建站机组定期或事故性大修重新安装，高程、垂直同心、水平、轴线摆度、定中心都是非常重要的环节。测量、调整工序复杂，技术要求高，用时较长，前后的测量、调整部分占整个安装、大修工期的四分之三。几个重要环节测量、调整不到位会导致机组运行振动加剧，水导轴承磨损加快，叶轮叶片碰壳，定子线圈温升变大，推力瓦、导向瓦温度偏高甚至出现烧瓦等情况发生。在机组安装检修过程中，安装人员熟练掌握各个环节测量和调整的方法至关重要。

大型机组安装、检修时间较长，工作人员根据工期、工序的安排进行分组。每个人各司其职，开展拆卸、清理，测量、记录、计算、分析、调整、试验等工作，没有机会参与到每道测量、分析、调整工序中来。加之安装的机会较少，大修间隔时间较长，目前还无立式机组安装检修多功能仿真教学装置，工作人员掌握的技能就会出现生疏，新进员工也很难得到有效实践。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构紧凑，功能全面，方便实践操作的大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置及方法。

本发明的技术方案为：包括门式支撑框架，所述支撑框架的顶部活动设有垂直同心测量系统和大轴系统，

所述垂直同心测量系统包括求心器，

所述大轴系统包括垂直设置的上段轴和下段轴，所述上段轴通过轴承连接在轴系统基础内，所述上段轴的顶部设有转动手轮，所述下段轴通过法兰连接在上段轴的下方；

所述支撑框架的内部设有定转子系统、水导系统和油盆，

所述定转子系统包括定转子部件、定转子基础座、锁定结构和合像水平仪，所述定转子部件为圆筒，所述定转子部件的顶、底面分别设有法兰面，

所述合像水平仪设在定转子部件的顶面，

所述定转子部件的底面活动连接在转动平台上，所述转动平台为圆环，

所述锁定结构用于锁定定转子部件和转动平台，

所述转动平台通过调整座连接在定转子基础座的上方，所述调整座包括调整环，所述调整环设在定转子基础座的法兰面上，所述定转子基础座的法兰面在四周设有水平的调中螺栓，所述调中螺栓用于推动调整环，

所述调整环的顶面均布设有垂直的细牙螺丝，所述细牙螺丝用于推动转动平台；

所述水导系统包括水导轴窝，所述水导轴窝为圆筒，所述水导轴窝的顶、底面分别设有法兰面，

所述水导轴窝的底部四周设有支脚，所述支脚的底部设有调整螺丝；

所述油盆位于水导轴窝的下方，所述油盆用于放置求心器上钢琴线连接的重锤。

所述支撑框架的顶部设有滑轨，所述求心器和轴系统基础分部设在各自的移动平台上，所述移动平台上设有滑轮，所述滑轮滑动连接在滑轨上。

所述移动平台的底部设有底板，所述底板位于支撑框架的顶部下方，所述底板上设有锁定组件，

所述锁定组件包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓用于顶住支撑框架。

所述轴系统基座为具有中孔的圆柱体，所述轴系统基座活动连接在移动平台上，

所述轴系统基座的四周分别设有倒L形锁体，所述锁体的水平端和垂直端上分别设有锁紧孔，所述垂直端上的锁紧孔内设有定位螺丝，

所述水平端上的锁紧孔内设有止动螺丝。

所述锁定结构包括至少一个U形锁环，所述锁环的U形口一端内侧连接转动平台，另一端位于定转子部件的底面上方，

所述锁环位于定转子部件的底面上方的一端设有连接紧固螺栓的锁孔。

所述定转子部件和转动平台之间的端面分别设有环形槽，所述环形槽内设有滚珠。

所述支撑框架的底部四角端设有调整螺栓。

一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真方法，包括高程测量、垂直同心测量、水平测量、摆度测量和定中心测量，

其中，高程测量为：利用支撑框架标注的十字中心线，在中心的位置挂重锤标注出固定部分水导轴窝和定子的中心；

将锁定结构的紧固螺栓旋紧，此时设定为定子模式；在水导轴窝和定子的法兰面上拉垂直十字线；

调整水导轴窝和定子使法兰面上垂直十字线交点与重锤线重合；

根据下段轴上标注的叶轮中心和转子中心高程，调整水导轴窝支脚的调整螺丝使水导轴窝高程和叶轮高程重合；

利用细牙螺丝调整定子的中心与转子的中心重合；

垂直同心测量为：将锁定结构的紧固螺栓旋紧，此时设定为定子模式；利用求心器放下钢琴线、重锤至油盆中的油内；

在水导轴窝、定子上、下止口的东、南、西、北四个测点做好标记；先选用内径千分尺测量水泵轴窝上、下止口各4个数值，根据数值调整钢琴线位置进行对中，水导轴窝若有倾斜，调整水导轴窝支脚的调整螺丝；

然后，选用内径千分尺测量定子上、下止口各4个数值，分析出定子的倾斜以及与水泵轴窝的垂直同心情况，利用细牙螺丝和调中螺栓调整定子的垂直同心；

水平测量为：将锁定结构的紧固螺栓旋松，定转子部件在转动平台上旋转，此时为转子模式；

对转子进行盘车至8个细牙螺丝位置，利用合像水平仪测量得出8个数值，通过细牙螺丝调整转动部分水平，调整时用合像水平仪进行监视；

摆度测量为：将轴系统基础通过滑轨滑到工作位置，通过法兰连接下段轴；

在水导轴窝顶部的法兰面上部架设百分表，利用转动手轮盘车8个方位得出模拟的电机下导和水泵水导处的摆度数值，根据数值在轴系统基础下部处理下导摆度，在下段轴的法兰处处理水导摆度；

定中心测量为：大轴系统在工作位置时，在水导轴窝处架设百分表，表针对准下段轴的加工面，转动手轮盘车东、西、南、北测得4个数值，通过定位螺丝进行调整，然后再盘车进行验证、再调整，直到达到规范要求。

本发明应用在大型立式机组安装、检修时测量、调整垂直同心、水平、摆度、定中心、固定部件中心及高程教学使用。本发明占地面积小，设计巧妙，功能丰富，测量和调整精度高，具有较高推广实用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是支撑框架的结构示意图，

图3是定转子系统、水导系统和油盆的结构示意图，

图4是移动平台的结构示意图；

图中1是支撑框架，10是滑轨，

2是垂直同心测量系统，21是求心器，22是钢琴线，23是重锤，24是油盆，

3是大轴系统，31是上段轴，32是下段轴，33是轴系统基础，34是转动手轮，35是锁体，351是定位螺丝，352是止动螺丝，36是轴承，

4是定转子系统，41是定转子部件，42是定转子基础座，43是锁定结构，431是锁环，432是紧固螺栓，

44是合像水平仪，45是转动平台，46是调整座，461是调整环，462是细牙螺丝，47是调中螺栓，48是滚珠，

5是水导系统，51是水导轴窝，52是支脚，53是调整螺丝，

6是移动平台，61是滑轮，62是底板，63是锁紧螺栓，

7是调整螺栓。

具体实施方式

本发明如图1-4所示，包括门式支撑框架1，所述支撑框架的顶部活动设有垂直同心测量系统2和大轴系统3，

所述垂直同心测量系统包括求心器21，

所述大轴系统3包括垂直设置的上段轴31和下段轴32，所述上段轴通过轴承36连接在轴系统基础33内，所述上段轴31的顶部设有转动手轮34，所述下段轴通过法兰连接在上段轴的下方；

所述支撑框架1的内部设有定转子系统4、水导系统5和油盆24，

所述定转子系统4包括定转子部件41、定转子基础座42、锁定结构43和合像水平仪44，所述定转子部件41为圆筒，所述定转子部件的顶、底面分别设有法兰面，

所述合像水平仪44设在定转子部件的顶面，

所述定转子部件41的底面活动连接在转动平台45上，所述转动平台为圆环，

所述锁定结构43用于锁定定转子部件和转动平台，

所述转动平台45通过调整座46连接在定转子基础座42的上方，所述调整座46包括调整环461，所述调整环461设在定转子基础座的法兰面上，所述定转子基础座的法兰面在四周设有水平的调中螺栓47，所述调中螺栓47用于推动调整环，

所述调整环的顶面均布设有垂直的细牙螺丝462，所述细牙螺丝用于推动转动平台；

定转子部件的上下设有两道精加工法兰面，法兰内侧用于垂直同心测量。上法兰面上装有合像水平仪，下法兰面下侧安装在转动平台上。

定子垂直同心调整和水平调整组合安装在转动平台下侧，安装8颗细牙螺丝，模拟推力瓦抗重螺丝或定子调整楔形垫铁。定转子基础座上法兰面垂直方面均匀安装四颗调中螺栓用以推动定子垂直同心调整和水平调整组合，实现定子移中的目的。

所述水导系统5包括水导轴窝51（模拟叶轮外壳），所述水导轴窝为圆筒，所述水导轴窝的顶、底面分别设有法兰面，

所述水导轴窝的底部四周设有支脚52，所述支脚的底部设有调整螺丝53；

水导轴窝的上下设有两道精加工法兰面，法兰内侧模拟水泵水导轴承测量垂直同心时的对中。圆筒高度的中心模拟叶轮外壳的中心。该部件下部有四只可调节高度的脚，可用于调整水导轴窝的倾斜。

所述油盆位于水导轴窝的下方，所述油盆用于放置求心器上钢琴线22连接的重锤23。

油盆用于垂直同心测量时，重锤悬空放置在盛油的油桶内，保证钢琴线垂直，晃动幅度小能较快停止。

所述支撑框架的顶部设有滑轨10，所述求心器和轴系统基础分部设在各自的移动平台6上，所述移动平台上设有滑轮61，所述滑轮滑动连接在滑轨上。

这样，便于求心器和轴系统基础移动，适应不同的测量工序。

所述移动平台的底部设有底板62，所述底板位于支撑框架的顶部下方，所述底板上设有锁定组件，

所述锁定组件包括锁紧螺栓63，所述锁紧螺栓用于顶住支撑框架。

具体应用中，滑轮61包括一对，提高移动平台滑动的可靠性，锁紧螺栓包括一对，常规状态下，移动平台通过滑轮在滑轨上移动；锁定时，通过锁紧螺栓锁紧移动平台，移动平台和支撑框架形成一体，避免滑动，提高可靠性。

所述轴系统基座33为具有中孔的圆柱体，便于可靠放置上段轴，所述轴系统基座活动连接在移动平台上，

所述轴系统基座的四周分别设有倒L形锁体35，所述锁体的水平端和垂直端上分别设有锁紧孔，所述垂直端上的锁紧孔内设有定位螺丝351，

所述水平端上的锁紧孔内设有止动螺丝352。

轴系统基础上方均匀分布四颗止动螺丝，在调节下导摆度时拧松，侧面均匀分布四颗螺丝（即定位螺丝）模拟导向瓦，用于定中心用。上段轴顶部的转动手轮用于旋转动作，在定中心，测量摆度时使用。

所述锁定结构43包括至少一个U形锁环431，所述锁环431的U形口一端内侧连接转动平台45，另一端位于定转子部件41的底面上方，

所述锁环位于定转子部件的底面上方的一端设有连接紧固螺栓432的锁孔。

便于将定转子部件和转动平台进行锁定，方便可靠。

锁定结构用于控制定转子部件是否可以转动，以解锁定子模式和转子模式。

所述定转子部件和转动平台之间的端面分别设有环形槽，所述环形槽内设有滚珠48。

便于定转子部件转动，方便操作。

所述支撑框架的底部四角端设有调整螺栓7。便于调整支撑框架，方便可靠。

一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真方法，包括高程测量、垂直同心测量、水平测量、摆度测量和定中心测量，

其中，高程测量为：利用支撑框架标注的十字中心线，在中心的位置挂重锤标注出固定部分水导轴窝和定子的中心；

将锁定结构的紧固螺栓旋紧，此时设定为定子模式；在水导轴窝和定子的法兰面上拉垂直十字线；

调整水导轴窝和定子使法兰面上垂直十字线交点与重锤线重合；

根据下段轴上标注的叶轮中心和转子中心高程，调整水导轴窝支脚的调整螺丝使水导轴窝高程和叶轮高程重合；

利用细牙螺丝调整定子的中心与转子的中心重合；

垂直同心测量为：将锁定结构的紧固螺栓旋紧，此时设定为定子模式；利用求心器放下钢琴线、重锤至油盆中的油内；

在水导轴窝、定子上、下止口的东、南、西、北四个测点做好标记；先选用内径千分尺测量水泵轴窝上、下止口各4个数值，根据数值调整钢琴线位置进行对中，水导轴窝若有倾斜，调整水导轴窝支脚的调整螺丝；

然后，选用内径千分尺测量定子上、下止口各4个数值，分析出定子的倾斜以及与水泵轴窝的垂直同心情况，利用细牙螺丝和调中螺栓调整定子的垂直同心；

水平测量为：将锁定结构的紧固螺栓旋松，定转子部件在转动平台上旋转，此时为转子模式；

对转子进行盘车至8个细牙螺丝位置，利用合像水平仪测量得出8个数值，通过细牙螺丝调整转动部分水平，调整时用合像水平仪进行监视；

摆度测量为：将轴系统基础通过滑轨滑到工作位置，通过法兰连接下段轴；

在水导轴窝顶部的法兰面上部架设百分表，利用转动手轮盘车8个方位得出模拟的电机下导和水泵水导处的摆度数值，根据摆度点方位、摆度数值计算出处理部位需要加垫紫铜皮的量，在轴系统基础下部处理下导摆度，在下段轴的法兰处处理水导摆度。

定中心测量为：大轴系统在工作位置时，在水导轴窝处架设百分表，表针对准下段轴的加工面，转动手轮盘车东、西、南、北测得4个数值，通过定位螺丝进行调整，然后再盘车进行验证、再调整，直到达到规范要求。

本发明克服了目前没有立式机组安装检修多功能仿真教学装置，而且安装、检修现场学习的时间短，机会少，效果差，一段时间后技能出现生疏，导致出现立式机组高程、垂直同心、水平、轴线摆度、定中心测量技术差、调整精度低的缺点。

本发明设计制作了用于高程、垂直同心、水平、轴线摆度、定中心测量调整的仿真教学装置，设备成本低，占地面的小，功能全面，测量调整精度高，实施简便、易行、效果好。

本发明能让初学者以及再教育人员能够随时开展高程、垂直同心、水平、摆度、定中心的准备，测量和调整时，精度大大提高，效率大大提高。

对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：

（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；

（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；

以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，包括门式支撑框架，其特征在于，所述支撑框架的顶部活动设有垂直同心测量系统和大轴系统，

所述垂直同心测量系统包括求心器，

所述大轴系统包括垂直设置的上段轴和下段轴，所述上段轴通过轴承连接在轴系统基础内，所述上段轴的顶部设有转动手轮，所述下段轴通过法兰连接在上段轴的下方；

所述支撑框架的内部设有定转子系统、水导系统和油盆，

所述定转子系统包括定转子部件、定转子基础座、锁定结构和合像水平仪，所述定转子部件为圆筒，所述定转子部件的顶、底面分别设有法兰面，

所述合像水平仪设在定转子部件的顶面，

所述定转子部件的底面活动连接在转动平台上，所述转动平台为圆环，

所述锁定结构用于锁定定转子部件和转动平台，

所述转动平台通过调整座连接在定转子基础座的上方，所述调整座包括调整环，所述调整环设在定转子基础座的法兰面上，所述定转子基础座的法兰面在四周设有水平的调中螺栓，所述调中螺栓用于推动调整环，

所述调整环的顶面均布设有垂直的细牙螺丝，所述细牙螺丝用于推动转动平台；

所述水导系统包括水导轴窝，所述水导轴窝为圆筒，所述水导轴窝的顶、底面分别设有法兰面，

所述水导轴窝的底部四周设有支脚，所述支脚的底部设有调整螺丝；

所述油盆位于水导轴窝的下方，所述油盆用于放置求心器上钢琴线连接的重锤。

2.根据权利要求1所述的一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，其特征在于，所述支撑框架的顶部设有滑轨，所述求心器和轴系统基础分部设在各自的移动平台上，所述移动平台上设有滑轮，所述滑轮滑动连接在滑轨上。

3.根据权利要求2所述的一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，其特征在于，所述移动平台的底部设有底板，所述底板位于支撑框架的顶部下方，所述底板上设有锁定组件，

所述锁定组件包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓用于顶住支撑框架。

4.根据权利要求3所述的一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，其特征在于，所述轴系统基座为具有中孔的圆柱体，所述轴系统基座活动连接在移动平台上，

所述轴系统基座的四周分别设有倒L形锁体，所述锁体的水平端和垂直端上分别设有锁紧孔，所述垂直端上的锁紧孔内设有定位螺丝，

所述水平端上的锁紧孔内设有止动螺丝。

5.根据权利要求1所述的一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，其特征在于，所述锁定结构包括至少一个U形锁环，所述锁环的U形口一端内侧连接转动平台，另一端位于定转子部件的底面上方，

所述锁环位于定转子部件的底面上方的一端设有连接紧固螺栓的锁孔。

6.根据权利要求1所述的一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，其特征在于，所述定转子部件和转动平台之间的端面分别设有环形槽，所述环形槽内设有滚珠。

7.根据权利要求1所述的一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真装置，其特征在于，所述支撑框架的底部四角端设有调整螺栓。

8.一种大型立式轴流泵机组安装检修教学仿真方法，其特征在于，包括高程测量、垂直同心测量、水平测量、摆度测量和定中心测量，

其中，高程测量为：利用支撑框架标注的十字中心线，在中心的位置挂重锤标注出固定部分水导轴窝和定子的中心；

将锁定结构的紧固螺栓旋紧，此时设定为定子模式；在水导轴窝和定子的法兰面上拉垂直十字线；

调整水导轴窝和定子使法兰面上垂直十字线交点与重锤线重合；

根据下段轴上标注的叶轮中心和转子中心高程，调整水导轴窝支脚的调整螺丝使水导轴窝高程和叶轮高程重合；

利用细牙螺丝调整定子的中心与转子的中心重合；

垂直同心测量为：将锁定结构的紧固螺栓旋紧，此时设定为定子模式；利用求心器放下钢琴线、重锤至油盆中的油内；

在水导轴窝、定子上、下止口的东、南、西、北四个测点做好标记；先选用内径千分尺测量水泵轴窝上、下止口各4个数值，根据数值调整钢琴线位置进行对中，水导轴窝若有倾斜，调整水导轴窝支脚的调整螺丝；

然后，选用内径千分尺测量定子上、下止口各4个数值，分析出定子的倾斜以及与水泵轴窝的垂直同心情况，利用细牙螺丝和调中螺栓调整定子的垂直同心；

水平测量为：将锁定结构的紧固螺栓旋松，定转子部件在转动平台上旋转，此时为转子模式；

对转子进行盘车至8个细牙螺丝位置，利用合像水平仪测量得出8个数值，通过细牙螺丝调整转动部分水平，调整时用合像水平仪进行监视；

摆度测量为：将轴系统基础通过滑轨滑到工作位置，通过法兰连接下段轴；

在水导轴窝顶部的法兰面上部架设百分表，利用转动手轮盘车8个方位得出模拟的电机下导和水泵水导处的摆度数值，根据数值在轴系统基础下部处理下导摆度，在下段轴的法兰处处理水导摆度；

定中心测量为：大轴系统在工作位置时，在水导轴窝处架设百分表，表针对准下段轴的加工面，转动手轮盘车东、西、南、北测得4个数值，通过定位螺丝进行调整，然后再盘车进行验证、再调整，直到达到规范要求。

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