CN114837872B - 混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置及方法，它包括销座、膨胀销筒、锥销体、压紧螺母配合安装形成膨胀销组，膨胀销组在压紧螺母旋紧前处于自然状态时膨胀销筒直径较小，能够方便的放入到未完全对正存在错位的销孔中，当压紧螺母旋紧后，销座和锥销体受力抵推使膨胀销筒膨胀，直径变大，使转子与发电机轴的销孔对正，并且以该膨胀销组为连接销钉，安装及拆卸方便。安装时，在每一组膨胀销筒圆柱面涂抹润滑剂并吊入销孔内，预留个观察销孔，用铜锤敲击锥销体，使膨胀销组膨胀，检查观察销孔对齐后，旋紧压紧螺母，使膨胀销筒与销孔间无间隙，此时转子下法兰与发电机轴上法兰销孔在膨胀销组作用下，自动对正。

Description

混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置及方法

技术领域

本发明涉及水轮发电机技术领域，尤其涉及一种混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置及方法。

背景技术

某电站混流式水轮发电机组转子下法兰与发电机下端轴通过联轴螺栓及联轴柱销连接，销孔与联轴销配合间隙为0.015～0.12mm，配合间隙间隙非常小，配合精度要求相当高，转子与下端轴联轴前，须完成销钉安装。水轮发电机组联轴安装销钉过程中常规的解决方法是先投入高压油减载系统，对销孔的位置情况进行观察，推动转子使其下法兰销孔与发电机下端轴销孔对正，再进行联轴销钉安装。销孔对正需要高压油减载系统、下导处推转子、销控观察三方人员相互配合，极小配合间隙使得销孔对中复杂多变，工作效率低下。且机组长时间运行后，机组大修期间发现销钉表面生锈，极难拔出。

发明内容

本发明第一个要解决的技术问题是：解决上述背景技术中存在的问题，提供一种结构简单，拆装方便的混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置。

本发明另一个要解决的技术问题是：提供一种采用上述混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置安装转子与发电机轴的方法。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置，它包括销座、膨胀销筒、锥销体、压紧螺母；所述销座包括底座和连接在底座中心的预紧杆，预紧杆的端部设有螺纹段，膨胀销筒轴向沿半径设有缺口，中心具有锥形通孔套装在预紧杆外，锥销体的锥度与锥形通孔锥度相匹配，中心具有通孔套装在预紧杆外并插入到锥形通孔中，压紧螺母连接在预紧杆端部的螺纹段；所述底座的外圆周为锥台结构，位于膨胀销筒锥形通孔尖部的一端设有与底座锥台结构相匹配的锥台孔，底座部分进入到锥台孔中。

所述膨胀销筒的锥形通孔和锥销体的锥度α为8~12°。

所述膨胀销筒的锥台孔和底座的锥度β为25~35°。

所述锥销体的底面设有多个螺纹孔。

所述预紧杆在压紧螺母的上方安装有吊耳。

所述膨胀销筒的锥台孔向内延伸形成空腔。

一种采用混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置安装转子与发电机轴的方法，包括以下步骤：

S1. 连接转子与推力头：启动高压油减载系统，调整推力头位置，使推力头与转子大致对正，关闭高压油减载系统，圆周对称安装多组推力头转子连接螺栓、连接螺母及拉伸器，控制拉伸器油压至合适值，使推力头上法兰面与转子下法兰面贴合，旋紧连接螺母，拆除拉伸器，完成推力头与转子连接；

S2. 转子下落：在转子制动环处架设百分表，启动并调整顶转子油泵出口压力至制动器工作压力，同时监测制动环处百分表动作1~3mm，关闭顶转子油泵，对制动器进行保压；退出制动器锁定，启动高压油减载系统，打开顶转子油泵排油阀，排除制动器内透平油，完成转子下落，关闭高压油减载系统；

S3. 转子与发电机轴联轴准备：启动高压油减载系统，调整转子方位，使转子与发电机轴大致对正，关闭高压油减载系统；圆周对称安装多组转子与发电机轴连接螺栓、联轴螺母及拉伸器；

S3.调整发电机轴与转子下法兰间隙：测量发电机轴上法兰面与转子下法兰面高差Z，计算发电机轴提升量H，H=Z-2，架设百分表监测联轴螺栓上升量L，调整拉伸器压力，使发电机轴平稳缓慢上升，当百分表动作值L≈发电机轴提升量H，关闭拉伸器油泵，对拉伸器进行保压，在转轮下环与基础环间圆周对称垫入8对楔子板并敲紧，对拉伸器卸压，排出拉伸器内残油；

S4. 混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置的安装：将销座、膨胀销筒、锥销体、压紧螺母组装好，并安装吊耳，在膨胀销筒外周面涂抹润滑剂并吊入销孔内，预留一个观察销孔，取下吊耳，启动高压油减载系统，用铜锤敲击锥销体，使膨胀销筒膨胀，检查观察销孔对齐后，旋紧压紧螺母，使膨胀销筒与销孔间无间隙；

S5. 转子与发电机轴连接：启动拉伸器油泵，调整拉伸器压力使转子下法兰面发电机轴上法兰面贴合，对拉伸器进行保压，旋紧联轴螺母，拆除拉伸器；

S6. 检查观察销孔对齐无错牙，安装最后一个混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置；

S7. 安装剩余联轴螺栓，分次对称对联轴螺栓进行预紧，完成水轮发电机组联轴工作。

在S2中，还设有检查制动器油路的步骤；连接顶转子油泵管路，启动顶转子油泵并将油泵出口压力调至制动器工作油压40-60%，油泵出口压力保压3~5分钟无压降，检查确认制动器油路无渗漏。

在S3中，调整发电机轴与转子下法兰间隙至2~3mm。

在S4、6中，采用刀口尺检查观察销孔对齐。

本发明有如下有益效果：

1、采用销座、膨胀销筒、锥销体、压紧螺母组合形成外径能够变化的膨胀销组，结构简单。膨胀销组在压紧螺母旋紧前处于自然状态时膨胀销筒直径较小，能够方便的放入到未完全对正存在错位的销孔中，当压紧螺母旋紧后，销座和锥销体受力抵推使膨胀销筒膨胀，直径变大，使转子与发电机轴的销孔对正，并且以该膨胀销组为连接销钉，安装及拆卸方便。采用底座与锥销体从膨胀销筒的两端同时进行膨胀，膨胀销筒外径膨胀均匀，结构更加稳定。

2、膨胀销筒的锥形通孔和锥销体的锥度α为8~12°，膨胀销筒的锥台孔和底座的锥度β为25~35°，锥销体和销座配合使膨胀销筒膨胀受力效果更好。

3、锥销体的底面设有四个螺纹孔，在安装时，能够加装固定垫片，防止安装敲击时使锥销体的地面变形；在拆卸时，若锥销体与膨胀销筒出现锈蚀卡死，则可通过该螺纹孔安装拉环将锥销体拉出。

4、膨胀销筒的锥台孔向内延伸形成空腔。该空腔能防止销座的底座与膨胀销筒和锥销体在受力长时间使用后，出现锈蚀粘连或者锈蚀膨胀，造成销座拆卸困难或膨胀销筒的一端膨胀损坏销孔。

5、膨胀销组具备膨胀功能，在安装过程中，转子下法兰与发电机轴上法兰销孔大致对正即可，膨胀销组吊入销孔内，旋紧压紧螺母即可使转子与发电机轴自动对正。避免了高压油减载系统、下导处推转子、销控观察三方人员相互配合，且将0.015～0.12mm对中错牙要求变为毫米级错牙要求，大大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置结构示意图。

图2为本发明混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置中销座结构示意图。

图3为本发明混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置中膨胀销筒俯视结构示意图。

图4为图3中A-A剖视结构示意图。

图5为本发明混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置中锥销体俯视结构示意图。

图6为图5主视结构示意图。

图中，括销座1，底座11，预紧杆12，螺纹段13；膨胀销筒2，锥形通孔21，缺口22，锥台孔23，空腔24；锥销体3，通孔31，螺纹孔32；压紧螺母4；吊耳5。

具体实施方式

参见图1-6，一种混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置，它包括销座1、膨胀销筒2、锥销体3、压紧螺母4；所述销座1包括底座11和连接在底座11中心的预紧杆12，预紧杆12的端部设有螺纹段13，膨胀销筒2轴向沿半径设有缺口22，中心具有锥形通孔21套装在预紧杆12外，通孔21直径较销座1预紧杆12直径大2mm，锥销体3的锥度与锥形通孔21锥度相匹配，中心具有通孔31套装在预紧杆12外并插入到锥形通孔21中，压紧螺母4连接在预紧杆12端部的螺纹段；所述底座11的外圆周为锥台结构，位于膨胀销筒2锥形通孔尖部的一端设有与底座11锥台结构相匹配的锥台孔23，底座11部分进入到锥台孔23中。采用销座1、膨胀销筒2、锥销体3、压紧螺母4组合形成外径能够变化的膨胀销组，结构简单。膨胀销组在压紧螺母4旋紧前处于自然状态时膨胀销筒2直径较小，能够方便的放入到未完全对正存在错位的销孔中，当压紧螺母4旋紧后，销座1和锥销体3受力抵推使膨胀销筒2膨胀，直径变大，使转子与发电机轴的销孔对正，并且以该膨胀销组为连接销钉，安装及拆卸方便。底座11部分进入到锥台孔23中，且底座11外径大于膨胀销筒2的外径，在安装过程中，能够限制膨胀销组位置，使膨胀销组悬挂在转子下法兰与发电机轴上法兰的销孔之中。

当采用从膨胀销筒2的一端同时进行膨胀时，由于受力的不均，膨胀销筒2在未完全对正的销孔中存在不规则的错位变形，例如会出现膨胀销筒2沿缺口22的扭动变形，而采用底座11与锥销体3从膨胀销筒2的两端同时进行膨胀，膨胀销筒2外径膨胀均匀，结构更加稳定。

安装时，将销座1、膨胀销筒2、锥销体3、压紧螺母4组合形成膨胀销组，在不拧紧压紧螺母4的情况下放入未完全对正存在错位的销孔中，可以用铜锤敲击锥销体3，使膨胀销筒2膨胀，检查观察销孔对齐后，再旋紧压紧螺母4，使膨胀销筒2与销孔间无间隙；也可以直接逐步的拧紧压紧螺母4，使销座1和锥销体3受力抵推使膨胀销筒2膨胀，从而逐步的校正错位，并使膨胀销筒2与销孔间无间隙。

拆卸时，拧松压紧螺母4，膨胀销筒2向内收缩，挤压锥销体3，是锥销体3滑出，即可取出膨胀销组。

在优选的方案中，所述膨胀销筒2的锥形通孔21和锥销体3的锥度α为8~12°。在该角度下，压紧螺母4及预紧杆12受力较小。在本实施例中，α为10度，此时压紧螺母4抵推锥销体3的压力最大。

在优选的方案中，所述膨胀销筒2的锥台孔和底座11的锥度β为25~35°。在压紧螺母4压紧锥销体3抵推进入到膨胀销筒2时，由于锥销体3与膨胀销筒2的锥度较小，锥销体3的位移较大，当锥台孔和底座11的锥度变大后，在安装时，能减少底座11的位移，在底座11移动较小的距离即可达到更大的膨胀效果。在本实施例中，β为30度，能与锥形通孔21和锥销体3的锥度向配合。

参见图5-6，在优选的方案中，所述锥销体3的底面设有四个螺纹孔32。在安装时，能够加装固定垫片，防止安装敲击时使锥销体3的底面变形；在拆卸时，若锥销体3与膨胀销筒2出现锈蚀卡死，则可通过该螺纹孔32安装拉环将锥销体3拉出，膨胀销筒2收缩后就可取出。

在优选的方案中，所述预紧杆12在压紧螺母4的上方安装有吊耳5。便于吊装。

在优选的方案中，所述膨胀销筒2的锥台孔向内延伸形成空腔24。该空腔能防止销座1的底座11与膨胀销筒2和锥销体3在受力长时间使用后，出现锈蚀粘连或者锈蚀膨胀，造成销座1拆卸困难或膨胀销筒2的一端膨胀损坏销孔。

一种采用混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置安装转子与发电机轴的方法，包括以下步骤：

S1. 连接转子与推力头：启动高压油减载系统，调整推力头位置，使推力头与转子大致对正，关闭高压油减载系统，圆周对称安装四组推力头转子连接螺栓、连接螺母及拉伸器，控制拉伸器油压至合适值，使推力头上法兰面与转子下法兰面贴合，旋紧连接螺母，拆除拉伸器，完成推力头与转子连接；水轮发电机高压油减载系统主要作用是在推力瓦面与镜面之间建立油膜，防止推力轴承在机组低速运行状态下出现无润滑的情况，当推力瓦与镜板间存在油膜时可轻松推动推力头。拉伸器用于拉伸连接螺栓与推力头和转子之间的间隙，防止使用连接螺母直接拧紧造成螺纹的损坏，在本实施例中，采用液压螺栓拉伸器，操作方便，拉力大；

S2. 转子下落：在转子制动环处架设百分表，启动并调整顶转子油泵出口压力至制动器工作压力，同时监测制动环处百分表动作1~3mm，关闭顶转子油泵，对制动器进行保压；退出制动器锁定，启动高压油减载系统，打开顶转子油泵排油阀，排除制动器内透平油，完成转子下落，关闭高压油减载系统；顶转子油泵主要是对液压制动器进行压力输出；

S3. 转子与发电机轴联轴准备：启动高压油减载系统，调整转子方位，使转子与发电机轴大致对正，关闭高压油减载系统；圆周对称安装四组转子与发电机轴连接螺栓、联轴螺母及拉伸器；

S3.调整发电机轴与转子下法兰间隙：测量发电机轴上法兰面与转子下法兰面高差Z（单位mm），计算发电机轴提升量H（单位mm），H=Z-2mm，架设百分表监测联轴螺栓上升量L，调整拉伸器压力，使发电机轴平稳缓慢上升，当百分表动作值L≈发电机轴提升量H，目的是为了将转子与发电机轴法兰联系控制在2-3mm，若间隙过大，拉伸器提轴过程中倾斜发生倾斜，销钉孔可能会刮伤销钉，间隙小，提升量小，规避了膨胀销组和销钉孔损坏的风险。关闭拉伸器油泵，对拉伸器进行保压，在转轮下环处圆周对称垫入八对楔子板并敲紧，对拉伸器卸压，排出拉伸器内残油；

S4. 混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置的安装：将销座1、膨胀销筒2、锥销体3、压紧螺母4组装好，并安装吊耳5，在膨胀销筒2外周面涂抹润滑剂并吊入销孔内，预留一个观察销孔，取下吊耳5，启动高压油减载系统，用铜锤敲击锥销体3，使膨胀销筒2膨胀，检查观察销孔对齐后，旋紧压紧螺母4，使膨胀销筒2与销孔间无间隙；

S5. 转子与发电机轴连接：启动拉伸器油泵，调整拉伸器压力使转子下法兰面发电机轴上法兰面贴合，对拉伸器进行保压，旋紧联轴螺母，拆除拉伸器；

S6. 检查观察销孔对齐无错牙，安装最后一个混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置；

S7. 安装剩余联轴螺栓，分次对称对联轴螺栓进行预紧，完成水轮发电机组联轴工作。

在优选的方案中，在S2中，还设有检查制动器油路的步骤；连接顶转子油泵管路，启动顶转子油泵并将油泵出口压力调至制动器工作油压40-60%，油泵出口压力保压3~5分钟无压降，检查确认制动器油路无渗漏。

在优选的方案中，在S3中，调整发电机轴与转子下法兰间隙至2~3mm。便于安装该膨胀销组。

在优选的方案中，在S4、6中，采用刀口尺检查观察销孔对齐，使用方便。

本发明的工作过程和原理：

一、组装过程：

1）、将膨胀销筒2置于销座1上，使销座1与膨胀销筒2锥面贴合；

2）、将锥销体3套于销座1的预紧杆12上，并落入膨胀销筒2内；

3）、安装压紧螺母4，使压紧螺母4与锥销体4底面贴合，避免锥销组晃动；

4、安装膨胀销组吊耳5，完成膨胀销组组装。

二、工作原理：在每一组膨胀销筒2圆柱面涂抹润滑剂并吊入销孔内，预留1个观察销孔，取下专用吊耳5，启动高压油减载系统，用铜锤敲击锥销体3，使膨胀销组膨胀，刀口尺检查观察销孔对齐后，旋紧压紧螺母4，使膨胀销筒3与销孔间无间隙，此时转子下法兰与发电机轴上法兰销孔在膨胀销组作用下，自动对正。

Claims (9)

1.一种混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：采用混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置进行找正，所述混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置包括销座（1）、膨胀销筒（2）、锥销体（3）、压紧螺母（4）；所述销座（1）包括底座（11）和连接在底座（11）中心的预紧杆（12），预紧杆（12）的端部设有螺纹段（13），膨胀销筒（2）轴向沿半径设有缺口（22），中心具有锥形通孔（21）套装在预紧杆（12）外，锥销体（3）的锥度与锥形通孔（21）锥度相匹配，中心设有通孔（31）套装在预紧杆（12）外并插入到锥形通孔（21）中，压紧螺母（4）连接在预紧杆（12）端部的螺纹段；所述底座（11）的外圆周为锥台结构，位于膨胀销筒（2）锥形通孔尖部的一端设有与底座（11）锥台结构相匹配的锥台孔（23），底座（11）部分进入到锥台孔（23）中；

自找正方法包括以下步骤：

S1. 连接转子与推力头：启动高压油减载系统，调整推力头位置，使推力头与转子大致对正，关闭高压油减载系统，圆周对称安装多组推力头转子连接螺栓、连接螺母及拉伸器，控制拉伸器油压至合适值，使推力头上法兰面与转子下法兰面贴合，旋紧连接螺母，拆除拉伸器，完成推力头与转子连接；

S2. 转子下落：在转子制动环处架设百分表，启动并调整顶转子油泵出口压力至制动器工作压力，同时监测制动环处百分表动作1~3mm，关闭顶转子油泵，对制动器进行保压；退出制动器锁定，启动高压油减载系统，打开顶转子油泵排油阀，排除制动器内透平油，完成转子下落，关闭高压油减载系统；

S3. 转子与发电机轴联轴准备：启动高压油减载系统，调整转子方位，使转子与发电机轴大致对正，关闭高压油减载系统；圆周对称安装多组转子与发电机轴连接螺栓、联轴螺母及拉伸器；

S3.调整发电机轴与转子下法兰间隙：测量发电机轴上法兰面与转子下法兰面高差Z，计算发电机轴提升量H，H=Z-2mm，架设百分表监测联轴螺栓上升量L，调整拉伸器压力，使发电机轴平稳缓慢上升，当百分表动作值L≈发电机轴提升量H，关闭拉伸器油泵，对拉伸器进行保压，在转轮下环与基础环间圆周对称垫入多对楔子板并敲紧，对拉伸器卸压，排出拉伸器内残油；

S4. 混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置的安装：将销座（1）、膨胀销筒（2）、锥销体（3）、压紧螺母（4）组装好，并安装吊耳（5），在膨胀销筒（2）外周面涂抹润滑剂并吊入销孔内，预留一个观察销孔，取下吊耳（5），启动高压油减载系统，用铜锤敲击锥销体（3），使膨胀销筒（2）膨胀，检查观察销孔对齐后，旋紧压紧螺母（4），使膨胀销筒（2）与销孔间无间隙；

S5. 转子与发电机轴连接：启动拉伸器油泵，调整拉伸器压力使转子下法兰面与发电机轴上法兰面贴合，对拉伸器进行保压，旋紧联轴螺母，拆除拉伸器；

S6. 检查观察销孔对齐无错牙，安装最后一个混流式水轮发电机组转子联轴自找正装置；

S7. 安装剩余联轴螺栓，分次对称对联轴螺栓进行预紧，完成水轮发电机组联轴工作。

2.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：所述膨胀销筒（2）的锥形通孔（21）和锥销体（3）的锥度α为8~12°。

3.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：所述膨胀销筒（2）的锥台孔和底座（11）的锥度β为25~35°。

4.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：所述锥销体（3）的底面设有多个螺纹孔（32）。

5.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：所述预紧杆（12）在压紧螺母（4）的上方安装有吊耳（5）。

6.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：所述膨胀销筒（2）的锥台孔向内延伸形成空腔（24）。

7.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：在S2中，还设有检查制动器油路的步骤；连接顶转子油泵管路，启动顶转子油泵并将油泵出口压力调至制动器工作油压40-60%，油泵出口压力保压3~5分钟无压降，检查确认制动器油路无渗漏。

8.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：在S3中，调整发电机轴与转子下法兰间隙至2~3mm。

9.根据权利要求1所述的混流式水轮发电机组转子联轴自找正方法，其特征在于：在S4、6中，采用刀口尺检查观察销孔对齐。

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