一种立式水轮机组轴系调整的方法与流程

本发明涉及水轮发电机组安装领域，尤其是一种立式水轮机组轴系调整的方法。

背景技术：

立式水轮发电机组轴系通常由发电机顶轴、转子中心体、发电机轴、水轮机轴、转轮共五段组成。大型机组水轮机轴与发电机下端轴用同一模具在不同厂内所加工制作，如此造成水发两轴的同心度不容易得到保证。轴系的特点是分段数多，结合面多，轴线各法兰的连接均采用销钉螺栓或螺栓加销套结构设计，所有的定位销钉孔、销套孔在制造厂内加工完毕，现场无法对轴线各部件的相对位置进行调整，从而无法有效消除工厂加工误差、运输变形、工地焊接变形对轴线造成的不利因素，处理轴线难度较大。

轴线调整是直线工期，直接影响机组的安装工期及投产发电日期，同时也直接关系着机组安全、稳定运行。如何尽快调整好轴线，不仅是机组安装质量方面的要求，同时也是机组安装进度的要求。

目前，立式水轮发电机组轴系调整的方法有在水发大轴法兰间加垫或研磨法兰的方法、在推力头处加垫、旋转发电机轴法兰或推力头，利用上述方法调整水导摆度其劳动强度大、校正时间长，要求操作人员技能水平高。水发大轴法兰间加设垫片与推力头处加垫对机组的长久安全稳定运行存在不利因素，旋转发电机轴法兰或推力头和研磨法兰调整摆度难度较大，有可能调整后机组摆度变得更差或不能满足标准要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种立式水轮机组轴系调整的方法，可以解决劳动强度大、校正时间长，安全稳定性不高等问题，可以彻底地解决轴系摆度超标的问题，有效地保证了机组轴系的安装精度，从而提高了机组的安装质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种立式水轮机组轴系调整的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将立式水轮机组的水轮机轴吊入机坑内与转轮联轴，吊装发电机轴与水轮机轴联轴，按照图纸要求预紧全部连接螺栓，机组盘车具备条件后进行第一次盘车检查轴系摆度，若合格则进行机组总装后续工作，若不合格则进行轴线调整直至合格；

步骤2：在机坑水车室内，在导水机构上方搭设环形工作平台；

步骤3：将水轮机轴与发电机轴之间所有的连接螺栓拆除，拆除过程中及时更换并预紧4颗工具螺栓，4颗工具螺栓在轴法兰面上分布均匀；

步骤4：进行第二次盘车，确定水导轴承的旋转中心及调整值，松开4颗工具螺栓使水轮机轴与发电机轴的法兰面存在一定间隙，根据盘车计算数据调整水轮机轴与发电机轴相对方位，再预紧4颗工具螺栓；

步骤5：进行第三次盘车检查轴系摆度是否合格，如不合格，重复步骤4，直至盘车至轴系摆度合格；

步骤6：测量并记录所有连接螺栓孔错位，以连接螺栓孔最大错位确定连接螺栓孔的镗孔直径和新加工的永久连接螺栓直径；重新加工一套永久连接螺栓；

步骤7：将剩余的工具螺栓全部安装在空余的螺栓孔内，并用液压拉伸装置预紧，此过程须保证两轴不位移；

步骤8：镗孔，并在镗好的孔处安装步骤6加工好的永久连接螺栓；

步骤9：进行第四次盘车，复测轴系摆度，即完成立式水轮机组轴系调整。

步骤4中，在进行第二次盘车前，在立式水轮机组轴系的各部件的+X、+Y方向架设百分表，在上述部件每个测点处在圆周方向按逆时针均分8等份，采用机械方式进行第2次盘车，在每个测点部位读取百分表读数，做好记录；运用数学最小二乘法，通过正弦曲线拟合计算，确定水导轴承的旋转中心及调整值；采用液压拉伸工具5松开4颗工具螺栓，使水轮机轴与发电机轴的法兰面存在0.5~1毫米间隙，依据盘车数据平推水轮机主轴，此过程通过水轮机轴与发电机轴的法兰面架设百分表检测；调整就位后紧固4颗工具螺栓。

步骤8中，镗孔采用镗孔装置完成。

镗孔装置为便携式镗孔机，所述便携式镗孔机配备旋转/轴向进给组合装置，配备切削刀头和孔中心设定器，可转换自动或手动进给，自对中轴承和安装支架，采用伺服电机做动力，进给自动可逆、无级可调。

本发明提供的一种立式水轮机组轴系调整的方法，可以解决劳动强度大、校正时间长，安全稳定性不高等问题，可以彻底地解决轴系摆度超标的问题，程序简单、操作方便，又省时省力，有效地保证了机组轴系的安装精度，从而提高了机组的安装质量。

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为本发明立式水轮机组轴系调整的示意图；

图2为本发明镗孔的示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种立式水轮机组轴系调整的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将立式水轮机组的水轮机轴2 吊入机坑内与转轮联轴，吊装发电机轴1与水轮机轴2联轴，按照图纸要求预紧全部连接螺栓，吊装下机架9、转子，推力轴承安装完成，制动系统、高压油系统已投入使用，转子与发电机轴连接完成，转动部分受力转换完成，转动部分中心已推至机组中心，即具备机组盘车条件；

机组盘车具备条件后进行第一次盘车检查轴系摆度，若合格则进行机组总装后续工作，若不合格则进行轴线调整直至合格。

步骤2：在机坑水车室11内，在导水机构10上方搭设环形工作平台3，环形工作平台3上设置有扶梯、栏杆。

步骤3：将水轮机轴2与发电机轴1之间所有的连接螺栓拆除，拆除过程中及时更换并预紧4颗工具螺栓，4颗工具螺栓在轴法兰面上分布均匀，更换螺栓时需在四个方向架百分表测量水轮机大轴的相对移位，确保水轮机轴与发电机轴法兰不位移。

步骤4：进行第二次盘车，确定水导轴承的旋转中心及调整值，松开4颗工具螺栓使水轮机轴2与发电机轴1的法兰面存在一定间隙，根据盘车计算数据调整水轮机轴2与发电机轴1相对方位，再预紧4颗工具螺栓。

步骤5：进行第三次盘车检查轴系摆度是否合格，如不合格，重复步骤4，直至盘车至轴系摆度合格。

步骤6：测量并记录所有连接螺栓孔错位，以连接螺栓孔最大错位确定连接螺栓孔的镗孔直径和新加工的永久连接螺栓直径；重新加工一套永久连接螺栓（数量24个），加工完成后需对外径进行复测，应满足其对应螺孔的装配尺寸。

步骤7：将剩余的工具螺栓全部安装在空余的螺栓孔内，并用液压拉伸装置5预紧，此过程须架设百分表监测，保证两轴不位移，否则需松开工具螺栓重新调整。

步骤8：镗孔：镗孔机安装在发电机轴法兰面上方或在水轮机轴法兰面下方，镗孔机端面轴承两侧支撑架及其垫块采用螺杆固定在两相邻螺栓孔处，操作人员站在环形工作平台上操作镗孔机以实现镗孔；每次镗完一个螺栓孔后测量其孔径、垂直度与光洁度合格，拆除镗孔机，立即安装一颗永久销钉螺栓并采用液压拉伸装置5将其拧紧，然后将拆除的镗孔机安装在已镗完孔的对称方向，进行对称方向销钉螺栓孔的镗孔；

并在镗好的孔处安装步骤6加工好的永久连接螺栓4。

步骤9：进行第四次盘车，复测轴系摆度，即完成立式水轮机组轴系调整。

步骤4中，在进行第二次盘车前，在立式水轮机组轴系的各部件（上下集电环、上导轴领8、下导轴领7、水导轴领、转子法兰、发电机轴法兰、水轮机轴法兰、镜板外缘、推力头等部件）的+X、+Y方向架设百分表，在上述部件每个测点处在圆周方向按逆时针均分8等份，采用机械方式进行第2次盘车，在每个测点部位读取百分表读数，做好记录；运用数学最小二乘法，通过正弦曲线拟合计算，确定水导轴承的旋转中心及调整值；采用液压拉伸工具5松开4颗工具螺栓，使水轮机轴2与发电机轴1的法兰面存在0.5~1毫米间隙，依据盘车数据平推水轮机主轴，此过程通过水轮机轴2与发电机轴1的法兰面架设百分表检测；调整就位后紧固4颗工具螺栓。

步骤8中，镗孔采用镗孔装置6完成。

镗孔装置6为便携式镗孔机，所述便携式镗孔机配备旋转/轴向进给组合装置，配备切削刀头和孔中心设定器，可转换自动或手动进给，自对中轴承和安装支架，采用伺服电机做动力，进给自动可逆、无级可调。

镗孔机端面轴承两侧支撑架及其垫块采用螺杆固定在两相邻螺栓孔处，以保证镗孔过程中镗孔机的稳定性。镗孔机安装完成后，以确定的镗孔直径为基准，调整镗杆的中心、垂直度（中心、垂直度小于0.02毫米），接入电源，驱动旋转镗杆进行切削加工。

镗孔时应对称进行，镗孔完成一个螺栓孔测量其孔径、垂直度与光洁度合格，拆除镗孔装置后立即安装一颗永久销钉螺栓，保证镗孔与更换永久连接螺栓时水轮机轴2与发电机轴1不位移。