消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均的方法
【专利摘要】本发明提供一种消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均的方法。测量和计算调整水力机组固定部件垂直同轴后的站房微小倾斜变化，调整立式水力机组电机推力轴承镜板不水平的大小和方向与站房微小倾斜变化一致，保证转动轴线摆度调整后，机组转动轴线与固定部件中心线平行，并保证在转动轴线转动中心平移至水力机组导轴承轴窝止口中心后，电机左、右气隙相等，电机气隙均匀。采用本发明所述的方法能够实时监测站房倾斜值及其方向的微小变化，安装技术人员采取针对性措施，消除因站房倾斜微小变化引起的立式机组电机定、转子之间的安装气隙不均，提高机组安装质量，减小机组导轴承受力，提高机组可靠性、稳定性和耐久性，延长机组设备使用寿命，节省检修维护费用。
【专利说明】消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均 的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种土建工程建筑质量与机电设备安装质量监测方法及根据其监测 结果调整设备安装状态的方法，尤其是消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气 隙不均的方法。
【背景技术】
[0002] 大型立式泵机组和水电机组的电机定、转子之间的气隙是最重要的安装配合参数 之一，规范要求气隙均匀度误差小于10%。影响电机气隙均匀度的因素较多，如定子、转子 不圆等，但其中有一个因素被忽略，那就是：在机组安装过程中，安装固定部件时，要求水力 机械上下导轴承轴窝止口中心垂直同轴、电机定子中心与水力机械导轴承轴窝止口中心垂 直同轴，即要求其中心在同一铅垂线上。其后，安装机组转动部件时，在电机轴与电机滑动 推力轴承镜板垂直、水力机械轴与电机轴同轴的前提下，只要调整电机推力轴承镜板水平， 在水力机械转动轴定于导轴承轴窝止口中心后，即能同时保证机组水力机械导轴承间隙均 匀和电机定、转子之间的气隙均匀，从而保证机组安装质量。但实际情况是，经常发生在转 动轴定中心后，电机气隙均匀度质量不高、不合格，甚至发生转子与定子相碰、无法安装的 情况。分析其原因，是在机组安装中，调整固定部件垂直同轴合格后，由于上下游水位差发 生变化，站房发生微小倾斜变化，破坏了电机定子与水力机械导轴承轴窝止口的垂直同轴， 即虽同心，但不垂直同轴。按通常的做法，此时安装电机推力轴承，调整镜板处于水平位置， 转动轴处于铅垂位置，而固定部件中心线与铅垂线有一夹角，转动轴定中心，下面的水力机 械轴颈处于导轴承轴窝止口中心，上面的电机转子就会偏离定子中心，引起定、转子之间的 气隙不均，造成机组运行时导轴承受力增大、磨损加剧，机组运行振动加剧、电机效率下降。 这就需要在机组安装过程中监测和考虑站房的微小倾斜变化，机组安装采取措施，保证安 装质量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为克服目前缺少站房微小倾斜变化监测设备，无法实时监测泵站 及水电站站房微小倾斜，安装中无针对性措施，从而容易导致大型立式水力机组电机安装 气隙不均，影响机组安全可靠运行的缺点，本发明提供了一种消除站房倾斜引起的大型立 式水力机组电机安装气隙不均的方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 提供一种消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均的方法，包括 如下步骤：
[0006] 步骤一、按要求，在站房内安装好本发明的站房微小倾斜监测装置：
[0007] 监测装置包括：在站房内某角落的内墙上固定不锈钢圆环，从站房上部固定垂下 钢琴线，钢琴线穿过下面的不锈钢圆环的中心，钢琴线下端系一带有叶片的重锤，重锤悬吊 放置在不锈钢圆环下方地面上的油桶内，油桶内盛放具有一定粘度的油。连接好电声法测 量间距的电气回路，包括：钢琴线、导线、电池、耳机和不锈钢圆环，
[0008] 步骤二、调整好固定部件垂直同轴度的同时，测量确定站房倾斜状态：
[0009] (1)选择合适长度的内径千分尺，并校准；
[0010] ⑵在被测不锈钢圆环内表面的东、西、南、北四个测点上，用石笔画圈，定好施测 位置，以免复测时位置变动造成人为误差；
[0011] (3)立式水力机组电机调整好机组固定部件垂直同轴时，钢琴线处于位置a，施测 人员头戴耳机，将内径千分尺的末端紧靠在不锈钢圆环内表面某个测点上，此时，内径千分 尺的测头接近钢琴线，但不接触钢琴线，对准钢琴线作上下圆弧慢摆动，同时微调内径千分 尺螺杆逐步伸长，当测头恰好与钢琴线相碰时，内径千分尺两头分别与不锈钢圆环和钢琴 线接触，电气回路连通，耳机发出响声，此时再缩短内径千分尺微调螺杆〇. 01?〇. 〇2mm，内 径千分尺与钢琴线分离，耳机内无声，再伸长到原来的读数，耳机又发出响声，此时旋紧制 动螺丝，读出的读数即为钢琴线与不锈钢圆环内表面该测点之间的距离；
[0012] ⑷用同样的方法测出钢琴线与不锈钢圆环内表面其他三个测点之间的距离，得 至|J钢琴线与不锈钢圆环内表面的东、西、南、北四个测点的初始距离分别为apa #、aH、ap 从而确定站房的倾斜状态。此时，固定部件中心线处于铅直位置。
[0013] 步骤三、电机推力轴承安装时站房微小倾斜变化的测量计算：
[0014] (1)吊机组水力机械叶轮、转轴和电机转子等转动部件就位，并连接安装；
[0015] ⑵安装电机滑动推力轴承；
[0016] (3)调整电机推力轴承镜板水平度时，相对于调整固定部件垂直同轴时，由于站房 的微小倾斜变化，钢琴线在不锈钢圆环内移到位置b。此时，用同样的方法，及时测出处于 位置b的钢琴线与不锈钢圆环内表面的东、西、南、北四个测点之间的距离分别为b$、b #、b 西、b北；
[0017] (4)钢琴线在不锈钢圆环内从位置a移动到位置b时，在东西方向向东的水平位移 为
[0018]
【权利要求】
1. 一种消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均的方法，其特征在 于，包括以下步骤： 步骤一、按要求，在站房内安装好本发明的站房微小倾斜监测装置： 监测装置包括：在站房内某角落的内墙上固定不锈钢圆环，从站房上部固定垂下钢琴 线，钢琴线穿过下面的不锈钢圆环的中心，钢琴线下端系一带有叶片的重锤，重锤悬吊放置 在不锈钢圆环下方地面上的油桶内，油桶内盛放具有一定粘度的油；连接好电声法测量间 距的电气回路，包括：钢琴线、导线、电池、耳机和不锈钢圆环， 步骤二、在调整好固定部件垂直同轴度的同时，测量确定站房倾斜状态： (1) 选择合适长度的内径千分尺，并校准； (2) 在被测不锈钢圆环内表面的东、西、南、北四个测点上，用石笔画圈，定好施测位置， 以免复测时位置变动造成人为误差； (3) 立式水力机组电机调整好机组固定部件垂直同轴时，钢琴线处于位置a，施测人员 头戴耳机，将内径千分尺的末端紧靠在不锈钢圆环内表面某个测点上，此时，内径千分尺的 测头接近钢琴线，但不接触钢琴线，对准钢琴线作上下圆弧慢摆动，同时微调内径千分尺螺 杆逐步伸长，当测头恰好与钢琴线相碰时，内径千分尺两头分别与不锈钢圆环和钢琴线接 触，电气回路连通，耳机发出响声，此时再缩短内径千分尺微调螺杆0. 01?0. 02mm，内径千 分尺与钢琴线分离，耳机内无声，再伸长到原来的读数，耳机又发出响声，此时旋紧制动螺 丝，读出的读数即为钢琴线与不锈钢圆环内表面该测点之间的距离； (4) 用同样的方法测出钢琴线与不锈钢圆环内表面其他三个测点之间的距离，得到钢 琴线与不锈钢圆环内表面的东、西、南、北四个测点的初始距离分别为\$、 &#、&83、&#从而 确定站房的倾斜状态；此时，固定部件中心线处于铅直位置； 步骤三、电机推力轴承安装时站房微小倾斜变化的测量计算： (1) 吊机组水力机械叶轮、转轴和电机转子等转动部件就位，并连接安装； (2) 安装电机滑动推力轴承； (3) 调整电机推力轴承镜板水平度时，相对于调整固定部件垂直同轴时，由于站房的微 小倾斜变化，钢琴线在不锈钢圆环内移到位置b ;此时，用同样的方法，及时测出处于位置b 的钢琴线与不锈钢圆环内表面的东、西、南、北四个测点之间的距离分别为bpb#、b H、bt ; (4) 钢琴线在不锈钢圆环内从位置a移动到位置b时，在东西方向向东的水平位移为
在南北方向向南的水平位移为
钢琴线从位置a移动到位置b的总位移为
钢琴线自上部固定点至不锈钢圆环处的垂直距离为L，则站房倾斜度变化为δ /L， 总位移方位为： β = arctg ( δ南北/ δ东西），东偏南β角， 艮P，站房倾斜变化为，站房上部相对于下部，向东偏南β角方位倾斜； 步骤四、根据步骤三的结果，通过升高或降低电机推力轴承抗重螺栓，调整推力轴承镜 板的不水平，使其不水平度与站房微小倾斜变化值相等，不水平方向与站房微小倾斜变化 方向一致； 步骤五、测量调整机组转动轴线摆度，使转动轴线与电机推力轴承镜板垂直；此时，机 组转动轴线与固定部件中心线倾斜平行、但不重合，电机转子偏离定子中心，电机左右气隙 不等； 步骤六、将机组转动轴线的转动中心平移至水力机组的导轴承轴窝止口中心，此时，机 组转动轴线与固定部件中心线倾斜重合，电机转子位于定子中心，电机左、右气隙相等，四 周气隙均匀。
2. 根据权利要求1所述的消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均 的方法，其特征在于，步骤一所述不锈钢圆环内直径〇. 3?0. 5m，不锈钢圆环距地面0. 4? 1. 2m，水平安装在外墙的内表面。
3. 根据权利要求1所述的消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均 的方法，其特征在于，步骤一所述钢琴线直径〇. 16?0. 38mm，钢琴线上部固定点至所述不 锈钢圆环的距离大于3. 5m。
4. 根据权利要求1所述的消除站房倾斜引起的大型立式水力机组电机安装气隙不均 的方法，其特征在于，步骤一所述油桶内盛放的为机油和柴油的混合物。
【文档编号】H02K15/16GK104124844SQ201410324162
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】仇宝云 申请人:扬州大学