大型立式电机主轴弯曲原因及现场处理

1、 大型立式电机主轴弯曲原因及现场处理 16721683（2015）002027503 南水北调东线第一期工程淮安四站， 位于江苏省淮安市楚州 区三堡乡境内， 里运河与灌溉总渠交汇处， 是南水北调东线一期 工程第二个梯级的组成部分，其设计引水流量为 100 m3/s ，设 计单机流量为 334 m3/s 。淮安四站所用电机是南京公司生产的 功率为2500 kW立式大型同步电动机，型号为 TL 250040/3250 6 kV,转速为150 r/min，共4台，其中一台为备机。在安装时， 发现电动机大轴存在弯曲现象，派工作人员到现场进行实地测 量，并分析原因，提出具体处理方案，施工后电机轴线符合国

2、家 有关标准，至今电机一切运转正常。 1 轴线的检测 立式同步电动机的轴线测量及调整， 是整个机组安装中一个 重要组成部分， 电机的轴线垂直与否， 将直接影响机组的安全稳 定运行 1 。通过盘车测量轴线垂直，见图 1 。按 SL 317-2004 中华人民共和国水利行业标准规定， 上、下导轴承中心处以及法 兰联接处测得的相对摆度值见表 1 2 。 经测量，现场安装的四台电机绝对摆度最大值如表 2所示， 四台电机的盘车数值中除上导轴承外都严重超标， 并且法兰盘处 与下导轴承处摆度值最大点在同一方位。 2 主轴弯曲原因分析及校直方案 根据图 1 立式电机的结构和以往安装经验， 产生摆度的主要 原因

3、如下： （1） 镜板摩擦面与轴线不垂直； （2） 主轴本身弯曲。 如果镜板摩擦面与轴线不垂直， 通过处理推力头与镜板间绝 缘衬垫的方式，但是工地现场安装人员已经磨削绝缘衬垫接近 08 mm左右，下导轴承处及法兰盘处的摆度仍远不能达到最低标 准，而且出现了上导轴承处的摆度变得更大了。 在取出绝缘衬垫， 推力头与镜板直联的情况下盘车， 除上导轴承处接近达标外， 下 导轴承与法兰盘处摆度也严重超标。 由此可见， 基本排除镜板摩 擦面与轴线不垂直这种可能， 那只有主轴本身的弯曲才可能造成 这么大的摆度。 由以上的测量及分析可以得出结论， 确定四台电机的主轴发 生了弯曲现象。 4 台大型立式同步电动机的

4、主轴弯曲，主要原因是电机转子 较长期横卧存放的缘故，见图 2，合理的存放方式见图 3，竖直 存放在架子上或者地坑中。 大型立式同步电动机的结构中主轴较长， 铁芯较短， 转子外 圆较大，其存放时在自身重力作用下，会发生弯曲现象。由图 2 可以看出， 主轴在电机转子下部至法兰盘处部分最长且较粗， 上 面还有滑转子和挡油管， 其自重最大， 在转子下部分发生弯曲的 可能最大。转子上部虽有弯曲，但其长度较下 部短，其自重小，其程度肯定比下部小。同时，盘车数据也 得出：上导轴承处的绝对摆度偏离的很小。 以下两种方案可以解决此问题。 第一种方案是运回厂里处理， 这种方案处理在技术上可达到 预想目的，但四台电

5、机已经安装在电机机坑内，安装程度如图 4 所示，大的部件如定子、转子、上机架、下机架及其中的轴承等 都已安装到位，仅余下一些小的部件如罩座、刷架、轴承盖及盖 板等没有安装， 如果将转子拆下， 单独对整个主轴进行大的修理 与校直，相当于整个重新组装，拆卸与安装费用代价高昂，且转 子部件的运输费用不菲，对工期的影响也太大。 图 4 发现主轴弯曲时的电机安装情况 第二种方案是就地处理， 既省时又省费用， 结合施工现场情 况，参考图 4，可以看出，现场具备施工条件，具体的施工方案 是：对弯曲最大处， 即转子下部磁轭至下导轴承滑转子之间的主 轴部分进行加热除应力的方式进行校直， 转子上部主轴在加热过 程

6、中会通过热传导作用升温， 在转子自重的作用下校直。 这种方 案动作不大， 现在已经安装好的部件几乎不用动任何手脚， 对工 期几乎无影响， 而且能最大程度校直主轴， 保证整个机组的安全 稳定运行。 依据南水北调东线第一期工程淮安四站的安装情况，采用 2 号方案就地加热处理主轴弯曲。 3 校直主轴的施工流程 现场决定首先对弯曲变形最大的 3 号电机进行处理， 如果方 案成功，则其他电机类似。 在电机主轴校直施工时，施工空间如图 4 所示，非常狭小， 仅供 3 人操作。施工人员在下机架上选好立脚点， 由盘车将加热 部位旋转至正对施工人员。 用 2 只火焰枪对主轴进行均匀对称加 热，实时对加热区域进行温度监控和报数， 同时对磁轭上部的主 轴用红外测温仪进行温度监控，最高点的温度不超过100 C, 以免磁轭上部温度过高而烧坏转子励磁引线。 同时， 在电机上导 轴承、下导轴承以及法兰盘处的东、西、南、北四个方向各架设 一块百分表随时监控。 加热部位应在主轴弯折的背面 （见图