立式机组轴线调整及瓦间隙计算

立式水轮发电机组

轴线调整及导轴承的间隙分配一、基本概念1、立式水轮发电机组轴线

由发电机轴（或由上端轴加转子中心体及中间轴）和水轮机主轴等联接后的几何中心线，即回转轴的几何中心线。2、机组中心线

通过机组安装基准件中心的铅垂线。混流式水轮机是转轮下固定止漏环中心，轴流式水轮机是转轮室中心。3、理想（周转）中心线

摆渡为零时回转体的轴线。机组运行时，轴线在理论上是绕理想中心线周转的。二、立式机组轴线调整1、机组轴线调整的目的

找正机组轴线，将机组运行时的摆度控制在合理的范围内，降低机组因机械、水力、电气不平衡等因素引起的震动，保证机组的安全稳定运行。2、产生摆度的主要原因

①镜板与机组轴线不垂直；

②法兰面与轴线不垂直，联轴后轴线发生曲折；③镜板工作面精度不够，表面存在波形；④推力头与轴配合松动，卡环薄厚不均等。一般情况下，镜板与轴线不垂直和轴线本身曲折是产生摆度的主要原因。如下图所示：图1镜板摩擦面与轴线不垂直所产生的摆度圆图2法兰组合面与轴线不垂直所产生的摆度圆3、机组摆度的类型及其判别（1）镜板摩擦面及法兰组合面都与轴线垂直，总轴线无摆度及曲折。见图a。（2）若水导与主轴法兰盘最大正摆度的方向相同且数值为线形扩大，则是由镜板与轴线不垂直引起，见图b。其判别式是：φB/φC

＝LB/LC

式中φB---主轴法兰处的净摆度（mm）

φC

---水导轴颈处净摆度（mm）

LB---法兰盘到镜板距离（m）

LC---水导轴颈直镜板距离（m）在此种情况下可通过刮削绝缘垫或推力头底面或加楔形垫，使镜板与轴线垂直。（3）若主轴法兰盘与水导最大摆度不在同一个方向或者摆度不为线性扩大，则存在轴线曲折，它有以下两种情况。1）轴线在同一个轴面内发生曲折，如图c～g所示，特点是最大正摆度点在同一个轴面内，其值不为线性扩大。即：

φB/φC

≠LB/LC

它又有两种情况：

a.水轮机轴线向外曲折，如图c、d所示，即

φC–φBLC/LB＞0b.水轮机轴线向里曲折，如图e～g所示，即

φC–φBLC/LB＜0

水轮机轴线曲折率为：

δ曲=[φC–φBLC/LB]/2（LC-LB）（mm/m）如果法兰处和水导处摆度值均不超过规定范围则可以不进行处理，若水导处摆度很大，就应对联轴法兰进行处理或加垫厚度为：

δ垫＝δ曲D

式中D---法兰直径（m）2）发电机轴线和水轮机轴线不在同一轴面内（轴线立体曲折）如上图h～k所示。其特点是主轴法兰盘最大正摆度点与水导最大正摆度点不在同一轴面内。如轴线曲折情况不严重，用刮镜板绝缘垫方法来使水导与主轴法兰摆度不超过规定范围。若轴线立体曲折严重，刮绝缘垫也不能解决，则要针对具体情况在主轴法兰处加垫或刮削法兰来处理。

对于伞式机组，推力轴承和导轴承移到发电机转子下部，上面的公式仍然成立，此时推力头或绝缘垫的刮削方向相反，最大刮削点应在最大摆度点的对侧。4轴线调整举例

某机组通过盘车测得摆度记录如下表所示。已知镜板至法兰距离LB=2m,镜板直径D=0.4m,镜板至水导距离LC=4m,求：

①各轴位的全摆度与净摆度值；

②指出主轴法兰处、水导处最大正摆度点及数值；③列出刮垫数值及说明刮法。

机组摆度记录表

单位：mm测点12345678上导JA0.00+0.010.00+0.02-0.010.00+0.030.00法兰JB0.00+0.110.00-0.19-0.43-0.50-0.39-0.21水导JC0.00+0.210.00-0.40-0.83-1.00-0.80-0.41解：①上导处的全摆度：

ФA1-5=0.00-（-0.01）=0.01(mm)ФA2-6=0.01-0.00=0.01(mm)ФA3-7=0.00-0.03=-0.03(mm)ФA4-8=0.02-0.00=0.02(mm)法兰处的全摆度：

ФB1-5=0.00-（-0.43）=0.43(mm)ФB2-6=0.11-（-0.50）=0.61(mm)ФB3-7=0.00-（-0.39）=0.39(mm)ФB4-8=-0.19-（-0.21）=0.02(mm)水导出的全摆度：

ФC1-5=0.00-（-0.83）=0.83(mm)ФC2-6=0.21-（-1.00）=1.21(mm)ФC3-7=0.00-（-0.80）=0.80(mm)ФC4-8=-0.40-（-0.41）=0.01(mm)法兰处净摆度：

ФBA1-5=ФB1-5-ФA1-5=0.43-0.01=0.42(mm)ФBA2-6=ФB2-6-ФA2-6=0.61-0.01=0.60(mm)ФBA3-7=ФB3-7-ФA3-7=0.39-（-0.03）=0.42(mm)ФBA4-8=ФB4-8-ФA4-8=0.02-0.02=0.00(mm)水导处的净摆度：

ФCA1-5=ФC1-5-ФA1-5=0.83-0.01=0.82(mm)ФCA2-6=ФC2-6-ФA2-6=1.21-0.01=1.20(mm)ФCA3-7=ФC3-7-ФA3-7=0.80-（-0.03）=0.83(mm)ФCA4-8=ФC4-8-ФA4-8=0.01-0.02=-0.01(mm)全摆度与净摆度表单位：mm相隔180°点1-52-63-74-8全摆度上导ФA0.010.01-0030.02法兰ФB0.430.610.390.02水导ФC0.831.210.800.01净摆度法兰ФBA0.420.600.420.00水导ФCA0.821.200.83-0.01②从上表中净摆度值可以看出，法兰处最大正摆度点为第2点，ФBA2-6=0.60mm;水导处最大正摆度点也在第2点，ФCA2-6=1.20mm.见下图：51372468+0.4251372468+0.60+0.420.000.+0.82+1.20+0.83-0.01法兰净摆度水导净摆度③刮削最值计算

水导与法兰最大正摆度点方位相同，并且TФ/TC=LB/LC=1/2,因此造成摆度原因是镜板与轴线不垂直，处理方法为刮推力头与镜板间的绝缘垫。刮削最大厚度δ为：

δ=TCD/2LC=1.2×0.4/2×4=0.06(mm)

将绝缘垫沿最大正摆度点方向划线，在2-6点连线上均分为6等份，并过等分点做最大摆度方向线的垂线，把绝缘垫划分为6个区，各区刮削厚度如下：

δ1=δ=0.06mmδ2=5δ/6=0.05mmδ3=4δ/6=0.04mmδ4=3δ/6=0.03mmδ5=δ6=0.00mm

最大刮削点在2号轴位，最小刮削点在6号轴位。三、导轴承瓦间隙调整

因各种原因，机组轴线虽经盘车检查合格，但摆度只是控制在规定范围内，由于实际的机组中心线和旋转中心线并不重合，导轴承的安装、调整应以机组实际旋转中心线为基准。因此当机组中心调整确定后，应根据设计图样的间隙要求和经盘车测定合格后的摆度值来确定各导轴承瓦单侧间隙的分配值，调整各导轴承瓦的间隙。

调整的顺序可先根据水导盘车摆度及止漏环实际中心偏移值来安装水导轴承瓦并调整其间隙，然后调整发电机上下导轴承；也可同时进行。1.悬式机组导轴承瓦间隙调整（1）水导轴承间隙已按摆度调整在正确位置时，并且上导滑转子已在中心位置。上导轴承瓦单侧间隙则按设计间隙调整，计算公式为：

δA0=δA180=δA′

式中δA0---上导轴承瓦调整间隙，mmδA180---δa0对侧瓦调整间隙，mm

δA′---上导轴承设计间隙，mm三、导轴承瓦间隙调整

下导轴承瓦单侧间隙调整应根据轴线的实际位置和摆度方位来确定，其计算公式为：

δB0=δB′-ФBA′/2=δB′-LBФBA/2L1δB180=2δB′-δB0式中δB0---下导轴承瓦调整间隙，mmδB180---δB0对侧瓦调整间隙，mm

δB′---下导轴承设计间隙，mmФBA′---下导轴承处净摆度，mmФBA---法兰处净摆度，mmLB---下导轴承瓦中心至上导轴承瓦中心距离，mmL1---上导轴承瓦中心至法兰处距离，

（2）当水导轴承与之止漏环同心，而主轴在轴瓦内任一位置时，则上、下导轴承处瓦间隙应按水导轴承瓦实测间隙计算确定。

上导轴承瓦调整间隙计算公式：

δA0=δC+ФCA/2-（δC′-δA′）

δA180=2δA′-δA0

下导轴承瓦调整间隙计算公式：

δB0=δC+（ФCA/2-ФBA′/2）-（δC′-δB′）或δB0=δC+（ФCA/2-LBФBA/2L1）-（δC′-δB′）

δB180=2δB′-δB0

式中δC---水导轴承瓦调整间隙，mmФCA---水导轴承出净摆度，mmδC′---水导轴承瓦设计间隙，mm2.伞式机组导轴承瓦间隙计算（1）水导轴承间隙已按摆度调整在正确位置时。上导轴承瓦单侧间隙则按设计间隙调整，计算公式为：

δA0=δA′-ФAB/2δA180=2δA′-δA0

式中ФAB---上导轴承处净摆度，mm

下导轴承瓦调整间隙取设计间隙，计算公式为：

δB0=δB180=δB′

（2）当水导轴承与之止漏环同心，而主轴在轴瓦内任一位置时。

上导轴承瓦调整间隙计算公式：

δA0=δC+（ФCB/2-ФCA′/2）-（δC′-δA′）

δA180=2δA′-δA0

下导轴承瓦调整间隙计算公式：

δB0=δC+ФCB/2-（δC′-δB′）

δB180=2δB′-δB03.导轴承瓦调整间隙计算举例

某台悬式水轮发电机组轴线调整后，水导轴承处最大摆度点在第3点，其值为0.10mm，法兰处最大摆度点也在第3点，其值为0.08mm。上导单侧设计间隙为0.15mm，下导单侧设计间隙为0.20mm，水导单侧设计间隙为0.20mm，上导至法兰距离为5.4没，上导至下到距离为3.8m。已知水导轴承安装后与固定止漏环同心，在水导处用顶轴法测得4点间隙分别为：δC1=0.25mm，δC3=0.10mm，δC5=0.15mm，δC1=0.30mm。求：相应上下导轴承瓦应调整分配的间隙值。解：由上述已知条件，根据公式计算导轴承瓦个点调整间隙如下：上导轴承：δA1=δC1+ФCA1/2-（δC′-δA′）

=0.25+0/2+（0.20-0.15）=0.20（mm）

δA5=2δA′-δA1=2×0.15-0.20=0.10（mm）

δA3=δC3+ФCA3/2-（δC′-δA′）