水轮发电机与水轮机主轴同轴度找正工艺探讨
卧式水轮发电机组轴线调整方案探究
卧式水轮发电机组轴线调整方案探究摘要：经济发展愈发蓬勃，人们生活水平也日益提高，能源问题也日益凸显。
水力发电，因其启动过程迅速，实际负荷调整方便，且是可再生能源、清洁能源的一种，因此，备受欢迎。
水电机组依据其大轴布置形式即可分为卧式和立式两种。
本文则特针对卧式发电机组简单易操作的轴线调整方法进行研究，并通过典型案例证明该方法将促使卧式发电机组得以满足相关规程要求。
关键词：卧式水轮发电机组；轴线调整；检修技术；水轮发电机组轴线调整是其检修技术关键之一，将直接影响该机组的正常运行。
一般而言，卧式水轮发电机组的轴线调整方法极为复杂，其计算过程也较为繁琐，因此人员操作较难。
一、卧式水轮发电机组轴线调整目的卧式水轮发电机组轴线调整，是将其水轮机大轴同发电机大轴之间的同心度、倾斜度予以调整，以此促使该水轮发电机大轴的同轴度、同法兰面联结的倾斜度、大轴摆度、推力头正反向的端面振动量足以满足水轮发电机组实际安装技术规范要求，以此也将保证该轴承的油温、瓦温、间隙都能符合满足规定要求[1]。
二、卧式水轮发电机组的轴线调整过程（一）轴线调整前期准备卧式水轮发电机组的转轮需吊入转轮室，以此同水轮机大轴相互连接，其转轮、大轴则向着X轴方方向循序移动12mm，以此方便后期的盘车、安装。
在水轮机大轴、转轮及其转轮室间隙、同主轴所密封的法兰间隙需足够均匀，并适当优化调节该大轴水平于0.03mm/m.在此同时，需将其转轮同大轴予以固定并进行水导轴承的安装，以此方式也将保障该结构同大轴之间接触足够良好。
再次将上述一个水平、两个间隙再次复测，如若尚不满足相关设计要求则需予以重新调整，直至满足设计要求为止。
在此同时，该水轮机大轴法兰极为该后面机组盘车基准，在盘车过程中，也将不发生转动。
发电机部分需将其2各径向轴瓦同发电机大轴之间相互配合，将其研刮整平，将其接触点挑出，保障该轴承座得以一并安装至发电机基础板之上，并利用钢板塞尺及水准仪将其一并调整至发电机基础板所设计高程处。
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超大型立式水轮发电机组轴线检测及调整工艺探讨吕玉忠陈居森祁美莲（中国水利水电第七工程局安装分局，四川，彭山620860）摘要：介绍了官地水电站1#、2#机组轴线检查及调整工艺，通过两台机组轴线的检查及调整，重点介绍了静态法、动态法在轴线检查中的应用，以及法兰打磨、连轴螺栓拉紧、推力头旋转等方法在轴线调整当中的应用，总结了大型水轮发电机组钢性盘车轴线调整工艺方法，为同类机组轴线检查及调整提供了借鉴。
关键词：水轮机发电机大轴转子轴线静态检测法动态检测法盘车1 概述水轮发电机组轴线的检查、调整质量，是决定机组后期安全稳定运行的关键因素之一。
超大型水轮发电机组轴线调整，一般通过静态轴线检测法和动态轴线检测法进行测量，再通过测量结果进行分析计算，确定轴线处理方案进行相应处理。
所谓静态轴线检测法，就是在轴系静止的情况下，通过挂线法、测圆架等方式，对轴系的同轴度、偏心量进行测量的方法；而动态轴线检测法，就是通过外力推动转动部分进行旋转，再通过百分表或电涡流传感器对轴系各测点的摆度进行测量的方法。
一般来说，静态检测法是针对大型水轮发电机组轴系尺寸较大，后期处理困难，因此在机组还未形成前，对轴系提前进行的一种检测，目的在于提前发现问题，以便提前加以解决，为后续机组轴线调整工作顺利开展，打好基础。
而动态检测法，则主要是机组已经安装到一定程度之后，对机组轴系进行一个较全面的检测并加以调整的方法，也即为常说的盘车法，是为机组正式运行打好基础。
而轴线的调整，则一般通过拐点打磨、推轴以及旋转等方法进行。
为保证机组长期安全稳定运行，一般不推荐法兰面加垫处理。
官地水电站设计装机4台，单机额定容量600MW，机组为典型的半伞式多段轴结构。
转动部分轴系从下至上分别为水轮机转轮、水轮机大轴、发电机大轴、推力头、转子、上端轴、集电环、补气头，机组轴线影响因素多，调整相应困难，且二滩企业标准对轴线要求极高，其中水导全摆要求不超过0.2mm。
水轮发电机组轴线调整技术探讨
水轮发电机组轴线调整技术探讨摘要：水轮发电机组推力轴承支撑着整个机组的轴向负荷,通过润滑油膜使得随轴系转动的镜板和固定静止部件推力轴瓦分离,它是保证机组安全可靠并长期稳定运行的最关键部件之一。
产生机组振动的原因较多，如水力不平衡、转轮重量不平衡、转子重量不平衡、电磁力不均衡以及机组轴线偏差等因素，除了通过设计、制造阶段控制部分因素外，安装施工阶段的工艺控制保障也尤为重要，其中通过科学的检查方法以及调整手段，使机组轴线特性趋于优良，进而控制各导轴承摆度达到规范优良水平，可有效降低机组轴摆动幅度，减少机组振动。
基于此，本篇文章对水轮发电机组轴线调整技术进行研究，以供参考。
关键词：水轮发电机组；轴线；调整技术引言水轮发电机组经过一段长周期正常运行后，突发振动，是水电站经常会遇到的一种机组非正常运行现象。
对机组突发振动的分析，一般要结合机组上次检修以来，机组运行工况的变化，从水力、电气、机械等多方面进行综合分析，从而确定处理方向，找准故障原因，针对性开展检修，缩小检修范围，以便及时恢复。
基于此，本文探究水轮发电机组轴线调整技术的应用。
1概念误区机组轴线：①机组旋转大轴的几何中心线；②由顶轴（或励磁机轴）、发电机主轴（或转子支架中心体加中间轴）及水轮机主轴等各轴几何中心连线组成的；③由顶轴（或励磁机轴）、发电机主轴及水轮机主轴等组成，一条贯穿机组主轴的中心线叫机组轴线。
３种说法是一致的，第三种表达更详细一点。
机组旋转中心线：①贯穿于镜板镜面中心的垂线；②一条贯串推力轴承镜板镜面中心的垂线。
两种说法也是普遍一致的。
轴线为转动部分静态时几何中心线，旋转中心线为转动部分做旋转运动时，受到推力轴承的承托和导轴承的限制所形成的运动轨迹线，它是一条拟的线：①坚轴水轮发电机组的固定部件有上部机架、定子、下部机架、水轮顶盖、上下固定止漏环、转轮室，这些固定部件几何中心的连线称为机组中心线；②通过机组安装基准件中心的铅垂线是机组中心线；③套于水轮机和发电机转动部分外面的主要固定部件的中心的连线。
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水轮机轴和发电机轴联结找同心度工艺方法研究作者：李泰岭翟志顺来源：《科技创新与应用》2014年第08期摘要：文章介绍了美国标准IEEE水轮机轴与发电机轴联轴找同心度的标准，并通过实例，阐述了联轴找同心度的工艺方法。
关键词：IEEE；联轴；同心度；工艺前言随着国内制造行业的发展，涉外项目的增加，一些标准也需要与国际接轨，水轮发电机组的两轴联轴找同心度是涉及机组正式安装后机组运行稳定性和震动的重要指标，是由业主参加制作厂的一项验收标准，国外水电项目和国内比较重大的水电项目均采用国际标准IEEE. IEEE 标准文件由美国电气和电子工程师学会（IEEE）的技术委员会和美国电气和电子工程师学会IEEE标准协调委员会编制，与传统的两轴找摆度检测位置和标准有很大的不同。
通过溪洛渡、洪都拉斯水轮发电机组的水轮机轴和发电机主轴的联轴找同心度实例，介绍了IEEE标准的运用和特殊轴的联轴找摆度工艺方法，可供借鉴和参考。
1 IEEE标准简介1.1 简介和范围本标准适用于整锻轴法兰尺寸和轴的跳动偏差。
本标准包涵的轴和法兰适用于水电设备中卧式和立式发电机与水轮机的连接。
本标准不包括组焊轴、轴的应力和螺栓拉伸的数据。
工业经验表明：轴的直径由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）时，最好采用焊接轴而不采用锻造轴。
1.2 轴摆度公差-工厂检查1.2.1 水轮机轴和发电机轴组合。
当在工厂内进行水轮机和发电机轴组合找正时，可在车床上旋转检查或在垂直校准平台上进行。
水轮机和发电机组合轴解体前应做好对应标记。
通过固定在车床或工作台上的检测装置所读取的摆度（跳动）值不应超过表1的规定。
1.2.2 记录。
应准备一份标明检测位置和测量值的轴的找正图纸，供工地安装单位参考。
附图及表1说明：水轮机轴和发电机轴组合公差（无中间轴）表1*如推力头不与轴整锻，对发电机轴与中间轴或水轮机轴组合结构，没有必要把推力头重新装在轴上进行车间检查。
2 IEEE标准运用实例2.1 溪洛渡水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例溪洛渡水轮发电机是三峡公司继三峡左岸、三峡右岸之后开发的大型混流式机组，单机出力700MW，水轮机与发电机两轴连接法兰处直径φ3430mm，水轮机轴与转轮连接端外圆直径φ3035mm，两轴共重约208t。
水轮机和发电机振动及主轴摆动的原因与对策
水轮机和发电机振动及主轴摆动的原因与对策发布时间：2021-10-29T02:08:27.800Z 来源：《当代电力文化》2021年第16期6月作者：彭德强[导读] 随着我国水电建设事业不断的突破和发展，对于水轮机发电机组的需求不断增大。
但是在这个过程中虽然说使用彭德强哈尔滨银河电机制造有限公司黑龙江省哈尔滨市 150069摘要：随着我国水电建设事业不断的突破和发展，对于水轮机发电机组的需求不断增大。
但是在这个过程中虽然说使用设备的数量较以前有很大程度的增加，可是设备的质量却依旧原地踏步甚至还有退步的趋势。
所以为了避免这种情况的出现，保证水轮发电机的正常使用，本文深入讨论了水轮机发电机出现振动的原因与相应的解决对策，意在提高机械设备的使用效率及使用寿命，以期借鉴。
关键词：水轮发电机；振动原因；相应对策1引言水轮机发电机出现振动的原因，一般是由不规范的安装操作流程或者设备本身存在设计缺陷造成的，所以在进行探究时就要以这两个方面为抓手进行深入的探究。
2水轮机发电机出现振动原因的探究2.1水力振动由于水轮发电机在运行的过程会与水之间产生一定的干扰力，这种干扰力主要是由以下几种原因造成的：（1）由于脱流引起的干扰力。
机组在紧急停机时，会引起相应的活动导叶进行快速的关闭，这个时候水轮机的尾部水管就会积蓄大量的液体压力，而在这时再把水管之中的压力再次进行降低，直至比水在饱和真空气压还低的状态时，这时尾部水管中的水就会产生大量气泡，水产生了分离现象。
而在水进行重新结合的过程中还会产生相应力的作用，这就使设备产生振动的现象。
（2）水力不平衡引起的干扰力。
在尾水管的中间部分会形成旋转流水，这时在出水口的部分就非常容易形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，这时就会使设备产生振动，如果设备长时间处于这种状态还会逐渐的破坏金属表面的保护层，缩短设备的使用年限。
2.2电磁振动电磁振动，顾名思义就是由设备内部所产生的电磁力引起的震动，这种引起设备振动的原因容易让相关管理人员忽视。
水轮机主轴加工工艺技术
水轮机主轴加工工艺技术作者：赵平平来源：《中国科技博览》2014年第05期[摘要]在水轮机组中，各种型号上的主轴是最关键的部件，其加工误差及尺寸精度历来是水轮机加工中一个难题，特别是大型内法兰结构的主轴加工，难度大，形位公差及粗糙度等要求高。
必需采取一定工艺措效才能满足加工要求，本文针对我们在生产中遇到问题及解决方法进行论述。
[关键词] 水轮机主轴加工工艺加工难点中图分类号：TK730.6文献标识码：A 文章编号：引言水轮机是将水流付出的水能转换转轮机械能，使转轮和主轴克服各种阻力而连续运转起来的机器，再由机械能通过发电机转子变为电能。
大型水轮机为竖轴式，中小型水轮机可以是横轴式。
横轴水轮机主轴的一端由弹性联轴器连接，而另一端则靠法兰与键与转轮连接，大型竖轴的主轴通常在轴身两端制成两法兰，一端法兰与水轮的转轮固定，另一端法兰与发电机轴联接（横向再用圆柱销定牢）。
水轮机主轴要承受水轮机重量，水推力，轴承径向力，拉应力和扭应力，各只把合螺栓应受剪切力等组合作用力，因而主轴在水轮机中起到相当关键另件，它的材料通常采用35#，45#或20SiMn（锻造），其主轴的加工尺寸精度，粗糙度，形位公差等要求较高。
本文以大型内法兰结构的主轴为例，论述了主轴的加工工艺。
1.主轴的机械加工工艺新技术1.1主轴结构尺寸及加工特点大型水轮机主轴通常采用的结构是中空结构，连接方式为内法兰结构。
主轴为锻焊结构，法兰采用低合金钢ASTM A668 CLASSE Level B煅造而成，轴身采用抗撕裂钢板S355J2G3-Z35 卷焊制成。
目前三峡主轴的外径尺寸是所有水轮机中最大的，主轴长度为5960mm，毛坯件重量112 吨，加工后最大直径Φ4000mm。
经过充分论证后，大型主轴需采用18M巨型数控卧车加工，该卧车除具有当今最先进的数控技术外，还配有大尺寸测量系统，内孔加工工具安装固定系统。
其最大承重250吨，工件加工范围Φ600-Φ4500 mm，最大加工工件长度18000 mm，机床主轴中心孔的同轴度为0.007 mm，是加工大型机组主轴最好性能车床。
水泵机组同轴度的测量与校正
水泵机组同轴度的测量与校正状元水厂项慧均摘要：本文主要是根据状元水厂的水泵机组的特点，表达联轴器的配合偏差、机泵同轴度测量误差产生的原因及解决方法、主要以表达水泵机组同轴度的测量和校正方法为主。
关键词：配合偏差，同轴度，联轴器，轴向窜动，径向偏差，轴向偏差，不同心度，不平行度。
前言：水泵机组的同轴度是指水泵轴和电机轴的装配偏差，而联轴器是电机和水泵传动的联接部件，机泵的配合偏差也就是联轴器的配合偏差，联轴器装配后都存在着配合偏差，联轴器的配合偏差过大会造成水泵机组的振动增大，是影响轴承、联轴器损坏的主要原因，因此，为了减少水泵机组的振动，就必须减少联轴器的配合偏差，把偏差调整到允许的范围内，才能有效地保证机组的机械寿命，在机泵的运行过程中，因机组自身的振动或基础与管路的沉降等等原因都会造成联轴器配合偏差变化，所以定期对水泵机组同轴度的测量与校正是机泵维护中的重要项目。
一. 联轴器配合偏差的介绍。
联轴器配合的偏差有三种：径向偏差、轴向偏差、角向偏差，径向偏差是指联轴器的两个圆心之间的偏差，可用不同心度来表示，轴向偏差是指两配合面之间的距离与标准配合距离之间的偏差，同轴度测量中用联轴器的间距来表示，间距的测量较简单，用游标尺可直接测量出来，由于轴向偏差的精度要求较低〔误差为±3mm〕，且基座的沉降或设备的振动基本上不影响间距的变化，即使偏差超值校正也简单，所以在同轴度测量中以测量径向偏差和角向偏差为主，角向偏差是指联轴器两端面与平行端面的角度偏差，角向偏差可用机泵轴心的不平行度来表示，定义为在轴向的一米的距离上的与基准轴中心线的偏差值。
由于习惯上把联轴器的角向偏差称为机泵同轴度中的轴向偏差，所以此本文也依照习惯在接下来表达中把联轴器的角向偏差称为“轴向偏差”，联轴器的轴向偏差用联轴器的间距来表示。
二. 机泵同轴度测量的误差原因分析状元水厂以前测同轴度的方法是习惯上用一只百分表对联轴器的径向和轴向进行测量，往往在同一时间里多次测量的值都存在较大的偏差，而且数值有时为正偏差有时为负偏差，即使后来用激光校正仪来测，在同一时间里多次测量的值都存在偏差，因测量值不准，就无法校正机泵的同轴度。
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立轴式水轮发电机和水轮机主轴 , 分别是水轮发电机和 水轮机 的关键零件。 两轴与转子、 转轮共同组成水 力发电机组的转动 部份 (见 图 1), 两轴连接后各轴承部位及各配合位的同轴度要求较高 , 是机组出厂前必检的一个重要技术指标。 发电机组运行中 , 转动部份 产生很大的离心力 , 主轴承担 巨大的扭 矩 , 如 果主轴同轴度达不到 要求 , 势 必在轴承上产生 附加力 , 使轴承温度 升高 , 密 封处容易损坏 , 产生振动和 噪声 , 严重影响机组的寿命。
=2 ( a ) [\]^_,‘a =2 ( b ) bc\_,‘a
φ450, 两轴用 12 个
M76 ×4
螺栓连 接,
其 中 六 个 为 带 销 螺 栓 ( 见 图 2a )。
角度 误差 : 两 法兰结 合平 面对轴 线跳 动均 要求 为 0.03
mm, 平面度 0.03 以下 , 1.6 , 不考虑平面 度影响 , 法兰连接平面
后 , 用百分表分别测量两法兰外圆 , 如有偏差先将偏差找正 , 再 测量其他部位同轴度。 2.2 针对两轴存在 的角度误差 , 在法兰找 正后如其他部位超 差 , 可将轴 转一个方向 (一般 90 ° 之间 ), 安装后再测量 , 直 ~270° 到合格为止。 2.3 针对人为因素可能产生误差 , 要求工 作者安装时要清洗 擦净工件 , 检查配合面质量及配合尺寸 , 去锐边毛刺 , 再擦洗干 净工件 , 然后安装 , 螺栓要对称均匀上紧。 对外圆上用骑缝销定位 , 吊装中可能引起变形的工件 , 用 万向摇臂钻床钻铰销孔 , 打入销后才吊下。
mm, 净质 量 5887 kg, 连 接法兰 φ900, 型号 SF12- 36/5100, 水轮机型号 HL820- LJ- 260)
IJKL: 200 6- 12- 28 MNOP: 周宪文 , 57 岁 , 山东人 , 工艺设计工程师。
88
《装备 制造 技术》 2007 年第 2 期
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1.1 ’(#)、 !"+,-./01 a. 连 接方式 : 两主轴找正在转子和转轮安装之前 进行 , 主轴用螺 栓联接 , 端部用凸肩和内止 口定位 , 两轴找正后有两 种定位方 法 , 第一种 , 同镗部 份螺栓孔 , 用带销螺栓定位 ( 见图 第二种 , 在法兰外圆结合处钻铰定位销孔 , 用定位销定位 2a ) 。 (见图 2b )。 b. 找正部位 : 水轮发电机 主轴找正位主要有 : 上导轴承位 推力轴承 位 (B)、 下导轴 承位 (D)、 转子配 合外圆 (C)、 法兰外 (A)、 圆 (E)、 水轮机主轴找正位 : 水导轴承位 (F)、 法兰外圆(E)、 法兰端 面 (G)。 ( 见图 1) c .技术要求 : 两轴精加工后把合 找正摆度 , 以上各部位误 差不大于 0.02/1000, 本厂内控指标 0.01/1000 。 1.2 23%& 自身各A 法兰外 a . 主轴技 术要求 : 发 电机和水 轮机主轴 ↗ | 0.025| 圆、 轴承 外圆、 连接止 口位置公差 要求为 ↗| 0.03| A (A 为 主 轴理想轴线 ), 两结合法 兰平面跳动 要求 , 平面 !| 0.03 ( 一) 度要求 , 水轮机轴连接内止口公差为 H7 , 发电 机轴连接凸肩公差为 h6 。 b. 误差分析 : 同轴 度误差主要由两轴 的角度位移误差和 径向位移 误差组成 , 为方便说明 , 以福建省德 化县涌口水电站 ( 发 电 机 容 量 15000kW, 发 电 机 轴 长 度 5190 mm, 净 量 11510kg, 水 轮机轴长度 3750 外径 水轮发电机组为例 : 该机组定位止口尺寸
2.1 针对有时定位止口间隙大 , 定位不准确问题 , 在两轴把合
3.2 吊装水轮 机主轴 , 一端以中心架 支承外圆 , 另一 端用尾座 顶中心孔 , 洗、 擦净结合部位 , 对齐 , 均匀上紧 6 个联轴螺栓 (60 ° 分布 ), 松开水轮机轴中心架支 撑 , 用 百分表检查法兰外圆 , 与 发电机轴法兰外圆作比较 , 如有错位 , 将最高点转到最下端 , 扶 上中心架 , 松开联 接螺栓 , 用中心架调节法兰 高度使其至误差 的 1/2, 上紧螺栓后再进行法兰检查 , 直至两法兰同轴度一致。 松开水轮机轴中心架支撑 , 百分表检查水轮机轴的导轴承 位 , 另一法兰的外圆和端面 , 复检发电机轴各配合面 , 如同轴度 仍不 合要求 , 可将水 轮机轴拆 开转一个 角度 (一般 转 180 ° ), 重 新安装按 以上工序进行找正 , 直至达 到要求 , 并在法兰外圆上 做好方向标记。 3.3 刀架上安装专用镗孔工具 , 分别镗削两法兰 6- φ 80H7 孔 合 , 装上带销螺栓 , 上紧。 重新检查各处同轴度 , 做好记录存档。 如采用外圆上骑缝销定位 , 可整体找正合格上紧螺栓后 用万向摇臂钻床钻、 铰合定位销孔 , 装入定位销 , 再吊下工件。
与主轴轴线的垂直平面仍有一个角度 , 如法兰
φ 900 处跳动
0.015 0.0ຫໍສະໝຸດ mm, 则角度为 tgα= =0.000033, α≈0.002° , 两轴装 450 配时 , 如果安 装角度 方向相 反 , 侧 角度误差 会增加 一倍 , 达 0.004 ° , 对两轴同轴度产生较大影响 , 但如果角度安装方向相 同 , 则角度误差可互相抵消。 径向误差 : 径向位移误差是由于联结止口间隙较大造成
Equipment Manufactring Technology NO.2 , 2007
水轮发电机与水轮机主轴同轴度找正工艺探讨
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( 南宁发电设备总厂 , 广西 南宁 530031)
7 0 : 对水轮发电机组转动部份发电机主轴与水轮机主轴偏差原因进行分析 , 提出找正方法 , 经实际应用效果良好。 9:; : 水轮发电机组转动部份 ; 主轴同轴度找正 ; 定位方法。 <=%>? : TG50 6 6@ABC: A 6DE?: 1 672 —545 X ( 20 07) 0 2- 008 8- 02
φ 450H7, 如是上差则极限尺寸为 φ450.063mm, 轴配合尺 寸 φ450h6, 极限尺寸 φ 449.96 mm, 两极限尺寸相差 0.103 mm, 安装后造成轴线不重合。
的。如涌口电站配合孔尺寸 操作误差 : 安装时 接合面不 干净 , 螺栓松紧 度不一致 , 起 吊过程中变位等 , 都有可能引起两轴同轴度超差。