水轮发电机组轴线处理方法.docx

水轮发电机组
轴线处理及调整

一、概述
水力机组的稳定运行问题
水轮发电机组是一个由水能转换成旋转机械能，又将旋转机械能转换成电能的机器。因此水电机组在运转中受有水、机械和电磁等多种力的作用，从而引起机组的承中机架部分发生水力、机械和电磁等多种振动。生产实践告诉我们，当振动幅值超过允许范围时，就有可能导致机组部件损坏，给水轮发电机组的安全稳定运行带来严重的威胁。
机组振动与摆度幅值的大小是衡量机组质量最主要的标准之一，它反映了设计、制造、安装、检修工艺水平，所以是一个综合性能的标准。
产生机组振动的主要原因：
（1）、水力干扰力。这主要是由于水涡轮叶型不对称、转动与固定止漏环圆度不好及水涡轮中心位置正等原因所引起。
（2）、水涡轮重量不平衡。由于在制造厂一般都水涡轮的静平衡试验与配重处理，因此水涡轮的不平衡力都较小。
（3）、发电机转子重量不平衡。在发电机转子组装时，为使其重量分布平衡，转环铁片的堆积及磁极挂装都是称重后对称配置的，但是由于转子的直径和重量都很大，往往难以达到平衡。一般还需要通过机组安装后试运行中，进行动平衡试验与配重处理，才能解决。
（4）、电磁干扰力。这主要是由于定子转子圆度不好或发电机中心位置偏差较大造成其隙不均等原因而引起。
（5）、轴线处理与调整质量不良。
上述都会导致机组旋转部件的摆度增大，传至轴承与机架引起振动，这种振动主要是一种机组转动频率的振动。如我厂机组额定转速为125转/分，即为2.08周频率的振动。此外尚有其它频率的振动，如在电磁干扰作用下引起的定子铁芯振动，其主要振动频率是100周的；由于尾水管压力脉动引起的振动，其振动频率主要是1/3.6的机组转动频率等。

2、轴线处理与调整的目的
综上所述，可知轴线处理与调整的目的，也就是为了使机组所受到的干扰力减小，从而减小机组振动与摆度，给机组的安全稳定运行创造条件。这是机组安装检修中一项十分重要的工作。当然，为了使机组保持长期安全稳定运行，对机组运行中振动的测量和研究，也是十分重要且不可忽视的。
（1）、轴线处理的目的是通过处理使之轴中心线（即轴线）对镜板镜面的不垂直度达到允许的标准，当发电机轴与水轮机轴联结的法兰出现弯曲，也应进行处理，使水轮机轴的摆度达到允许标准。
（2）、轴线处理工作有二：一是将发电机转子中心和水涡轮转动止漏环中心位置尽可能分别调到发电机定子中心与水涡轮固定止漏环中心同心，这样可使发电机气隙不均和止漏环间隙不均而引起的磁力与水力干扰力减小；二是合理调整各推力瓦的受力是其均衡，调整各导轴承同心并与主轴旋转中心一致，以减小机组运转中轴承的别劲力。

轴线测量的方法及基本原理
轴线测量的方法
轴线测量是给轴线处理提供计算依据的。前面已谈到轴线处理的目的，是要通过轴线处理工作使主轴中心线对镜板的不垂直度达到允许标准。从而可以理解，轴线处理的成果应能求得主轴中心线对镜板镜面的不垂直度。当主轴有几根轴联结而成时，还需能求出法兰处的弯曲。因此，通过轴线测量还能获得主轴各部的摆度（摆度的最大幅值）及方位的成果。
轴线测量主要有挂钢琴线法和盘车法两种。前者由于误差大，一般很少采用。常采用的是机械盘车法，它一般采用厂内吊车牵引使主轴旋转，同时在主轴各部设百分表，即可获得主轴各部摆度的方法。下面我们介绍一下这种方法。
旋转轴的摆度特性
为了说明主轴各部摆度的含义，图（一）绘制了当主轴中心线（以下简称轴线）与镜板镜面不垂直时，在盘车过程中轴线运动的轨迹，这时轴线的运动轨迹为一个圆锥行，在截面Ⅰ上所截得的直径2A即为Ⅰ处的摆度，可见在轴线上的不同部位上其摆度是不等的，距离推力瓦面越远其摆度值越大（不考虑法兰弯曲）。这时由主轴某部位的摆度及该部位到推力瓦的距离即可求得轴线对镜板镜面（它与推力瓦面重合）的不垂直度，从而可使轴线得以处理。

但安设在主轴各部位的百分表测透是顶于主轴表面，在盘车过程中，百分表读数只是反映主轴表面各点转到百分表处所得的数据，它与主轴该部位的摆度有什么关系呢？这就是所要说明的旋转轴的摆度特性。图（二）示出了旋转轴某水平截面在盘车过程中的运动轨迹。
图中点O为旋转中心，点O1、O2、O3、O4为旋转轴某水平截面圆心在盘车过程中的停留位置，该圆直径O1O3＝O2O4=2A即为其摆度。轴号的编排以旋转中心O与该水平截面圆心O1的连线延长与该圆的交点1，顺时针八等分编号1-8。

由图可知，轴号1距离O最远，轴号5距离O最近，当旋转轴圆心有O1转至O2时轴号1与轴号5也旋转了90°，这时轴号1和5，则仍然1/与O的距离最远，5′与O的距离最近；当圆心转至O3、O4时仍然如此。由此可见，当旋转轴围绕旋转中心O旋转时，旋转轴表面上各点的运动轨迹为以O点为圆心以该点到O点的距离为半径的同心圆。其中轴号1的运动轨