浅谈锦屏二级水电站转子副立筋配刨及磁轭装配

周超

摘 要：文章重要介绍了在锦屏二级水电站转子安装过程中，转子副立筋配刨过程中应注意的问题以及磁轭叠片过程中应该重点控制的几个方面，并进行了总结与评析。

关键词：副立筋配刨；凸键；公差；热套；圆度控制；高度控制

1 概述

锦屏二级水电站发电机为立轴半伞式机构，转子由转子中心体，转子支架，转子磁轭，磁极，以及转子引线构成。转子支架由6瓣扇形体18个斜立筋在工地现场拼装组焊而成。在转子支架主力筋的背部贴焊有副立筋，采用副立筋设计可以修正因转子支架焊接对下一步工序的影响。副立筋根据支架焊后主力筋半径的情况进行配刨。转子磁轭与支架主力筋采用切向与径向键结构，径向为带有斜度比的凸键，切向键为与凸键同配加工的一对副键。转子磁轭在工地现场由4mm的高强度的硅钢片叠压成整体，高度为3390mm。转子磁极共36个，在现场装配完成后整个转子的外径为10795.80mm。

2 转子副立筋配刨应注意问题

转子支架为副立筋结构，转子支架焊接完成后，安装转子副立筋测量工具确定其副立筋位置，测量工具安装调整主要是调整工装的水平，半径，扭斜，以及弦距。如下图所示，销钉1为调整工装的半径，销钉2，3调整工装的扭斜。根据厂家的要求，要将工装调整在预定的半径内，然而在现场安装中发现，销钉1的绝对半径的大小并不影响副立筋在主力筋上的位置，换句话说，只需要将18个销钉1的半径调整在统一的尺寸内，并且调整销钉2，3的扭斜，以及销钉1之间的弦距，挂上钢琴线就能确定出副立筋的准确位置，这样可以提高现场施工的进度而不影响施工质量。工装调整完后，要对主力筋半径进行测量从而确定其加工量，由于副立筋与转子磁轭连接方式为凸键连接方式，凸键与转子铁片切向单边间隙为0.05mm，副立筋加工量的确定的质量影响到之后磁轭叠片的顺利程度，然而确定副立筋加工量取正公差还是负公差显得尤为重要。在锦屏二级水电站转子副立筋配刨前，在图纸中，我们测量出理论状态下2凸键中心距为1481.10mm，铁片的中心距为1480.87mm，实物中铁片的中心距为1480.87-1480.90mm，也就是说理论状态下（不考虑凸键的厚度），当铁片插入凸键中，铁片间的弦距小于凸键的弦距，然而通过测量凸键的厚度也为正公差，这就要求，在副立筋配刨时，公差的选择为负值，不能选取正值。由于凸键间的弦距比铁片的弦距大0.23mm，考虑到凸键的厚度为正公差，因此，需将加工量调整在-0.30较为合适。通过以上论述，在选取副立筋配刨前的加工量时，需将铁片间的弦距，凸键的弦距，以及凸键间的厚度进行测量，再根据测量出的结果选取加工量的公差较为合适。

3 转子磁轭叠片工艺

锦屏二级水电站转子磁轭高度3390mm，磁轭叠装共分7次压紧，每次压紧高度约为500mm，前4次压紧采用临时螺杆压紧，压紧工具为风洞扳手，而后3次压紧采用永久螺杆压紧，叠装压紧完成后，根据叠装后的半径以及凸键与副立筋，磁轭间的间隙值计算出凸键与副立筋间的磁轭垫，随后通过加热板将磁轭整体加热，待膨胀量达到具体数值时，将磁轭键连同凸键一起热套与副立筋之上。热套后磁轭将径向收缩力通过凸键，垫片，副立筋传递到转子支架上，磁軛切向力通过凸键，副键，副立筋传递于转子支架。

在转子叠片中，圆度，高度，波浪度尤为重要，而半径以及垂直度可以通过之后的转子热套进行修正，从而使磁轭达到设计半径。因此，在叠片过程中应该注意以下两方面的问题：

（1）圆度的控制：在锦屏二级水电站中，转子磁轭与副立筋采用凸键连接方式，根据厂家工艺，在叠片前应将9组凸键放入副立筋的凹槽中，随后进行叠片。从这里我们可以看出，副立筋的圆度以及凸键的厚度影响磁轭的圆度，因此，在转子叠片前应测出每一根凸键的厚度，然后与副立筋焊接后的半径一一修正并对应安装，可以减小因为公差累积产生的偏差，为之后进行的转子叠片奠定好的基础。在叠片过程中两组定位销交错上升，高度每上升200左右测量整个磁轭的圆度，并用铜锤或小楔子来调整磁轭的圆度，从而保证磁轭的圆度。

（2）磁轭波浪度及高度控制：在锦屏二级电站中，磁轭叠装铁片约为10170张，约为459t，磁轭冲片到货时有重量级，因此，在磁轭叠装前，应将到货的铁片按照其重量级进行抽查并且称重，并坐下记录，这样可以计算出每层压紧的所需铁片的层数以及每段压紧后的压紧系数。在叠装过程中，应将叠同一重量级的磁轭冲片均匀分布在整个磁轭同一层圆度上，这样可以保证整个静平衡。由于铁片存在着存在着加工误差，同一重量级的铁片也有0.02-0.03mm的差别。所以待第四次压紧以及第五次压紧后，若磁轭波浪度偏差太大，应在第五段叠片以及第六次叠片中对磁轭整个周向的波浪度度用补偿片进行高度补偿，待第六次压紧完后，根据压紧后的磁轭高度计算出达到最终高度所需的铁片层数，在计算层数时，应根据其每一重量级的铁片厚度乘以其层数再乘以3，从而保证优良的磁轭高度及波浪度。

通过对磁轭的高度，波浪度，圆度的控制，在锦屏二级水电站3#机转子磁轭最终验收数据如表1。

表1 3#机转子组装质量验收情况

4 结束语

锦屏二级水电站是我参加工作修建的第一座水电站，通过对转子安装过程中工艺不断的改进以及问题的探讨，将会为我们在以后后续同类机组的安装奠定好的基础以及积累宝贵的经验。

参考文献

[1]大电机技术[Z].

[2]付云出，王启茂，等.DL/T 5230-2009.水轮发电机转子现场装配工艺导则[S].

[3]GBT 8564-2003.水轮发电机组安装技术规范[S].