双孔一面定位技术在泗阳二站机组大修中的应用

刘须朋

摘 要：本文通过对泗阳二站机组大修过程中，电机定子与水泵轴窝同心度调整合格后，电机定子需吊出，装入水泵大轴，电机定子二次吊入，采用双孔一面定位的技术方法，保证机组的同心度位置不变，顺利解决机组大修中的技术问题，保证了机组的大修质量，为同类型机组大修时，提供参考借鉴。

关键词： 机组大修； 同心度； 双孔一面定位

Abstract： This article is to introduce these aspects， during the process of unit overhaul of Siyang Second Pumping Station， after adjusting stator and the concentricity of pump shaft， stator should be lifted out， and then placing pump shaft， and lifting out stator again. This adopts the technical approach of side positioning holes to ensure the invariability of units location of concentricity， and to solve the technical question during the process of unit overhaul smoothly. At the same time， it could ensure the quality of unit overhaul， For same type unit overhaul when，Provide reference learn.

Key words： Unit overhaul； Concentricity； Side positioning holes

1.引 言

泗阳第二抽水站（下称泗阳二站）位于江苏省泗阳县城东郊，是江苏省江水北调第四梯级站，淮水北调第一梯级站，其主要作用是抽引由二河闸下泄的淮水或淮阴站转送的江水北送，满足泗阳闸上游地区的用水需求。

该站建成于1996年，工程总投资6300万元。总装机容量5600KW，设计流量为66m3/s。装设2.8ZLQ-7.0液压全调节轴流泵2台，单机流量33 m3/s，配套TDL325/56-40立式同步电机，电机与水泵采用刚性联轴器直联方式。泵站采用堤身式结构，肘形进水流道，虹吸式出水流道，真空破坏阀断流。

2.泗阳二站机组情况及大修的工艺特点

泗阳二站机组由于设计、制造问题，水泵大轴下法兰直径比电机下油缸内孔直径大5mm，水泵大轴不能通过电机下油缸内孔吊出，电机定子下机架联接为一体，如图1，电机定子通过下机架的4条支腿，每个支腿底钢板（40cm×60cm×4.5cm）与混凝土基础梁钢板（60cm×60cm×4.5cm）由两颗M48螺丝紧固联接，地脚螺丝孔比M48地脚螺丝外径大2mm。

因此，泗阳二站的机组大修就不能采用常规的机组大修工艺，在机组大修时，必须把同步电机全部拆除，才能把水泵轴吊出，便于零部件检修；机组同心度调整后，必须进行电机定子下机架二次吊装，其大修总装工艺步骤简述如下：

（1）吊叶轮部件至规定位置；

（2）吊装水泵导叶体、出水锥管、泵盖上盖组合件；

（3）吊装电机定子、下机架组合件；

（4）以水泵导叶体橡胶轴承轴窝上止口为基准，测量调整水泵、电机整体同心度；

（5）吊出电机定子下机架组合件；

（6）吊装水泵大轴；

（7）二次吊装电机定子下机架组合件；

（8）吊装电机转子、上机架；

（9）吊装电机推力头及其他有关附件安装；

（10）测量、调整机组的摆度、水平、高程和其他有关技术数据等。

其特点是：机组解体和总装时，因水泵大轴不能从电机下油缸内孔中吊出和装入，电机部分先拆后装，总装时电机定子需二次吊装，此道工序对机组的同心度调整有很大影响。

5.问题分析和解决方法

机组的同心度调整很关键，它是保证机组大修安装质量的一个很重要技术质量指标。只有水泵、电机的同心度调整合格，才能保证电机的空气间隙、水泵叶片间隙合格，才能保证电机的电磁拉力平衡、泵运行水力平衡，提高机组运行效率、保证机组运行安全。

由于泗阳二站机组的特殊性，必须保证定子下机架组合件整体二次吊装时，水泵与电机的同心度不变？根据泗阳二站机组的实际情况，采用机械加工中的双孔一面定位原理方法，在定子下机架支腿底钢板与混凝土基础梁钢板联接部位对边打两定位销与两钢板为平面接触为基准，形成双孔一面定位，以确保定子二次吊装后位置不变，以保证机组同心度。

电机与水泵的垂直同心度调整合格以后，电机、水泵位置固定都是靠地脚螺丝紧固来限制电机、水泵的位置变化的，对空间的一个物体，其在空间有六个自由活动度，即在XYZ三个坐标方向的位移及绕三个坐标方向转角的θx、θy、θz的转动。如通过设置某些限制条件，其自由度会相应减少，其位置运动、变化也就相应减少，自由度为零，物体也就相对固定了，把定子下机架看成空间自由物体，采用双孔一面定位，即当其被二次吊装在基础混凝土梁钢板上：

①由于物体本身重量作用、钢板平面支撑作用，物体向上、下运动被限制，即空间Z轴方向运动被限制；

②在两钢板间打入定位销，打入一只竖直圆柱定位销， 物体的在XOY水平面内X轴、Y轴运动被限制，绕坐标方向 转角的θx、θy的转动被限制；

③在对边打入另一只竖直圆柱定位销，绕坐标方向转角的θz转动被限制；见图3

这样，定子的空间6个运动自由度全部被限制，圆柱孔、圆柱销为精加工，形成精确定位，在拆卸前、后，以两定位孔（销）和钢板接触平面为基准，以保证定子拆卸前后的位置的精确度，同心度就不会改变；否则，电机定子下机架在二次吊装时，位置就会变动，因为电机定子下机架组合体在混凝土基础梁钢板平面上的水平、垂直方向和转动方向有4mm变动范围（地脚螺丝孔与螺丝的总间隙为4mm），就不能保证机组的同心度数据的精度。

6.具体解决办法

采用在电机定子下机架底钢板与基础梁钢板联接部位适当位置对边钻双空，两个φ16mm圆柱孔；打入两只φ16mm圆柱销（一只加工成Φ16mm圆柱销，另一只加工成Φ16mm圆柱削边销），即采用打双孔定位销与底钢板接触板平面来确保定子的定位准确，采用销孔定位比较理想，比较精确，能保证安装精度。

两只定位销不能都做成圆柱销，如以两个圆柱销（孔）做定位时，常会产生过定位现象，即一只销套上定位孔后，另一只销很难同时套上，应将另一只销在联心线上的垂直方向上削去两边，机组大修的同心度度要求高，泗阳二站大修机组的同心度最大值为20丝，电机的定子中心到水泵的水导轴窝中心距离约为12.5米，定位孔、销都属于机械精加工，根据机械精加工原理，加工件有加工误差，加工两圆柱孔及两孔的中心距有误差，加工两圆柱销有误差，为保证两销同时打入孔中，必须做成一只为圆柱销，另一只为削边销。

如采用钻一个孔，打一只定位销，属欠定位、不完全定位，定子下落后，围绕单孔定位销有转动趋势，不能定位在原位置。

如采用打三个、四个定位孔（销）在电机下机架的三、四条支腿底钢板，属过定位，易发生干涉，无法同时准确装入三只、四只定位销。

所以，必须采用双孔一面定位方法。

具体办法：

（1）机组同心度调整合格后，用磁钻在定子下机架支腿底钢板与钢筋混凝土基础梁钢板联接部适当位置对边钻两φ16mm圆柱孔，试装两定位销（一只为φ16mm圆柱销，另一只为φ16mm削边销）；

（2）拆卸两定位销，拆卸定子下机架地脚螺丝；

（3）吊出电机定子下机架，吊入水泵大轴；

（4）二次吊装电机定子下机架，在电机定子下机架底脚钢板与钢筋混凝土基础梁钢板接触时，把两根安装位置相互垂直的定位销打入，以保证原安装位置不变，待电机定子下机架下落后，紧固8颗M48地脚螺丝。

泗阳二站机组经过几次大修，机组运行正常，各项技术数据合格，实践证明双孔一面精确定位方案正确，机组的大修质量能够得到保证。

7.结语

在泗阳二站机组大修过程中，通过在定子下机架底钢板与基础梁钢板适当位置的对边钻两定位孔、装入两定位销，利用钢筋混凝土基础梁钢板支撑面为平面，形成双孔一面定位的方法，实现定子的二次吊装的精确定位，确保机组的同心度调整数据不变，保证了机组的安装质量，解决了泗阳二站机组同心度调整的技术问题，为类似泵站的机组大修时，提供技术参考。

参考文献

[1] 上海市大专院校机械制造工艺学协助组编.机械制造工艺学.福建科学技术出版社，1985

[2] 江苏省质量技术监督局.大中型泵站主机组检修技术规程.2006-12-20发布 2007-02-20实施

[3] 沈日迈主编.江都排灌站.水利电力出版社，第三版