立式水轮发电机组导轴承间隙调整测量探析

李树严

（广东省源天工程有限公司，广东 广州 511340）

1 工程概况

小岩头水电站位于金沙江一级支流牛栏江中下游河段，地处云贵两省三县交汇之地，左岸为云南省会泽县，右岸分属云南省鲁甸县、贵州省威宁县。小岩头工程交通方便，213国道通过坝址，坝址距昭通市46km，距昆明333km。

牛栏江发源于云南省嵩明县杨林海，河流全长423km，总落差1725m，流域面积13787km2，牛栏江水力资源丰富，小岩头水电站是牛栏江水电开发规划的第四级电站，坝址以上控制流域面积11440km2，以发电为主要开发目标。

小岩头水电站机组为四川东风电机有限公司生产的发电机，总装机容量130MW，安装有3台单机容量为43.33MW的水轮发电机组，额定水头69m，单机额定流量70.61m3/s，多年平均发电量5.39亿kW·h，年利用小时数4017h。1号机组于2011年7月20日投入商业运行，2号机组于2011年10月28日投入商业运行，3号机组于2012年7月21日投入商业运行。

1.1 发电机主要技术数据

东电机组型号：SF43.3-28/5500；额定容量：51MVA；额定功率：43.3MW；额定电压：10.5kV；额定电流：2801.03A；额定转速：214.3r/min；飞逸转速：445r/min；功率因数：0.85 （滞后）；频率：50Hz；效率：97.8%。

上下导轴瓦：透平油润滑分块瓦结构；

上导轴瓦数：8块均匀分布；

下导轴瓦数：16块均匀分布。如下图1所示。

1.2 水轮机主要技术参数

型 号：HLD294A-LJ-290； 最 大 水 头（m）：82.6； 最 小 水 头（m）：67.03； 额 定 水 头（m）：69；额定流量（m3/s）：70.61；设计出力（kW）：44274；额定转速（r/min）：214.3；飞逸转速（r/min）：445；转轮直径（cm）：290；旋转方向：俯视顺时针方向；效率（%）：96.33。

图1

上下导轴承：透平油润滑分块瓦结构；

水导瓦数：8块均匀分布。如下图2所示。

图2

2 导轴瓦间隙测量及调整方法

2.1 测量或调整准备工作

在测量或调整间隙前，先将主轴定位。主轴定位后，再进行测量或调整。具体的做法是，测量或调整上导轴瓦间隙时，在-X、+X、-Y、+Y四个方向抱紧下导及水导轴瓦；测量或调整下导轴瓦间隙时，在-X、+X、-Y、+Y四个方向抱紧上导及水导轴瓦；测量或调整水导轴瓦间隙时，在-X、+X、-Y、+Y四个方向抱紧上导及下导主轴。

2.2 主轴抱瓦定位办法

主轴的定位，三台机组均采取抱瓦锁定主轴的方式。在机组主轴轴领X、Y两个方向各架一个百分表，用作判定轴瓦抱紧主轴轴领的量具。在-X、+X、-Y、+Y四个方向，用顶瓦螺栓将瓦顶紧抱住主轴轴领。判断顶紧的方法是，百分表读数移动一刻度即主轴偏移了0.01毫米，即判定瓦已经抱紧主轴。在对侧使用顶瓦螺栓将主轴偏移消除，百分表读数归位，即判定瓦已经抱紧主轴。注意螺栓力矩一定要足够大，以扳手无法继续加紧螺栓为止。四个方向轴瓦抱紧主轴后，不会在测量过程中发生主轴产生移位的风险。

3 “塞尺法”间隙测量调整改进

（1）间隙测量：测量间隙时，在所测量的轴瓦块中心上方及90°方向同一高度架百分表，采用一个顶瓦螺栓在楔子板处顶紧瓦抱轴，并使主轴适当偏移0.01～0.02mm，使楔子板与顶头之间露出间隙比实际间隙大0.01～0.02mm。用塞尺测量楔子板与顶头之间的间隙，测得数值减去0.01～0.02mm为轴瓦间隙数值。测量结束松开顶瓦螺栓，主轴自动复位，百分表读数归零。使用相同的方法测量其他块瓦间隙，测量顺序为对角测量。

（2）间隙调整：在所调整的轴瓦块中心上方、对侧瓦块中心及90°方向同一高度架百分表。之后在瓦顶头与楔子板之间加入0.15～0.20mm的塞尺，将楔子板落下打紧，拧紧调整螺母及锁紧螺母。然后使用顶瓦螺栓顶主轴，使主轴产生偏移，楔子板与瓦顶头间隙增大取出塞尺。松开顶瓦螺栓，主轴自动复位，轴瓦间隙在0.15～0.20mm范围内。使用相同的方法测量和调整其他块瓦间隙，调整顺序为对角调整。

采取此种方法也有一定的误差，具体表现在以下几个方面。

（1）放入塞尺时，轴承中找不准顶头与楔子板的间隙最小点，从而导致各块瓦间隙调整不均匀，测量误差也比较大。

（2）塞尺变形、磨损等会影响数据的准确性。

（3）如楔子板存在油凹或凸台，调整误差会加大。

4 “斜率法”调整及测量比较尝试

所谓斜率法，根据楔子板的1：50的斜边，使用千分尺实际测量计算楔子板的实际斜率。计算出楔子板的提升高度对应的间隙。使用深度或百分表（百分表的数值更加可靠）。

测量方式：在所测量轴瓦上方及90°方向主轴领的同一个高度各架设一百分表，用以判定轴瓦抱瓦的量具。同时轴瓦楔子板上架百分表，或者用深度尺测量楔子板与底板之间的相对距离。通过调整螺栓移动楔子板推动轴瓦抱轴，根据百分表的读数计算抱轴距离即为瓦间隙。或者使用深度尺再次测量轴瓦与底板的相对距离，计算出楔子板的上下移动高度差，然后再根据斜率计算轴瓦间隙。再次恢复楔子板到原先位置，用锁紧螺母锁紧楔子板。

调整方法：调整方法与测量方法相反。先让楔子板落下，推动轴瓦抱轴，然后根据斜率计算出需要提高的高度，使用调整螺栓提高楔子板。楔子板到位后用锁紧螺母锁紧楔子板。

在间隙调整作业过程中，通过主轴偏移取出塞尺，使操作简化，提高了工作效率。

采取该方法相对于“塞尺法”准确度高，数值相对可靠性较高。但是楔子板斜率需要测量计算，准确度也受楔子板变形影响。同时操作复杂，比较费时，在分秒必争的检修作业中，不甚理想。

5 “轴移法”测量或调整间隙

通过“轴移法”测量或调整间隙，工艺更加容易操作便捷。“轴移法”称呼来自于参考文献。

（1）间隙测量：在所测瓦块中心上方主轴领、对侧及90度方向同一高度处各架百分表，记下读数。在对面中心瓦块使用两个顶瓦螺顶轴偏移，直到读数不再产生变化，说明轴无间隙可以移动，所测瓦块处百分表读数即为轴瓦间隙。松开顶瓦螺栓，使轴自动复位，百分表读数复位。采取同样办法测量其他瓦块间隙。

（2）调整方法：在所调整瓦块中心上方主轴轴领、对侧及90度方向同一高度处架百分表，记下读数。将所有未经调整的瓦块楔子板提高到间隙大于0.2mm以上,在对面中心瓦块使用两个顶瓦螺顶轴移动，注意百分表读数变化，一直到所需要调整的读数时停止。调整楔子板的锁紧螺母，使楔子板移动推瓦抱紧轴后，锁紧调整螺母。松开顶瓦螺栓，使轴自动复位，百分表读数复位。采取同样办法调整其他瓦块间隙。为加快效率，采取对侧顺序调整瓦块。

相对于“塞尺法”及“斜率法”，该办法最值得推广应用。有以下几个优势：第一，间隙数值靠百分表读取，可靠性高，不存在高低点误差影响。第二，调整间隙均匀。第三，操作简单快捷，仅仅两个百分表，三颗顶瓦螺栓就可以快速完成任务。

当然也有一点点误差，即通过弯曲主轴方式，架表位置不在轴瓦处，因弯曲度不同而有一点点误差。架表时注意同一个高度即可以消除不均匀问题。

此外，测量时还需特别注意一点，在测量间隙移轴时，会存在因间隙不均匀，邻近轴瓦间隙小，导致移轴过程中，邻近轴瓦已经抱轴，而所测位置的轴领尚有间隙，出现间隙测量操作错误的情况，消除办法是将邻近轴瓦拆除后再进行测量。

6 结语

经工艺的改进后，效率得到了提升。“轴移法”是值得广泛推广的一个相对简便方法。