半伞式水轮发电机主轴检修平台研制

王 毅

（福建水口发电集团有限公司，福建 福州350000）

1 引言

水轮发电机组的轴线测量及调整是水电机组检修中的一项重要工序。机组轴线调整质量的优劣，将直接影响机组运行时的摆度及振动，从而影响机组安全稳定运行。

盘车是机组轴线调整的重要环节，盘车测得摆度值的准确性将直接影响轴线调整质量。机组盘车需利用临时导轴瓦（只在检修中使用）从互成90°的4个方向顶紧主轴，用以限制主轴盘车转动时各径向位移量，若主轴没抱紧，盘车过程中机组将发生较大的径向位移，造成机组各部位测出的摆度值呈跳跃式变化，影响摆度值的准确性；若位移量较大，甚至可能造成机组转动部分与固定部分发生碰撞。因此，检修过程中临时导轴瓦的安装质量将直接影响到机组轴线调整质量的优劣性[1-5]。

2 轴线调整危险性分析

在半伞式水轮发电机组中，推力轴承位于转子下方，轴向推力通过顶盖传至基础，推力轴承与顶盖之间通过推力支架连接并实现受力传导[1]。半伞式机组临时导轴瓦的位置距离推力支架进人口有3m高，距水导轴承油槽盖近5m，离推力油槽底部只有1.5m的距离、中间有主轴，作业空间狭小（如图1所示），作业人员通过架设爬梯，在推力支架内壁的槽口上搭设简单的木板作为检修作业平台。检修过程中，梯子容易侧滑，搭设的木板容易发生滑移，存在人员跌落及工器具坠落的危险。

为了消除作业中的危险性，本文研制出一种能够实现轴线调整时平台搭拆的安全性、高效性及便捷性的主轴检修平台，安全的作业环境能够让作业人员更专注于临时导轴瓦抱紧时的检修工作，从而提高轴线调整的质量，确保机组检修后能够安全稳定运行。

3 主轴翻转检修平台设计特点及结构要求

为了提高检修平台在搭拆及使用时的安全性、高效性及便捷性，主轴检修平台设计要求如下：

（1）检修平台采用12片翻转踏板，其中1片为起始片，作为上下平台的孔洞，可活动上翻。

（2）在上下平台孔洞位置设置上下用的爬梯，爬梯不用时可收起并固定在推力支架内壁上。

（3）每片平台具有自锁、互锁功能。

（4）平台收起后紧贴推力支架内壁固定，不影响机组正常运转。

（5）现场焊接24个底座钢板用来固定检修平台，每块踏板由2块底座钢板固定。

图1 半伞式水轮发电机推力支架及临时导轴瓦安装图

（6）翻转踏板由横向翻转轴承座和纵向翻转轴承组成，横、竖翻转主轴和轴承座采用45号钢配上双列、双层调芯轴承座。

（7）踏板由4mm花纹钢板等组成，平台每平米承载400kg以上。

（8）平台内、外围边采用80mm×4mm扁钢围边，以防检修时工具、零件掉落。

（9）平台安装完毕后，踏板转轴前端与主轴距离50mm，踏板后边缘距离推力支架内壁300mm。

4 主轴翻转检修平台的设计及安装调试

4.1 主轴翻转检修平台的设计

主轴翻转检修平台包括圆周均布在水轮发电机组的主轴与推力支架之间的若干片翻转踏板，水平状态下的相邻翻转踏板之间相互衔接成一体，如图2所示。

（1）翻转踏板均包括“T”字形的横竖转轴3与脚踏面4，横竖转轴的竖轴5均经轴承6铰接在推力支架2内壁沿竖轴翻转，脚踏面的下表面均经轴承铰接在横竖转轴的横轴7上沿横轴翻转。

（2）横竖转轴的横轴与脚踏面上均开设有销孔，翻转至水平状态的脚踏面销孔与横轴销孔同轴对应并均经竖直穿设的插销8穿插定位，插销的大头端朝上。

（3）脚踏面的下表面固设有方钢管加强肋9。

（4）脚踏面采用花纹钢板。

图2 检修平台及翻转踏板示意图

（5）脚踏面的形状均为等腰梯形，相邻脚踏面之间腰部衔接呈一体的水平多边形环状结构。

（6）脚踏面上表面靠近主轴与推力支架内壁的边上均固设有围边10。

（7）脚踏面的其中一腰部固设有用以搭靠在下一脚踏面上表面的连接延边11。

（8）连接延边与所搭靠的脚踏面经螺丝旋紧。

4.2 主轴翻转检修平台的安装调试

（1）实地复测量推力支架内部尺寸，确定主轴翻转平台的安装位置，并将踏板转轴的底座焊接在推力支架内壁上。

（2）按顺时针方向依次点焊每1块踏板的底座，并将踏板与相邻踏板进行拼接并做好自锁及互锁措施，安装调试施工图。

（3）由于推力支架内壁同一高度（即安装翻转平台的位置）不是一个标准圆形，故需要调整每块踏板在其旋转主轴径向的位置，使其梯形的上下边尽可能与相邻踏板的上下边相连。

（4）随后测量翻转平台中心与假瓦安装平台中心的同心度，通过调整使两者尽可能同心。

（5）调整后测量翻转平台内圆同一径向位置的直径是否为1800mm，即翻转平台内圆与机组主轴的间隙为50mm，误差允许在±15mm以内，若无法调整间隙至允许值，则需要对踏板进行切修后再次安装调试，符合要求后，将平台底座焊牢。

图3 检修平台踏板安装

图4 检修平台同心度调整

5 主轴翻转检修平台的工作方法及应用

5.1 主轴翻转检修平台的工作方法

主轴翻转检修平台的工作方法，按以下步骤进行：

（1）未使用时，脚踏面沿横竖转轴的横轴翻转至竖直，并整体沿横竖转轴的竖轴翻转倚靠在推力支架内壁，呈切向状态收纳。

（2）使用时，脚踏面整体沿横竖转轴的竖轴翻转至呈径向状态展开，脚踏面沿横竖转轴的横轴翻转至水平，其中水平状态下的相邻翻转踏板之间相互衔接成一体，上一脚踏面的连接延边搭靠在下一脚踏面上表面，连接延边与所搭靠的脚踏面均经螺丝旋紧，形成一整体的环形检修平台，工作人员可站在上面检修作业[1]。

5.2 主轴翻转检修平台的应用效果

主轴检修平台的研制及应用，显著提高了半伞式水轮发电机组轴线调整安全性，大大减少作业人员的劳动强度，不仅提高了轴线调整的工作效率，还使作业面下方的其他检修工作能够同时进行，从而全面提高了机组大修的工作效率，对实现安全、精益、高效检修起到重要作用。轴线调整安全性、质量效果及效率的提升，能够更好地保证水轮发电机组的可靠运行，从而保障了电网运行的可靠性和稳定性，具有重大的经济和社会效益。

6 结论

该主轴检修平台可推广应用到机组结构相似的其他水电厂中，为国内其他水电厂在机组轴线调整安全性方面的提高提供借鉴思路和现成经验。此外，该检修平台还可以应用于其他类似的“钟罩”型高空作业环境，从而提高该类作业的安全性。