淺談錦屏二級水電站轉子副立筋配刨及磁軛裝配

周超

摘 要：文章重要介紹了在錦屏二級水電站轉子安裝過程中，轉子副立筋配刨過程中應注意的問題以及磁軛疊片過程中應該重點控制的幾個方面，并進行了總結與評析。

關鍵詞：副立筋配刨；凸鍵；公差；熱套；圓度控制；高度控制

1 概述

錦屏二級水電站發電機為立軸半傘式機構，轉子由轉子中心體，轉子支架，轉子磁軛，磁極，以及轉子引線構成。轉子支架由6瓣扇形體18個斜立筋在工地現場拼裝組焊而成。在轉子支架主力筋的背部貼焊有副立筋，采用副立筋設計可以修正因轉子支架焊接對下一步工序的影響。副立筋根據支架焊后主力筋半徑的情況進行配刨。轉子磁軛與支架主力筋采用切向與徑向鍵結構，徑向為帶有斜度比的凸鍵，切向鍵為與凸鍵同配加工的一對副鍵。轉子磁軛在工地現場由4mm的高強度的硅鋼片疊壓成整體，高度為3390mm。轉子磁極共36個，在現場裝配完成后整個轉子的外徑為10795.80mm。

2 轉子副立筋配刨應注意問題

轉子支架為副立筋結構，轉子支架焊接完成后，安裝轉子副立筋測量工具確定其副立筋位置，測量工具安裝調整主要是調整工裝的水平，半徑，扭斜，以及弦距。如下圖所示，銷釘1為調整工裝的半徑，銷釘2，3調整工裝的扭斜。根據廠家的要求，要將工裝調整在預定的半徑內，然而在現場安裝中發現，銷釘1的絕對半徑的大小并不影響副立筋在主力筋上的位置，換句話說，只需要將18個銷釘1的半徑調整在統一的尺寸內，并且調整銷釘2，3的扭斜，以及銷釘1之間的弦距，掛上鋼琴線就能確定出副立筋的準確位置，這樣可以提高現場施工的進度而不影響施工質量。工裝調整完后，要對主力筋半徑進行測量從而確定其加工量，由于副立筋與轉子磁軛連接方式為凸鍵連接方式，凸鍵與轉子鐵片切向單邊間隙為0.05mm，副立筋加工量的確定的質量影響到之后磁軛疊片的順利程度，然而確定副立筋加工量取正公差還是負公差顯得尤為重要。在錦屏二級水電站轉子副立筋配刨前，在圖紙中，我們測量出理論狀態下2凸鍵中心距為1481.10mm，鐵片的中心距為1480.87mm，實物中鐵片的中心距為1480.87-1480.90mm，也就是說理論狀態下（不考慮凸鍵的厚度），當鐵片插入凸鍵中，鐵片間的弦距小于凸鍵的弦距，然而通過測量凸鍵的厚度也為正公差，這就要求，在副立筋配刨時，公差的選擇為負值，不能選取正值。由于凸鍵間的弦距比鐵片的弦距大0.23mm，考慮到凸鍵的厚度為正公差，因此，需將加工量調整在-0.30較為合適。通過以上論述，在選取副立筋配刨前的加工量時，需將鐵片間的弦距，凸鍵的弦距，以及凸鍵間的厚度進行測量，再根據測量出的結果選取加工量的公差較為合適。

3 轉子磁軛疊片工藝

錦屏二級水電站轉子磁軛高度3390mm，磁軛疊裝共分7次壓緊，每次壓緊高度約為500mm，前4次壓緊采用臨時螺桿壓緊，壓緊工具為風洞扳手，而后3次壓緊采用永久螺桿壓緊，疊裝壓緊完成后，根據疊裝后的半徑以及凸鍵與副立筋，磁軛間的間隙值計算出凸鍵與副立筋間的磁軛墊，隨后通過加熱板將磁軛整體加熱，待膨脹量達到具體數值時，將磁軛鍵連同凸鍵一起熱套與副立筋之上。熱套后磁軛將徑向收縮力通過凸鍵，墊片，副立筋傳遞到轉子支架上，磁軛切向力通過凸鍵，副鍵，副立筋傳遞于轉子支架。

在轉子疊片中，圓度，高度，波浪度尤為重要，而半徑以及垂直度可以通過之后的轉子熱套進行修正，從而使磁軛達到設計半徑。因此，在疊片過程中應該注意以下兩方面的問題：

（1）圓度的控制：在錦屏二級水電站中，轉子磁軛與副立筋采用凸鍵連接方式，根據廠家工藝，在疊片前應將9組凸鍵放入副立筋的凹槽中，隨后進行疊片。從這里我們可以看出，副立筋的圓度以及凸鍵的厚度影響磁軛的圓度，因此，在轉子疊片前應測出每一根凸鍵的厚度，然后與副立筋焊接后的半徑一一修正并對應安裝，可以減小因為公差累積產生的偏差，為之后進行的轉子疊片奠定好的基礎。在疊片過程中兩組定位銷交錯上升，高度每上升200左右測量整個磁軛的圓度，并用銅錘或小楔子來調整磁軛的圓度，從而保證磁軛的圓度。

（2）磁軛波浪度及高度控制：在錦屏二級電站中，磁軛疊裝鐵片約為10170張，約為459t，磁軛沖片到貨時有重量級，因此，在磁軛疊裝前，應將到貨的鐵片按照其重量級進行抽查并且稱重，并坐下記錄，這樣可以計算出每層壓緊的所需鐵片的層數以及每段壓緊后的壓緊系數。在疊裝過程中，應將疊同一重量級的磁軛沖片均勻分布在整個磁軛同一層圓度上，這樣可以保證整個靜平衡。由于鐵片存在著存在著加工誤差，同一重量級的鐵片也有0.02-0.03mm的差別。所以待第四次壓緊以及第五次壓緊后，若磁軛波浪度偏差太大，應在第五段疊片以及第六次疊片中對磁軛整個周向的波浪度度用補償片進行高度補償，待第六次壓緊完后，根據壓緊后的磁軛高度計算出達到最終高度所需的鐵片層數，在計算層數時，應根據其每一重量級的鐵片厚度乘以其層數再乘以3，從而保證優良的磁軛高度及波浪度。

通過對磁軛的高度，波浪度，圓度的控制，在錦屏二級水電站3#機轉子磁軛最終驗收數據如表1。

表1 3#機轉子組裝質量驗收情況

4 結束語

錦屏二級水電站是我參加工作修建的第一座水電站，通過對轉子安裝過程中工藝不斷的改進以及問題的探討，將會為我們在以后后續同類機組的安裝奠定好的基礎以及積累寶貴的經驗。

參考文獻

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[2]付云出，王啟茂，等.DL/T 5230-2009.水輪發電機轉子現場裝配工藝導則[S].

[3]GBT 8564-2003.水輪發電機組安裝技術規范[S].