立式水輪發電機組導軸承間隙調整測量探析

李樹嚴

（廣東省源天工程有限公司，廣東 廣州 511340）

1 工程概況

小巖頭水電站位于金沙江一級支流牛欄江中下游河段，地處云貴兩省三縣交匯之地，左岸為云南省會澤縣，右岸分屬云南省魯甸縣、貴州省威寧縣。小巖頭工程交通方便，213國道通過壩址，壩址距昭通市46km，距昆明333km。

牛欄江發源于云南省嵩明縣楊林海，河流全長423km，總落差1725m，流域面積13787km2，牛欄江水力資源豐富，小巖頭水電站是牛欄江水電開發規劃的第四級電站，壩址以上控制流域面積11440km2，以發電為主要開發目標。

小巖頭水電站機組為四川東風電機有限公司生產的發電機，總裝機容量130MW，安裝有3臺單機容量為43.33MW的水輪發電機組，額定水頭69m，單機額定流量70.61m3/s，多年平均發電量5.39億kW·h，年利用小時數4017h。1號機組于2011年7月20日投入商業運行，2號機組于2011年10月28日投入商業運行，3號機組于2012年7月21日投入商業運行。

1.1 發電機主要技術數據

東電機組型號：SF43.3-28/5500；額定容量：51MVA；額定功率：43.3MW；額定電壓：10.5kV；額定電流：2801.03A；額定轉速：214.3r/min；飛逸轉速：445r/min；功率因數：0.85 （滯后）；頻率：50Hz；效率：97.8%。

上下導軸瓦：透平油潤滑分塊瓦結構；

上導軸瓦數：8塊均勻分布；

下導軸瓦數：16塊均勻分布。如下圖1所示。

1.2 水輪機主要技術參數

型 號：HLD294A-LJ-290； 最 大 水 頭（m）：82.6； 最 小 水 頭（m）：67.03； 額 定 水 頭（m）：69；額定流量（m3/s）：70.61；設計出力（kW）：44274；額定轉速（r/min）：214.3；飛逸轉速（r/min）：445；轉輪直徑（cm）：290；旋轉方向：俯視順時針方向；效率（%）：96.33。

圖1

上下導軸承：透平油潤滑分塊瓦結構；

水導瓦數：8塊均勻分布。如下圖2所示。

圖2

2 導軸瓦間隙測量及調整方法

2.1 測量或調整準備工作

在測量或調整間隙前，先將主軸定位。主軸定位后，再進行測量或調整。具體的做法是，測量或調整上導軸瓦間隙時，在-X、+X、-Y、+Y四個方向抱緊下導及水導軸瓦；測量或調整下導軸瓦間隙時，在-X、+X、-Y、+Y四個方向抱緊上導及水導軸瓦；測量或調整水導軸瓦間隙時，在-X、+X、-Y、+Y四個方向抱緊上導及下導主軸。

2.2 主軸抱瓦定位辦法

主軸的定位，三臺機組均采取抱瓦鎖定主軸的方式。在機組主軸軸領X、Y兩個方向各架一個百分表，用作判定軸瓦抱緊主軸軸領的量具。在-X、+X、-Y、+Y四個方向，用頂瓦螺栓將瓦頂緊抱住主軸軸領。判斷頂緊的方法是，百分表讀數移動一刻度即主軸偏移了0.01毫米，即判定瓦已經抱緊主軸。在對側使用頂瓦螺栓將主軸偏移消除，百分表讀數歸位，即判定瓦已經抱緊主軸。注意螺栓力矩一定要足夠大，以扳手無法繼續加緊螺栓為止。四個方向軸瓦抱緊主軸后，不會在測量過程中發生主軸產生移位的風險。

3 “塞尺法”間隙測量調整改進

（1）間隙測量：測量間隙時，在所測量的軸瓦塊中心上方及90°方向同一高度架百分表，采用一個頂瓦螺栓在楔子板處頂緊瓦抱軸，并使主軸適當偏移0.01～0.02mm，使楔子板與頂頭之間露出間隙比實際間隙大0.01～0.02mm。用塞尺測量楔子板與頂頭之間的間隙，測得數值減去0.01～0.02mm為軸瓦間隙數值。測量結束松開頂瓦螺栓，主軸自動復位，百分表讀數歸零。使用相同的方法測量其他塊瓦間隙，測量順序為對角測量。

（2）間隙調整：在所調整的軸瓦塊中心上方、對側瓦塊中心及90°方向同一高度架百分表。之后在瓦頂頭與楔子板之間加入0.15～0.20mm的塞尺，將楔子板落下打緊，擰緊調整螺母及鎖緊螺母。然后使用頂瓦螺栓頂主軸，使主軸產生偏移，楔子板與瓦頂頭間隙增大取出塞尺。松開頂瓦螺栓，主軸自動復位，軸瓦間隙在0.15～0.20mm范圍內。使用相同的方法測量和調整其他塊瓦間隙，調整順序為對角調整。

采取此種方法也有一定的誤差，具體表現在以下幾個方面。

（1）放入塞尺時，軸承中找不準頂頭與楔子板的間隙最小點，從而導致各塊瓦間隙調整不均勻，測量誤差也比較大。

（2）塞尺變形、磨損等會影響數據的準確性。

（3）如楔子板存在油凹或凸臺，調整誤差會加大。

4 “斜率法”調整及測量比較嘗試

所謂斜率法，根據楔子板的1：50的斜邊，使用千分尺實際測量計算楔子板的實際斜率。計算出楔子板的提升高度對應的間隙。使用深度或百分表（百分表的數值更加可靠）。

測量方式：在所測量軸瓦上方及90°方向主軸領的同一個高度各架設一百分表，用以判定軸瓦抱瓦的量具。同時軸瓦楔子板上架百分表，或者用深度尺測量楔子板與底板之間的相對距離。通過調整螺栓移動楔子板推動軸瓦抱軸，根據百分表的讀數計算抱軸距離即為瓦間隙。或者使用深度尺再次測量軸瓦與底板的相對距離，計算出楔子板的上下移動高度差，然后再根據斜率計算軸瓦間隙。再次恢復楔子板到原先位置，用鎖緊螺母鎖緊楔子板。

調整方法：調整方法與測量方法相反。先讓楔子板落下，推動軸瓦抱軸，然后根據斜率計算出需要提高的高度，使用調整螺栓提高楔子板。楔子板到位后用鎖緊螺母鎖緊楔子板。

在間隙調整作業過程中，通過主軸偏移取出塞尺，使操作簡化，提高了工作效率。

采取該方法相對于“塞尺法”準確度高，數值相對可靠性較高。但是楔子板斜率需要測量計算，準確度也受楔子板變形影響。同時操作復雜，比較費時，在分秒必爭的檢修作業中，不甚理想。

5 “軸移法”測量或調整間隙

通過“軸移法”測量或調整間隙，工藝更加容易操作便捷。“軸移法”稱呼來自于參考文獻。

（1）間隙測量：在所測瓦塊中心上方主軸領、對側及90度方向同一高度處各架百分表，記下讀數。在對面中心瓦塊使用兩個頂瓦螺頂軸偏移，直到讀數不再產生變化，說明軸無間隙可以移動，所測瓦塊處百分表讀數即為軸瓦間隙。松開頂瓦螺栓，使軸自動復位，百分表讀數復位。采取同樣辦法測量其他瓦塊間隙。

（2）調整方法：在所調整瓦塊中心上方主軸軸領、對側及90度方向同一高度處架百分表，記下讀數。將所有未經調整的瓦塊楔子板提高到間隙大于0.2mm以上,在對面中心瓦塊使用兩個頂瓦螺頂軸移動，注意百分表讀數變化，一直到所需要調整的讀數時停止。調整楔子板的鎖緊螺母，使楔子板移動推瓦抱緊軸后，鎖緊調整螺母。松開頂瓦螺栓，使軸自動復位，百分表讀數復位。采取同樣辦法調整其他瓦塊間隙。為加快效率，采取對側順序調整瓦塊。

相對于“塞尺法”及“斜率法”，該辦法最值得推廣應用。有以下幾個優勢：第一，間隙數值靠百分表讀取，可靠性高，不存在高低點誤差影響。第二，調整間隙均勻。第三，操作簡單快捷，僅僅兩個百分表，三顆頂瓦螺栓就可以快速完成任務。

當然也有一點點誤差，即通過彎曲主軸方式，架表位置不在軸瓦處，因彎曲度不同而有一點點誤差。架表時注意同一個高度即可以消除不均勻問題。

此外，測量時還需特別注意一點，在測量間隙移軸時，會存在因間隙不均勻，鄰近軸瓦間隙小，導致移軸過程中，鄰近軸瓦已經抱軸，而所測位置的軸領尚有間隙，出現間隙測量操作錯誤的情況，消除辦法是將鄰近軸瓦拆除后再進行測量。

6 結語

經工藝的改進后，效率得到了提升。“軸移法”是值得廣泛推廣的一個相對簡便方法。