中間軸聯(lián)軸器晃度和瓢偏超標(biāo)的現(xiàn)場處理
2019-11-06 作者：陳習(xí)軍
摘 要：針對(duì)某600MW超臨界汽輪機(jī)組在安裝過程中，中間軸與#1低壓轉(zhuǎn)子正常連接后，中間軸電端聯(lián)軸器外圓晃度和端面瓢偏超標(biāo)的現(xiàn)象，通過反復(fù)的檢測，分析其產(chǎn)生的原因。通過手工研磨中間軸兩端聯(lián)軸器端面的方法，消除聯(lián)軸器端面的偏斜，找正端面與軸心線的垂直度，現(xiàn)場解決了需返廠才能處理的發(fā)電主設(shè)備制造缺陷，保證了汽輪機(jī)的安裝質(zhì)量，節(jié)約了安裝工期。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；聯(lián)軸器；瓢偏；處理
某公司#3汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的CH01型600MW單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、純凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為CLN600-24.2/566/566。機(jī)組設(shè)計(jì)為積木塊結(jié)構(gòu)，高中壓積木塊采用三菱公司的成熟設(shè)計(jì)，低壓積木塊以哈汽成熟的600MW機(jī)組積木塊為母型，與三菱公司一起改進(jìn)設(shè)計(jì)。
該型機(jī)組整個(gè)軸系有9道支持軸承和1道推力軸承，其中高中壓轉(zhuǎn)子、#1、#2低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子都為雙軸承支撐，勵(lì)磁小軸為單軸承支撐（如下圖所示，X為中間軸）。
#3汽輪機(jī)的中間軸到現(xiàn)場后，各外形尺寸校核合格，將中間軸調(diào)端聯(lián)軸器按制造廠鋼印標(biāo)記與#1低壓轉(zhuǎn)子電端聯(lián)軸器廠家標(biāo)記相對(duì)應(yīng)，與#1低壓轉(zhuǎn)子用臨時(shí)螺栓連接后，當(dāng)同心度在0.02mm以內(nèi)時(shí)，測得中間軸電端聯(lián)軸器的外圓晃度為0.085mm、瓢偏卻在0.02mm以內(nèi)，具體數(shù)據(jù)見表一、圖2、圖3。
從表一所列數(shù)據(jù)看出，中間軸的晃度在各斷面的值基本上都在①點(diǎn)方位，并且自調(diào)端至電端逐漸放大，電端聯(lián)軸器處的晃度值達(dá)到0.085mm，大大超過了標(biāo)準(zhǔn)的要（0.04mm）。
從圖3所列數(shù)據(jù)可以看出，#1低壓轉(zhuǎn)子電端聯(lián)軸器的端面瓢偏值僅為0.005mm，值在⑦點(diǎn)方位，瓢偏度非常好。從圖2所列數(shù)據(jù)可以看出，中間軸與#1低壓轉(zhuǎn)子臨時(shí)連接后，中間軸電端聯(lián)軸器端面瓢偏值為0.0175mm，符合標(biāo)準(zhǔn)（≤0.02mm）要求，值在③點(diǎn)方位；中間軸兩端聯(lián)軸器端面的平行度較好。結(jié)合表一所列中間軸的晃度數(shù)據(jù)分析，中間軸的兩個(gè)聯(lián)軸器端面與軸心線不垂直，如圖4所示：
中間軸與#1低壓轉(zhuǎn)子連接后，中間軸的實(shí)際軸心線與#1低壓轉(zhuǎn)子的軸心線不在一條直線上，兩轉(zhuǎn)子連線在中間軸與#1低壓轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器結(jié)合面存在一個(gè)折點(diǎn)。將中間軸按制造廠鋼印標(biāo)記調(diào)轉(zhuǎn)180º與#1低壓轉(zhuǎn)子連接后，測得各處晃度值與表一類似，具有非常高的重現(xiàn)性，證明上述所列各數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確。
處理方案：
經(jīng)多方討論，并多次與制造廠進(jìn)行交流，確定了手工研磨中間軸兩端聯(lián)軸器端面的方法來消除端面的偏斜，找正端面與軸心線的垂直度。中間軸電端聯(lián)軸器①點(diǎn)方位晃度大，只需將調(diào)端聯(lián)軸器與①點(diǎn)相對(duì)的⑤點(diǎn)方位適當(dāng)磨低，即可達(dá)到消除連軸后電端聯(lián)軸器晃度大的目的。⑤點(diǎn)方位的研磨量Δ為：Δmax=(0.085÷2)×978÷1576.3=0.026（mm）；其它各方位的研磨量應(yīng)自⑤點(diǎn)至①點(diǎn)沿直徑方向比例遞減，①點(diǎn)方位需研磨的理論值為0。如圖5所示：
具體研磨方法如下：
1）準(zhǔn)備一塊500×500mm零級(jí)精研平板，作為調(diào)端聯(lián)軸器端面研磨后的平面度檢測工具。
2）將中間軸調(diào)端聯(lián)軸器向上置于大型立式車床夾具上，在車床刀架上固定一只百分表，并找正、將中間軸夾牢固，使①點(diǎn)百分表讀數(shù)為2.50，而⑤點(diǎn)讀數(shù)為2.526（2.50+Δmax）；
同時(shí)，以①－⑤點(diǎn)直徑線為對(duì)稱線，兩邊點(diǎn)位的百分表讀數(shù)應(yīng)相同，防止磨偏。
3）以點(diǎn)⑤點(diǎn)為中心，用油石沿圓周方向研磨聯(lián)軸器端面。
4）在研磨幾次后，要盤動(dòng)中間軸，用百分表檢查各方位的研磨量，并用平板涂紅丹粉檢查聯(lián)軸器端面的平面度。
5）多次重復(fù)研磨、測量，防止過量研磨及磨偏。直至研磨量偏差≤0.005mm；聯(lián)軸器端面與平板的接觸面積≥80%且接觸均勻。
調(diào)端聯(lián)軸器端面研磨完成后，將中間軸連到#1低壓轉(zhuǎn)子上，測得中間軸電端聯(lián)軸器的圓周晃度值見表二：
上表數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過研磨中間軸調(diào)端聯(lián)軸器端面后，電端聯(lián)軸器的外圓晃度0.02mm，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
但隨之而來的是電端聯(lián)軸器端面瓢偏超標(biāo)，同樣采用油石對(duì)電端聯(lián)軸器端面瓢偏高點(diǎn)進(jìn)行研磨。所不同的是，因電端聯(lián)軸器端面的中部為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，無法用標(biāo)準(zhǔn)平板檢驗(yàn)端面的平面度，必須事先自制一塊弧形平板，其內(nèi)外徑與電端聯(lián)軸器端面需研磨部分的內(nèi)外徑相同，約80º～90º弧長即可（該弧形平板可預(yù)先加工好備用）。另外，研磨電端聯(lián)軸器時(shí)，可直接連在#1低壓轉(zhuǎn)子上，檢驗(yàn)時(shí)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子檢測瓢偏，可省去一次拆裝中間軸的工序，節(jié)省了工期和勞動(dòng)力。研磨后中間軸聯(lián)軸器電端的瓢偏為0.01mm，符合要求。如圖6所示：
經(jīng)過對(duì)中間軸兩端聯(lián)軸器端面的現(xiàn)場手工研磨處理，中間軸與#1低壓轉(zhuǎn)子連接后，其電端聯(lián)軸器的圓周晃度和瓢偏值都遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值的要求，保證了各轉(zhuǎn)子能夠連成一條光滑的曲線，為將來機(jī)組投產(chǎn)后的安全運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。投產(chǎn)后，機(jī)組各軸承處的軸振值都≤76μm（如下表所示），證明這次中間軸缺陷的現(xiàn)場處理是非常成功的。
對(duì)于這種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸的制造缺陷，按以往返廠修理的常規(guī)處理方法，返修至少需要12～15天，將嚴(yán)重影響汽輪機(jī)本體安裝乃至工程建設(shè)的整體進(jìn)度，損失較大。本次中間軸缺陷的現(xiàn)場處理，從確定方案到處理完工，僅用了3天時(shí)間，保證了現(xiàn)場安裝的工程進(jìn)度，且成本費(fèi)用也很低，在工程中遇到同類問題時(shí)，值得借鑒。
參考文獻(xiàn)及作者
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