大型立式軸流泵機組固定件與轉(zhuǎn)動件安裝高差的確定及測量

李國強，邵 凱，蘭雙雙

（天津引灤工程爾王莊管理處，天津 寶坻301802）

大型立式軸流泵機組固定件與轉(zhuǎn)動件安裝高差的確定及測量

李國強，邵 凱，蘭雙雙

（天津引灤工程爾王莊管理處，天津 寶坻301802）

通過對天津引灤工程爾王莊管理處暗渠泵站新安裝的機組運行前后記錄的總結(jié)，分析了電機定轉(zhuǎn)子磁場中心高差和泵葉片上下間隙在機組運行前后的差異及其影響因素，確定機組固定件與轉(zhuǎn)動件的合理安裝高差及其測量調(diào)整的方法，以保證機組運行時磁場中心高差合格和上下葉片間隙均勻，指出安裝時應(yīng)保證轉(zhuǎn)動件與固定件之間有足夠頂車間距。

大型立式軸流泵機組；磁場中心高差；葉片間隙；安裝高差；頂車間距

1 機組運行對磁場中心高差和葉片間隙要求

定轉(zhuǎn)子磁場中心高差和葉片間隙即葉片與泵外殼間隙是兩個重要的結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)，它們?nèi)Q于有關(guān)固定件與轉(zhuǎn)動件的安裝高差。如圖1所示。

爾王莊管理處暗渠泵站水泵機組采用的是大型立式同步電動機，靠定子對轉(zhuǎn)子的磁拉力帶動主軸轉(zhuǎn)動。在機組軸線調(diào)整后，按磁場中心（即定子矽鋼片中心），核對定子安裝高程。高差值為定子矽鋼片有效長度的0%～0．5%。該高差值為機組運行時的動態(tài)高差值，這樣既保證了定子對轉(zhuǎn)子有微小的向上拉力，減小推力軸承載荷1%左右（高差為最大允許值時），使其運轉(zhuǎn)加快，提高電機機械效率，從而提高電磁效率和有效功率。

圖1 大型立式泵機組磁場中心高差與葉片間隙

在葉輪外殼組裝后即可對葉輪間隙進行測量，水泵葉輪間隙過大，則泄漏量過大，泵效率低；葉片間隙過小，則容易發(fā)生間隙氣蝕及葉片碰殼。設(shè)計單邊葉片間隙為δ設(shè)＝0．001D（D為葉輪直徑）。葉片外緣及泵體外殼為球面，運行時要求葉輪中心與泵體外殼中心高程基本重合，葉片的四周、上下間隙均勻。對軸流泵，葉輪偏高，則下間隙大，上間隙小；反之，上間隙大，下間隙小。在實際運行中，由于轉(zhuǎn)動部分的軸向力和水平推力會使轉(zhuǎn)動部分略有下垂，故葉輪間隙最好是下部略大于上部。

2 安裝高差的合理確定及其測量校核

2．1 定子下端面與設(shè)計葉輪中心高差

對水泵葉輪與泵體外殼進行預(yù)裝，使葉片間隙相等，達到葉輪中心與泵體外殼中心同高，根據(jù)部件實際尺寸向上推算出安裝時定轉(zhuǎn)子磁場中心同高，葉輪、泵體外殼中心同高時定子下端面與設(shè)計葉輪中心高差△H0［2］。

考慮到軸橫放時測量其長度，組裝后產(chǎn)生靜伸長△L靜，運行后產(chǎn)生動伸長△L動，即轉(zhuǎn)子中心至葉輪中心長度增大了△L靜＋△L動。另外運行時要求定子磁場中心較轉(zhuǎn)子磁場中心高i＝0%～0．5%H1，則要求運行時上下兩中心重合，對應(yīng)的定子下端面與設(shè)計葉輪中心實際安裝高差為：

安裝時，式中i一般取中間值，以保證上下有最大允許誤差。通常△H較△H0大1～1．6mm。△H減去基礎(chǔ)板調(diào)整墊鐵厚度，檢查混凝土面實際高程是否滿足要求，不滿足要求時需要進行修鑿或加高，加墊處理。定子就位后，檢查定子上端面高程和鐵芯垂直度應(yīng)合適，不合適時調(diào)整墊鐵滿足要求。

2．2 磁場中心高差

設(shè)由安裝前實測的有關(guān)部件高度推算出定轉(zhuǎn)子磁場中心重合時定子上端面與轉(zhuǎn)子磁軛上端面高差為K?？紤]到機組運行后上機架產(chǎn)生動撓度，轉(zhuǎn)動部分下沉值f，靜止安裝時，電機定轉(zhuǎn)子磁場中心高差應(yīng)為：

運行后轉(zhuǎn)子下降f，磁場中心高差增大f，實際高差為i，符合要求。安裝時，實測定子上端面至轉(zhuǎn)子磁軛上端面高差k0控制轉(zhuǎn)子高程，應(yīng)使k0＝k＋i0＝k＋i，考慮i值范圍，則：

調(diào)整推力軸承抗重螺栓高度，使k0滿足式（3）要求。

2．3 葉輪中心與泵體外殼中心高差

如果機組安裝中定子高程、轉(zhuǎn)子高程確定，安裝準(zhǔn)確無誤，誤差符合要求，則葉輪中心與泵體外殼中心高差應(yīng)符合要求，但需實測校核。葉輪中心與泵體外殼中心高差無法直接測得，而是經(jīng)實測上下葉片間隙推算而得。葉片間隙采用楔型竹塞尺涂白粉筆及外徑千分尺測得。

安裝時要求葉輪中心高于泵體外殼中心，高差值為：

△h為0．5～1．0mm， 軸流泵對應(yīng)的安裝間隙要求下間隙較上間隙大5%～15%［3］，運行后葉輪下沉，上下間隙基本相等。

影響葉片間隙的因素除了葉輪中心與泵體外殼中心高差外，還有其他方面：

（1）在同一方位上，葉輪間隙均偏大或偏小，一般是由葉輪外殼不同心或變形失圓造成的，可用千斤頂進行調(diào)整。

（2）同一葉片在葉輪外殼四周的間隙均偏大或偏小，說明葉片外圍失圓，葉片長短不一致，安裝前可用葉輪測量工具進行測量，找出失圓度，進行處理。

（3）葉片上下部間隙不均勻，若上部間隙太大，表明定子高程偏低，若上部間隙太小，則表明定子高程偏高，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，可檢查一下磁場中心，若條件允許，可用升高或降低推力軸承抗重螺栓的方法解決。

3 保證頂車間距的部位

大型立式軸流泵機組安裝和起動前常需要在電機下機架上架設(shè)千斤頂或用制動器通入高壓油將轉(zhuǎn)子及整個轉(zhuǎn)動部分頂起，以便處理或讓推力軸承鏡板與推力瓦之間充油，落下后再起，頂車高度為3～5mm。安裝時若不注意，轉(zhuǎn)動部件與上部固定件間沒有足夠的空間，頂車時轉(zhuǎn)動部分上升將受到阻礙而不能頂車，甚至造成事故。在以下部位需要注意留有頂車間距：①葉輪最大葉片安放角時，葉片出水邊與導(dǎo)葉片進水邊之間距；②葉輪輪轂上端面與導(dǎo)葉輪轂下端面之間距；③水泵油軸承下部端面水封與空氣圍帶水封裝置靜環(huán)座上部間距；④水泵油軸承下部轉(zhuǎn)動油盆蓋與上面軸承體之間距；⑤液壓式全調(diào)節(jié)水泵上部操作油管外油管法蘭與上部受油器體底之間，在最大葉片角時應(yīng)有足夠頂車間距，該距離可以通過調(diào)整受油器底座下面的墊板厚度得以保證。

4 結(jié)語

通過對天津引灤工程爾王莊管理處暗渠泵站新安裝的2號機組運行前后記錄的總結(jié)，得出大型立式泵機組轉(zhuǎn)動件與固定件的安裝高差影響著電機定轉(zhuǎn)子磁場中心高差、水泵葉片間隙和頂車間距。

（1）現(xiàn)行的安裝方法大都只保證安裝時部件高差配合，很少考慮機組運行的影響。

（2）影響固定件與轉(zhuǎn)動件高差的因素有：部件實際高度或長度與設(shè)計值的偏差、電機上機架動撓度、機組軸線伸長等。為保證運行時電機磁場中心高差和葉片間隙合格，確定部件安裝高差應(yīng)考慮上述因素的影響。

（3）為機組頂車不受阻礙，應(yīng)注意保證轉(zhuǎn)動件與固定件之間有足夠的頂車距離。

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［6］陳固．水泵學(xué)［M］．北京：水利電力出版社，1933．

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TV74

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1672-9900（2010）05-0067-03

2010－09－17

李國強（1977－），男（漢族），天津?qū)氎嫒耍呒壒こ處?，主要從事水庫管理工作，（Tel）13602129786。