大型立式軸流水泵的機電部件安裝精度控制措施

曹勝根

（廣東潮通集團有限公司，廣東增城511340）

0 前言

軸流泵的特點是揚程低、流量大、效率高、投資省，其中立式軸流泵占地面積小，在排水泵站中應(yīng)用越來越廣泛，但軸流泵（特別是大型解體出廠的軸流泵）安裝工藝復(fù)雜、安裝精度要求高，若精度達不到要求會嚴(yán)重影響機組運行、縮短使用壽命甚至出現(xiàn)事故。立式軸流泵各部件的高程、水平、同心、擺度和間隙等參數(shù)是安裝過程中需要測量、調(diào)整與控制的關(guān)鍵點。

1 準(zhǔn)備工作的措施

（1）制訂可行的計劃，熟悉圖紙，確定安裝順序，以及確定尺寸鏈。一般先安裝水泵后安裝電機，先安裝固定部件后安裝傳動部件，但也有先安裝電機后安裝水泵的，根據(jù)工程特點確定。

（2）準(zhǔn)備的各種測量儀器，如千分表、百分表、卡尺、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、水平儀、求心儀等要校驗合格。

（3）逐件清點設(shè)備零部件，對照圖紙資料檢查規(guī)格尺寸是否符合要求，無誤后妥善保管；按要求清洗設(shè)備零部件，特別是重要配合面徹底清洗干凈，如有碰撞毛刺要作修刮處理。

（4）為了保證安裝精度，與裝配有關(guān)的尺寸及配合公差逐項進行檢查，比如：葉輪室和轉(zhuǎn)輪的高度、圓度和中心；水泵軸和傳動軸的彎曲度；水泵軸長度、軸頸與軸承配合間隙；電機轉(zhuǎn)子軸長、定子內(nèi)徑、磁極圓度；推力頭與電機軸配合間隙和連接的鍵與鍵槽配合情況；葉片表面及葉輪外殼內(nèi)圓光潔度；軸瓦的砂孔或起殼現(xiàn)象等。有些尺寸預(yù)組裝后測量，比如葉輪外殼和葉輪預(yù)組裝找平后測出外殼四周與每個葉片上、下部之間的間隙，兩者相等才能說明葉輪外殼和葉輪水平中心線一致；預(yù)組裝找平后還需測量葉輪頂面到葉輪外殼上法蘭面的距離，以及其他有關(guān)尺寸備用；組裝泵體部件時，導(dǎo)葉體和葉輪體外殼等各個部件的軸線均應(yīng)與泵座軸線重合。

（5）檢查地腳螺栓孔等預(yù)留孔的位置與尺寸大小、混凝土強度是否合格，檢查水泵梁和電機梁的高程和水平，如不滿足要求須調(diào)整和處理；用座漿法在基礎(chǔ)表面地腳螺栓處埋設(shè)墊鐵，建議各墊鐵頂面水平誤差不超過0.2 mm/m；水泵和電機底座下面設(shè)調(diào)整墊鐵，用于調(diào)整機組高度和水平度；墊鐵用鋼板或鑄鐵件制作，斜墊鐵建議斜邊坡度為1/10～1/25，尺寸按接觸面受力不大于3 kN/cm2來確定，墊鐵平面加工粗糙度為▽5。

（6）制訂可靠措施防止安裝過程中碰傷或劃傷導(dǎo)軸承瓦、推力瓦、鏡板等的加工面。

2 泵體就位安裝的措施

（1）組裝前檢查各零部件，應(yīng)無損傷、無銹蝕，將其清洗潔凈，配合面涂潤滑油，并按裝配零部件的標(biāo)記分類放置。

（2）組裝時先校正泵體中間連接管水平度，建議水平度誤差不超過0.04 mm/m，再將出水彎管吊放在中間接管法蘭面上，要求出水彎管中心線和出水管中心線一致，建議誤差控制在±5 mm內(nèi)，在出水管二期混凝土預(yù)留孔洞內(nèi)上下左右用4個大螺栓頂緊出水管，用螺栓將泵體同心調(diào)整合格。

（3）彎管導(dǎo)葉組合體安裝以出水彎管上的導(dǎo)軸承面為校準(zhǔn)面，用水平儀校正出水彎管的水平度，調(diào)整墊片使之水平，然后固定好；水泵底座與葉輪外殼組合在一起的結(jié)合面應(yīng)接觸良好，用0.05 mm塞尺檢查不入；標(biāo)高應(yīng)符合要求，用等高墊鐵放在葉輪外殼上平面上，再在上面架一條不平度小于0.04 mm/m的平尺，用0.02 mm/m的方水平儀檢驗，用千斤頂找正；泵座法蘭面的安裝水平偏差不應(yīng)大于0.05/1000。

（4）泵體安裝要保證其出水彎管軸承和導(dǎo)葉體內(nèi)的軸承垂直同心，建議采用電氣法測量，如果測量出同心度不符合要求，則移動出水彎管進行調(diào)整，直至符合要求，然后在出水彎管和中間連接管的法蘭面上，互成120°裝3個定位銷固定以防垂直和同心改變。

（5）葉輪外殼標(biāo)高、水平和同心復(fù)核無誤后才能灌注二期混凝土，灌注時防止同心改變。泵體組裝找正調(diào)平后，當(dāng)?shù)啬_螺栓處混凝土強度達到90%以上時，才能組裝其轉(zhuǎn)動部件。

（6）葉輪和葉輪外殼均要找平，葉輪外殼四周與每個葉片的間隙應(yīng)均勻，每個葉片上部和下部的間隙應(yīng)相等。

3 電機就位安裝的措施

（1）用墊鐵調(diào)節(jié)下機架的水平和高程，偏差控制在允許范圍內(nèi)，這是保證電機座安裝精度的前提。

（2）電機座安裝位置通過預(yù)裝確定，測出泵軸上端聯(lián)軸器的平面高程，計算出電機座的安裝高程，以電機座上軸承座面為校準(zhǔn)面測量水平度，調(diào)整墊片使之水平。

（3）電機定子安裝前檢查緊固件是否牢固，絕緣是否良好，做定子耐壓試驗，然后將機殼與基礎(chǔ)板連好，與定子一并就位。

（4）用墊鐵調(diào)整水平和高程時，墊鐵尺寸與基礎(chǔ)板相同，與混凝土接觸面不少于70%，接觸良好，平穩(wěn)放在基礎(chǔ)板下面，將平尺放在定子上法蘭上表面，用合像水平儀測量水平度，誤差應(yīng)符合要求。同時復(fù)核標(biāo)高和坐標(biāo)，經(jīng)復(fù)核底面標(biāo)高和縱橫中心線合格后才能灌定子二期混凝土。

（5）定子安裝高程確定方法：其與水泵葉輪的尺寸鏈關(guān)系是：

Hd=Hz+Z+L1+L2+1.0-S0

式中：Hd——電機定子上法蘭高程；

Hz——葉輪外殼上法蘭高程；

Z——轉(zhuǎn)子磁軛上平面到定子上法蘭上平面的實測距離；

L1——水泵軸的實測長度；

L2——電機軸下平面到轉(zhuǎn)子磁軛上平面的實測距離；

1.0 ——轉(zhuǎn)子磁力中心應(yīng)低于定子磁力中心高差，mm；

S0——葉輪上平面到葉輪外殼上法蘭面的實測距離。

（6）用電氣法在定子鐵芯上下兩端測量電機上、下機架兩部位、定子上下兩部件的同心度，調(diào)整至符合要求；校正電機座傳動軸孔與出水彎管上的泵軸孔的同心度。

（7）定子通過調(diào)整水平、高程、垂直、同心后擰緊螺栓、焊勞墊鐵及基礎(chǔ)板。

（8）上機架安裝時先對上機架和定子的油槽進行滲漏實驗，用細棉紗擦凈油槽，檢查結(jié)合面是否全接觸，建議其中心位置與定子中心的誤差控制在±1.5 mm內(nèi)，水平度誤差小于0.02 mm/m。

（9）轉(zhuǎn)子安裝時先檢查各連接的牢固性，對轉(zhuǎn)子測圓檢查，做耐壓試驗；為了防止吊裝時碰壞定子線圈，用紙箔或2 mm厚塑料板墊在定子和轉(zhuǎn)子空隙內(nèi)；測量轉(zhuǎn)子磁極與定子鐵芯的上、下部空氣間隙，比較上部或下部的最大及最小空氣間隙與平均空氣間隙之差，建議差值控制在平均空氣間隙的±10%內(nèi)。

（10）檢查集電環(huán)與炭刷的接觸面和壓力是否符合技術(shù)文件要求；檢查氣隙盤車是否正常。

4 水泵主軸、傳動軸、推力頭、聯(lián)軸器組裝的措施

（1）用水平儀測量、微調(diào)基礎(chǔ)環(huán)使泵主軸垂直度及主軸聯(lián)軸器結(jié)合面高程符合要求；聯(lián)軸器端面水平度偏差不超過規(guī)定值，聯(lián)軸器端面間接觸嚴(yán)密無間隙，螺栓均勻擰緊；電機軸與泵軸組裝時，同軸度偏差應(yīng)符合要求；在傳動軸上端彈性聯(lián)軸節(jié)端面中央縱橫安放水平儀測量，來調(diào)整傳動裝置底座，從而調(diào)整傳動軸垂直度和同軸度，使之符合要求。

（2）為了保證精度，推力軸承安裝前，推力瓦需刮瓦，刮瓦要點是：刮刀鋒利，每刮研一次，所刮軸瓦的刀痕互成90°，粗刮時刀痕寬，細刮時刀痕按接觸點分布情況換次刮，不東挑西剃，精刮時最大最亮的接觸點全刮掉。

（3）推力頭安裝時檢查形位公差及與電機軸的配合公差，孔徑內(nèi)用內(nèi)徑千分尺檢查，與鏡板的接觸面用平尺和塞尺檢查，0.02 mm塞尺不入，用熱法配合，即推力頭在油槽內(nèi)用30#機油加熱至80～100℃使孔徑膨脹、間隙增加0.6～1.0 mm后擦凈再套在軸上。

（4）推力軸瓦受力調(diào)整措施：在電機聯(lián)軸器上架兩只相互垂直的百分表，用百分表法監(jiān)視機組中心受到的影響并進行調(diào)整，使每塊推力瓦都受力均勻。

（5）推力瓦水平和受力調(diào)整后，復(fù)核定子與轉(zhuǎn)子的磁場中心是否在允許的范圍內(nèi)。

5 軸線擺度的測量與調(diào)整的措施

（1）電機軸與泵軸連接后，盤車檢查泵軸在主軸承和填料函處以及電機的下導(dǎo)軸承處徑向跳動是否符合要求。測量調(diào)整電機軸、泵軸擺度的目的是使機組軸線各部位的最大擺度在規(guī)定的允許范圍內(nèi)，防止機組運行時軸擺動，使軸線擺度控制在一定范圍。

（2）測量軸線擺度的方法是：將電機軸下部的聯(lián)軸器和上部的導(dǎo)軸承沿圓周等分為8等份，各對應(yīng)等份的分點上下在同一垂直線上，在軸承和聯(lián)軸器處，互成90°放兩只千分表，表的測桿接觸被測表面，使表讀數(shù)為零，然后由專人指揮進行人工盤車，使電機軸順時針方向轉(zhuǎn)動，由專人監(jiān)視并分別記下各千分表讀數(shù)，分別將兩處互成180°（即千分表直徑方向）相對點的數(shù)值相減，其最大值是擺度圓直徑（即全擺度），聯(lián)軸器處的全擺度減去上導(dǎo)軸承處的全擺度為直線凈擺度，然后計算軸的傾斜度，并據(jù)此計算推力頭下面絕緣墊應(yīng)刮削的厚度。筆者認為，工程上按以下公式計算能夠滿足安裝精度的要求：

t=2Rr/L

式中：t——絕緣板所要刮去的最大厚度；

R——擺度圓直徑；

r——絕緣板半徑；

L——擺軸長度。

（3）用白布擦潔凈聯(lián)軸器法蘭面并清除毛刺，檢查定位止口配合尺寸是否符合要求，電機主軸軸線擺度測量合格后，即可將電機軸和水泵軸連接起來，連接后的兩聯(lián)軸器結(jié)合面，用透光法或0.05 mm塞尺檢查，不透光或塞尺不入為合格，然后測量機組軸線擺度，若擺度超過規(guī)定值，則刮磨電機和水泵的聯(lián)軸器連接面。電機軸承、法蘭處相對擺度、水泵軸承相對擺度、水導(dǎo)軸承的絕對擺度、被測部位的全擺度與上導(dǎo)軸瓦處的全擺度之差（凈擺度）均應(yīng)符合規(guī)定要求。

（4）需要注意的是：刮磨絕緣墊宜用推力瓦塊包上細砂布磨削，用外徑千分尺檢查厚度，刮磨后盤車檢查直至擺度符合要求；沿直徑方向刮磨量由t成線性比例遞減至0；絕緣板的分區(qū)編號須與推力頭的分區(qū)編號一致，每次按分區(qū)編號放置；兩軸連接處螺栓擰緊均勻一致，各法蘭連接面的接觸嚴(yán)密后再整機找擺度。

（5）主軸中心調(diào)整時，用上導(dǎo)軸瓦的承重螺栓推移主軸，在推力頭相對面處設(shè)互成90°的兩只百分表，用以測出推移值，同時觀察水泵下軸瓦處在同一方位上的兩只百分表的讀數(shù)是否相等，以了解主軸有否平行移動。調(diào)整結(jié)束后，盤車檢查，看調(diào)整后主軸是否處于自由狀態(tài)。

6 導(dǎo)軸承和軸承瓦裝配的措施

（1）安裝導(dǎo)軸承前導(dǎo)軸瓦要刮瓦，檢查電阻是否符合要求，調(diào)整上導(dǎo)軸瓦和推力頭間隙，使每側(cè)在0.08～0.15 mm之間。

（2）在常溫下裝配泵的橡膠水導(dǎo)軸承時，檢查兩導(dǎo)軸承（上、下導(dǎo)軸承）同軸度是否符合規(guī)定要求；水導(dǎo)軸承作為泵軸的徑向支承，考慮到橡膠膨脹因素，建議雙邊間隙控制在0.45～0.60 mm，且軸承與軸的間隙沿周邊均勻。

（3）檢查并調(diào)整，使軸承瓦在最大和最小擺度處的間隙符合規(guī)定要求。

（4）上下導(dǎo)軸瓦間隙調(diào)整措施：在軸頸處裝兩只互成90°的百分表監(jiān)視主軸移動，用小千斤頂將導(dǎo)軸瓦頂在軸上，再用塞尺測量瓦背與承重螺栓之間的間隙，調(diào)整上導(dǎo)軸瓦的單邊間隙和下導(dǎo)軸瓦的雙邊間隙并控制在規(guī)定值。

7 填料函安裝要求

填料函底座的中心、標(biāo)高和水平度以及填料盒的水平度、填料盒內(nèi)壁與軸的間隙、結(jié)合面應(yīng)符合規(guī)定要求；填料函與出水彎管的連接面嚴(yán)密；填料與主軸之間的間隙均勻并符合規(guī)定要求。

8 結(jié)語

大型立式軸流泵機組的安裝精度取決于各部件的安裝精度，以及相互之間的尺寸配合，為了減小累計偏差并預(yù)防安裝過程中人為或其他原因造成的再生偏差，需要在過程中各安裝節(jié)點控制好精度，也要重視事前的預(yù)控和中間的糾偏措施，以達到機組的整體安裝精度要求。