燈泡貫流式機(jī)組水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配

楊銳光

四川蜀港水電工程技術(shù)有限責(zé)任公司， 四川成都 610000

0 引言

貫流式機(jī)組用于極低水頭的反擊型水輪機(jī)。其轉(zhuǎn)輪成螺旋漿形，有3-6 輪葉，一般成臥式布置，機(jī)組軸線成水平線或傾斜的直線。燈泡貫流式水輪機(jī)直接通過大軸與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)全泡在封閉的燈泡體內(nèi)，燈泡體則設(shè)置于流道中，這種發(fā)電機(jī)適用于普通的河床式水電站。

筆者先后參加安裝過多臺(tái)進(jìn)口及我國(guó)自行研制的大型燈泡貫流式機(jī)組。燈泡貫流式機(jī)組因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配精度高等特點(diǎn)，決定了每一步的裝配技術(shù)含量要求都很高。燈泡貫流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪所需的全部環(huán)量均由導(dǎo)水機(jī)構(gòu)形成，因此導(dǎo)水機(jī)構(gòu)對(duì)貫流機(jī)組而言尤為重要。

下面介紹本人對(duì)XX 電廠燈泡貫流式機(jī)組（單機(jī)容量20MW，轉(zhuǎn)輪直徑6.4M）水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（見圖1）的裝配過程。

1 外配水環(huán)與導(dǎo)葉的裝配（裝配示意圖見圖2）

外配水環(huán)內(nèi)表面為過流面，球面上均布16 只導(dǎo)葉軸孔，軸孔中心線與工作回轉(zhuǎn)軸線成600 夾角，工件最大外徑為Φ9500mm，最小內(nèi)徑為Φ6443.5mm，工件高為2180mm，重量為46.23t。導(dǎo)葉上、下端面為球面，凸球面端有一長(zhǎng)350mm，直徑為Φ250mm 和Φ200mm 的臺(tái)階軸頸，凹球面端在瓣體中心處有一Φ145mm 軸孔，瓣體進(jìn)出水邊密封面為三維空間平面。瓣體長(zhǎng)度為2204.5mm，工件重量為2.8t。

外配水環(huán)由于尺寸較大，為方便運(yùn)輸，加工成4 件，到工地廠房后，再進(jìn)行組裝。裝配時(shí)，用刀口尺檢查各加工面是否達(dá)到圖紙的要求。合格便可對(duì)外配水環(huán)進(jìn)行組裝，先把它們放在一平臺(tái)上就好位，把各組合件用螺栓戴住，并檢查各聯(lián)接口和法蘭面是否平齊，接著把法蘭組合螺栓擰緊，同時(shí)打緊銷釘。螺栓擰緊后，用0.05mm 塞尺檢查各組合面是否緊貼，同時(shí)用刀口尺檢查各組合件法蘭面各連接口之間是否有臺(tái)階，如果有，則進(jìn)行修磨，直至平整。裝配好外配水環(huán)后，接下來便可裝配導(dǎo)葉。

圖2

將組合好的外配水環(huán)墊在8 個(gè)高為680mm 的鐵墊座上。在導(dǎo)葉瓣體上裝一5t 的手拉葫蘆，用天車吊起導(dǎo)葉，并調(diào)整導(dǎo)葉使其軸線與水平面大概成300 角，將導(dǎo)葉軸頸引入外配水環(huán)的套筒內(nèi)，同時(shí)從外配水環(huán)外側(cè)將拉導(dǎo)葉的工具螺桿旋入導(dǎo)葉軸端，并將支撐工具放在外配水環(huán)導(dǎo)葉軸孔的平面上。用一鋼絲繩將5t 手拉葫蘆連到外配水環(huán)的吊攀上，調(diào)整導(dǎo)葉軸端的螺桿和手拉葫蘆，使導(dǎo)葉凸球面接近外配水環(huán)的內(nèi)球面。外配水環(huán)和導(dǎo)葉球面的設(shè)計(jì)間隙為2mm，裝配時(shí)較難控制，后采用在外配水環(huán)和導(dǎo)葉球面間墊2mm 銅片，同時(shí)將導(dǎo)葉拉緊（見圖3），這樣處理，既保證了安裝速度，同時(shí)也保證了設(shè)計(jì)要求。裝入導(dǎo)葉后，在導(dǎo)葉瓣體下端用木樁支承。按此方法可將16瓣導(dǎo)葉裝配在外配水環(huán)止。

圖3

2 控制環(huán)裝配

導(dǎo)葉的關(guān)閉和開啟主要是通過接力器的推動(dòng)而帶動(dòng)控制環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)來完成?？刂骗h(huán)上有16 只小耳朵鋼板，傾斜均布地焊在控制環(huán)大法蘭平面上，兩只大耳孔布置在大法蘭的1800 位置的平面上，大小耳孔中心線成600 夾角。大法蘭的內(nèi)孔和下平面加工出一斜面，與外配水環(huán)的梯形槽對(duì)應(yīng)，其中外配水環(huán)的梯形槽是安裝Φ60mm，總數(shù)為380 個(gè)不銹鋼鋼球，作為控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。

先把梯形槽清掃干凈，把380 個(gè)不銹鋼鋼球依次放在槽中，在槽中加填防水、防銹鋰基脂。安裝時(shí)，控制環(huán)的+X 線與外配水環(huán)上的導(dǎo)葉全關(guān)位置線對(duì)齊。將控制環(huán)調(diào)平并對(duì)正球軸承槽，裝入鋼球及軸承壓板，均勻擰緊壓板，并在壓板上布置一定數(shù)量的千分表，在擰緊壓板螺釘?shù)耐瑫r(shí)，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視千分表變化，在千分表不動(dòng)的瞬間，應(yīng)停止調(diào)整，此時(shí)說明鋼球與槽之間已無間隙。

裝好控制環(huán)后，便可用連接板和連桿將導(dǎo)葉與控制環(huán)的16 個(gè)小耳朵連接，連接板與連桿為偏心銷聯(lián)接，采用偏心銷聯(lián)接連避免了因?yàn)檠b配時(shí)所產(chǎn)生的累積誤差。連接板的兩個(gè)軸孔內(nèi)裝有球軸承，它們都布置在外配水環(huán)的背面，控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)連桿運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)。裝好連桿等后，必須試驗(yàn)控制環(huán)與導(dǎo)葉連接后的靈活性，我們?cè)谕馀渌h(huán)的平面上安裝三個(gè)手拉葫蘆，由三個(gè)操作者同時(shí)拉動(dòng)手拉葫蘆，控制導(dǎo)葉的全開、全關(guān)是否到位、靈活。

3 導(dǎo)葉與內(nèi)配水環(huán)的裝配

內(nèi)配水環(huán)表面為球面和圓錐面，是過流面，球面上同樣均布16 只導(dǎo)葉軸孔，軸孔中心線與工件回轉(zhuǎn)線成600 夾角，工件最大外徑Φ4710.8mm，最小內(nèi)徑Φ2560mm，工件高1810mm，重量為11.3t。內(nèi)配水環(huán)裝配在主軸上，已跟主軸先吊入機(jī)坑就好位。

外配水環(huán)翻身前，為避免導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)使16 個(gè)導(dǎo)葉處于全關(guān)位置，我們用搭板將導(dǎo)葉焊牢，使導(dǎo)葉在外配水環(huán)翻身時(shí)不擺動(dòng)。將組裝好的外配水環(huán)及導(dǎo)葉在安裝間用吊車翻身后，將它們吊進(jìn)機(jī)坑，就位后，用已預(yù)埋好的管形座調(diào)整螺釘調(diào)整外配水環(huán)的中心及位置，調(diào)整后，將外配水環(huán)擰緊在管形座上，然后鉆絞外配水環(huán)和管形座的定位銷孔，將導(dǎo)葉之間的搭板抽掉。接下來便是把導(dǎo)葉與內(nèi)配水環(huán)連接。首先把調(diào)整螺桿安裝在導(dǎo)葉及內(nèi)配水環(huán)上，將內(nèi)樞軸串入調(diào)整螺桿，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺母將內(nèi)樞軸裝入導(dǎo)葉瓣體內(nèi)便可。

4 結(jié)論

對(duì)大型機(jī)電設(shè)備的安裝，零部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配工藝要求高，安裝的精度是關(guān)系到機(jī)組能否正常運(yùn)作的關(guān)鍵，因?yàn)槟呐轮挥袠O小的偏差，都會(huì)影響到整個(gè)機(jī)組的裝配質(zhì)量。在安裝過程中，各個(gè)工種應(yīng)緊密配合，每一步的裝配精度都保證達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)還應(yīng)做好裝配過程中的文字、數(shù)字等記錄工作，為機(jī)組正確裝配提供科學(xué)的依據(jù)，這就要求裝配者熟悉設(shè)備的圖紙和有較為嫻熟的裝配工藝，同時(shí)還應(yīng)有一個(gè)科學(xué)合理的裝配流程。

[1]水利水電建筑安裝安全技術(shù)工作規(guī)程.水力電力出版社，1982.

[2]劉云.中小型水輪發(fā)電機(jī)的安裝與維修.機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[3]林亞一.水輪發(fā)電機(jī)的安裝與維修.中國(guó)水力水電力出版社，2000.