水輪機軸和發(fā)電機軸聯(lián)結(jié)找同心度工藝方法研究

李泰嶺+++翟志順

摘 要：文章介紹了美國標準IEEE水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找同心度的標準，并通過實例，闡述了聯(lián)軸找同心度的工藝方法。

關(guān)鍵詞：IEEE；聯(lián)軸；同心度；工藝

前言

隨著國內(nèi)制造行業(yè)的發(fā)展，涉外項目的增加，一些標準也需要與國際接軌，水輪發(fā)電機組的兩軸聯(lián)軸找同心度是涉及機組正式安裝后機組運行穩(wěn)定性和震動的重要指標，是由業(yè)主參加制作廠的一項驗收標準，國外水電項目和國內(nèi)比較重大的水電項目均采用國際標準IEEE. IEEE標準文件由美國電氣和電子工程師學會（IEEE）的技術(shù)委員會和美國電氣和電子工程師學會IEEE標準協(xié)調(diào)委員會編制，與傳統(tǒng)的兩軸找擺度檢測位置和標準有很大的不同。

通過溪洛渡、洪都拉斯水輪發(fā)電機組的水輪機軸和發(fā)電機主軸的聯(lián)軸找同心度實例，介紹了IEEE標準的運用和特殊軸的聯(lián)軸找擺度工藝方法，可供借鑒和參考。

1 IEEE標準簡介

1.1 簡介和范圍

本標準適用于整鍛軸法蘭尺寸和軸的跳動偏差。本標準包涵的軸和法蘭適用于水電設(shè)備中臥式和立式發(fā)電機與水輪機的連接。本標準不包括組焊軸、軸的應力和螺栓拉伸的數(shù)據(jù)。工業(yè)經(jīng)驗表明：軸的直徑由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）時，最好采用焊接軸而不采用鍛造軸。

1.2 軸擺度公差-工廠檢查

1.2.1 水輪機軸和發(fā)電機軸組合。當在工廠內(nèi)進行水輪機和發(fā)電機軸組合找正時，可在車床上旋轉(zhuǎn)檢查或在垂直校準平臺上進行。水輪機和發(fā)電機組合軸解體前應做好對應標記。通過固定在車床或工作臺上的檢測裝置所讀取的擺度（跳動）值不應超過表1的規(guī)定。

1.2.2 記錄。應準備一份標明檢測位置和測量值的軸的找正圖紙，供工地安裝單位參考。

附圖及表1說明：

水輪機軸和發(fā)電機軸組合公差（無中間軸）

表1

*如推力頭不與軸整鍛，對發(fā)電機軸與中間軸或水輪機軸組合結(jié)構(gòu)，沒有必要把推力頭重新裝在軸上進行車間檢查。

2 IEEE標準運用實例

2.1 溪洛渡水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找擺度實例

溪洛渡水輪發(fā)電機是三峽公司繼三峽左岸、三峽右岸之后開發(fā)的大型混流式機組，單機出力700MW，水輪機與發(fā)電機兩軸連接法蘭處直徑φ3430mm，水輪機軸與轉(zhuǎn)輪連接端外圓直徑φ3035mm，兩軸共重約208t。

2.1.1 設(shè)備情況：

a.我公司采用18M米重型機床，機床技術(shù)參數(shù)如下：

加工直徑 0～4300mm

中心高（到工件床身） 2800mm

中心高（到刀座床身） 3200mm

中心距 18000mm

兩頂尖間最大承重 250T

卡盤與一個中心架間最大承重 250T

兩個中心架間最大承重 250T

主電機功率 225Kw

卡盤轉(zhuǎn)數(shù) 0.3～120rpm

卡盤扭矩 260000NM

卡盤外卡范圍 600～4050mm

CNC走刀范圍 0～4800mm/min

快速移動 4800mm/min

切削力 200000N

b.吊車：70萬廠房吊車：采用兩個200噸吊車，聯(lián)合吊運。兩吊車聯(lián)吊間距12.5米，有效起吊高度大于15米，大約20米左右。

2.1.2 工藝方案：

a.找擺度采用夾發(fā)電機軸端圓，架水輪機軸端。在發(fā)電機軸端法蘭附近架一個中心架（作為輔助支撐），在水輪機軸遠端法蘭附近架一個中心架，利用加工的架子口，見圖（距離法蘭近端面約500mm）。

b.將兩軸分別吊到18米臥車上先精調(diào)發(fā)電機軸，再吊水輪機軸在機床上進行聯(lián)軸把合。

c.按ANSI/IEEE標準要求進行檢查，整圓要求均勻測量8點，作好分度標記，并作好檢測記錄。

2.2 洪都拉斯水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找擺度實例

2.2.1 洪都拉斯機組是軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機。特殊處是發(fā)電機軸熱套中心架精車后進行聯(lián)軸找擺度.裝夾方式為：夾水輪機端法蘭，架發(fā)電機軸發(fā)端架子口。

2.2.2 工藝過程

使用的機床為數(shù)控18m臥車。按水端法蘭和發(fā)端架子口找正后，使用千分表檢查各面跳動，發(fā)現(xiàn)發(fā)軸D2部位跳動超差，0.24mm，按常規(guī)處理方法兩軸相對旋轉(zhuǎn)90°、180°后，跳動有所好轉(zhuǎn)，但還是超差，拆開后單獨檢測水軸和發(fā)軸，全面檢查所有形位公差都滿足圖紙要求，精確確定兩軸聯(lián)接法蘭面的高低點，再次檢查跳動仍超差，根據(jù)全部檢查記錄和整個過程，進行分析，結(jié)論是因熱套轉(zhuǎn)子支架，中間過重導致?lián)隙却螅紤]機組運行時，立軸半傘式結(jié)構(gòu)，且有兩段軸承支撐固定：水導軸承，發(fā)導軸承，我們決定在水軸架子口處增加中心架，并請專家進行了專門計算，計算依據(jù)是根據(jù)兩軸重量和轉(zhuǎn)子支架重量及重量分布和機組運行時的工作油壓，給定中心架最大允許油壓，加上中心架后，各圓跳動明顯好轉(zhuǎn)，隨著壓力提升，跳動越來越好，升值2/3最大允許油壓后，所有跳動均滿足IEEE標準要求，我們與業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計部門共同開了個專題會議，獲得了業(yè)主的好評。最后的擺度數(shù)據(jù)如下：

注：B基準為水軸精車時車出的基準面，要求與水軸止口垂直度0.025mm。

檢查部位簡圖

3 結(jié)束語

標準的引進，是有利于開發(fā)國外市場，但在實際引用和運用標準時，要正確理解標準的精髓，要靈活運用標準，遇到特殊結(jié)構(gòu)的軸，常規(guī)方法無法滿足標準要求時，需采取特殊的工藝方法，這對生產(chǎn)順利進行是非常有必要的。endprint

摘 要：文章介紹了美國標準IEEE水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找同心度的標準，并通過實例，闡述了聯(lián)軸找同心度的工藝方法。

關(guān)鍵詞：IEEE；聯(lián)軸；同心度；工藝

前言

隨著國內(nèi)制造行業(yè)的發(fā)展，涉外項目的增加，一些標準也需要與國際接軌，水輪發(fā)電機組的兩軸聯(lián)軸找同心度是涉及機組正式安裝后機組運行穩(wěn)定性和震動的重要指標，是由業(yè)主參加制作廠的一項驗收標準，國外水電項目和國內(nèi)比較重大的水電項目均采用國際標準IEEE. IEEE標準文件由美國電氣和電子工程師學會（IEEE）的技術(shù)委員會和美國電氣和電子工程師學會IEEE標準協(xié)調(diào)委員會編制，與傳統(tǒng)的兩軸找擺度檢測位置和標準有很大的不同。

通過溪洛渡、洪都拉斯水輪發(fā)電機組的水輪機軸和發(fā)電機主軸的聯(lián)軸找同心度實例，介紹了IEEE標準的運用和特殊軸的聯(lián)軸找擺度工藝方法，可供借鑒和參考。

1 IEEE標準簡介

1.1 簡介和范圍

本標準適用于整鍛軸法蘭尺寸和軸的跳動偏差。本標準包涵的軸和法蘭適用于水電設(shè)備中臥式和立式發(fā)電機與水輪機的連接。本標準不包括組焊軸、軸的應力和螺栓拉伸的數(shù)據(jù)。工業(yè)經(jīng)驗表明：軸的直徑由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）時，最好采用焊接軸而不采用鍛造軸。

1.2 軸擺度公差-工廠檢查

1.2.1 水輪機軸和發(fā)電機軸組合。當在工廠內(nèi)進行水輪機和發(fā)電機軸組合找正時，可在車床上旋轉(zhuǎn)檢查或在垂直校準平臺上進行。水輪機和發(fā)電機組合軸解體前應做好對應標記。通過固定在車床或工作臺上的檢測裝置所讀取的擺度（跳動）值不應超過表1的規(guī)定。

1.2.2 記錄。應準備一份標明檢測位置和測量值的軸的找正圖紙，供工地安裝單位參考。

附圖及表1說明：

水輪機軸和發(fā)電機軸組合公差（無中間軸）

表1

*如推力頭不與軸整鍛，對發(fā)電機軸與中間軸或水輪機軸組合結(jié)構(gòu)，沒有必要把推力頭重新裝在軸上進行車間檢查。

2 IEEE標準運用實例

2.1 溪洛渡水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找擺度實例

溪洛渡水輪發(fā)電機是三峽公司繼三峽左岸、三峽右岸之后開發(fā)的大型混流式機組，單機出力700MW，水輪機與發(fā)電機兩軸連接法蘭處直徑φ3430mm，水輪機軸與轉(zhuǎn)輪連接端外圓直徑φ3035mm，兩軸共重約208t。

2.1.1 設(shè)備情況：

a.我公司采用18M米重型機床，機床技術(shù)參數(shù)如下：

加工直徑 0～4300mm

中心高（到工件床身） 2800mm

中心高（到刀座床身） 3200mm

中心距 18000mm

兩頂尖間最大承重 250T

卡盤與一個中心架間最大承重 250T

兩個中心架間最大承重 250T

主電機功率 225Kw

卡盤轉(zhuǎn)數(shù) 0.3～120rpm

卡盤扭矩 260000NM

卡盤外卡范圍 600～4050mm

CNC走刀范圍 0～4800mm/min

快速移動 4800mm/min

切削力 200000N

b.吊車：70萬廠房吊車：采用兩個200噸吊車，聯(lián)合吊運。兩吊車聯(lián)吊間距12.5米，有效起吊高度大于15米，大約20米左右。

2.1.2 工藝方案：

a.找擺度采用夾發(fā)電機軸端圓，架水輪機軸端。在發(fā)電機軸端法蘭附近架一個中心架（作為輔助支撐），在水輪機軸遠端法蘭附近架一個中心架，利用加工的架子口，見圖（距離法蘭近端面約500mm）。

b.將兩軸分別吊到18米臥車上先精調(diào)發(fā)電機軸，再吊水輪機軸在機床上進行聯(lián)軸把合。

c.按ANSI/IEEE標準要求進行檢查，整圓要求均勻測量8點，作好分度標記，并作好檢測記錄。

2.2 洪都拉斯水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找擺度實例

2.2.1 洪都拉斯機組是軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機。特殊處是發(fā)電機軸熱套中心架精車后進行聯(lián)軸找擺度.裝夾方式為：夾水輪機端法蘭，架發(fā)電機軸發(fā)端架子口。

2.2.2 工藝過程

使用的機床為數(shù)控18m臥車。按水端法蘭和發(fā)端架子口找正后，使用千分表檢查各面跳動，發(fā)現(xiàn)發(fā)軸D2部位跳動超差，0.24mm，按常規(guī)處理方法兩軸相對旋轉(zhuǎn)90°、180°后，跳動有所好轉(zhuǎn)，但還是超差，拆開后單獨檢測水軸和發(fā)軸，全面檢查所有形位公差都滿足圖紙要求，精確確定兩軸聯(lián)接法蘭面的高低點，再次檢查跳動仍超差，根據(jù)全部檢查記錄和整個過程，進行分析，結(jié)論是因熱套轉(zhuǎn)子支架，中間過重導致?lián)隙却?，考慮機組運行時，立軸半傘式結(jié)構(gòu)，且有兩段軸承支撐固定：水導軸承，發(fā)導軸承，我們決定在水軸架子口處增加中心架，并請專家進行了專門計算，計算依據(jù)是根據(jù)兩軸重量和轉(zhuǎn)子支架重量及重量分布和機組運行時的工作油壓，給定中心架最大允許油壓，加上中心架后，各圓跳動明顯好轉(zhuǎn)，隨著壓力提升，跳動越來越好，升值2/3最大允許油壓后，所有跳動均滿足IEEE標準要求，我們與業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計部門共同開了個專題會議，獲得了業(yè)主的好評。最后的擺度數(shù)據(jù)如下：

注：B基準為水軸精車時車出的基準面，要求與水軸止口垂直度0.025mm。

檢查部位簡圖

3 結(jié)束語

標準的引進，是有利于開發(fā)國外市場，但在實際引用和運用標準時，要正確理解標準的精髓，要靈活運用標準，遇到特殊結(jié)構(gòu)的軸，常規(guī)方法無法滿足標準要求時，需采取特殊的工藝方法，這對生產(chǎn)順利進行是非常有必要的。endprint

摘 要：文章介紹了美國標準IEEE水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找同心度的標準，并通過實例，闡述了聯(lián)軸找同心度的工藝方法。

關(guān)鍵詞：IEEE；聯(lián)軸；同心度；工藝

前言

隨著國內(nèi)制造行業(yè)的發(fā)展，涉外項目的增加，一些標準也需要與國際接軌，水輪發(fā)電機組的兩軸聯(lián)軸找同心度是涉及機組正式安裝后機組運行穩(wěn)定性和震動的重要指標，是由業(yè)主參加制作廠的一項驗收標準，國外水電項目和國內(nèi)比較重大的水電項目均采用國際標準IEEE. IEEE標準文件由美國電氣和電子工程師學會（IEEE）的技術(shù)委員會和美國電氣和電子工程師學會IEEE標準協(xié)調(diào)委員會編制，與傳統(tǒng)的兩軸找擺度檢測位置和標準有很大的不同。

通過溪洛渡、洪都拉斯水輪發(fā)電機組的水輪機軸和發(fā)電機主軸的聯(lián)軸找同心度實例，介紹了IEEE標準的運用和特殊軸的聯(lián)軸找擺度工藝方法，可供借鑒和參考。

1 IEEE標準簡介

1.1 簡介和范圍

本標準適用于整鍛軸法蘭尺寸和軸的跳動偏差。本標準包涵的軸和法蘭適用于水電設(shè)備中臥式和立式發(fā)電機與水輪機的連接。本標準不包括組焊軸、軸的應力和螺栓拉伸的數(shù)據(jù)。工業(yè)經(jīng)驗表明：軸的直徑由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）時，最好采用焊接軸而不采用鍛造軸。

1.2 軸擺度公差-工廠檢查

1.2.1 水輪機軸和發(fā)電機軸組合。當在工廠內(nèi)進行水輪機和發(fā)電機軸組合找正時，可在車床上旋轉(zhuǎn)檢查或在垂直校準平臺上進行。水輪機和發(fā)電機組合軸解體前應做好對應標記。通過固定在車床或工作臺上的檢測裝置所讀取的擺度（跳動）值不應超過表1的規(guī)定。

1.2.2 記錄。應準備一份標明檢測位置和測量值的軸的找正圖紙，供工地安裝單位參考。

附圖及表1說明：

水輪機軸和發(fā)電機軸組合公差（無中間軸）

表1

*如推力頭不與軸整鍛，對發(fā)電機軸與中間軸或水輪機軸組合結(jié)構(gòu)，沒有必要把推力頭重新裝在軸上進行車間檢查。

2 IEEE標準運用實例

2.1 溪洛渡水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找擺度實例

溪洛渡水輪發(fā)電機是三峽公司繼三峽左岸、三峽右岸之后開發(fā)的大型混流式機組，單機出力700MW，水輪機與發(fā)電機兩軸連接法蘭處直徑φ3430mm，水輪機軸與轉(zhuǎn)輪連接端外圓直徑φ3035mm，兩軸共重約208t。

2.1.1 設(shè)備情況：

a.我公司采用18M米重型機床，機床技術(shù)參數(shù)如下：

加工直徑 0～4300mm

中心高（到工件床身） 2800mm

中心高（到刀座床身） 3200mm

中心距 18000mm

兩頂尖間最大承重 250T

卡盤與一個中心架間最大承重 250T

兩個中心架間最大承重 250T

主電機功率 225Kw

卡盤轉(zhuǎn)數(shù) 0.3～120rpm

卡盤扭矩 260000NM

卡盤外卡范圍 600～4050mm

CNC走刀范圍 0～4800mm/min

快速移動 4800mm/min

切削力 200000N

b.吊車：70萬廠房吊車：采用兩個200噸吊車，聯(lián)合吊運。兩吊車聯(lián)吊間距12.5米，有效起吊高度大于15米，大約20米左右。

2.1.2 工藝方案：

a.找擺度采用夾發(fā)電機軸端圓，架水輪機軸端。在發(fā)電機軸端法蘭附近架一個中心架（作為輔助支撐），在水輪機軸遠端法蘭附近架一個中心架，利用加工的架子口，見圖（距離法蘭近端面約500mm）。

b.將兩軸分別吊到18米臥車上先精調(diào)發(fā)電機軸，再吊水輪機軸在機床上進行聯(lián)軸把合。

c.按ANSI/IEEE標準要求進行檢查，整圓要求均勻測量8點，作好分度標記，并作好檢測記錄。

2.2 洪都拉斯水輪機軸與發(fā)電機軸聯(lián)軸找擺度實例

2.2.1 洪都拉斯機組是軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機。特殊處是發(fā)電機軸熱套中心架精車后進行聯(lián)軸找擺度.裝夾方式為：夾水輪機端法蘭，架發(fā)電機軸發(fā)端架子口。

2.2.2 工藝過程

使用的機床為數(shù)控18m臥車。按水端法蘭和發(fā)端架子口找正后，使用千分表檢查各面跳動，發(fā)現(xiàn)發(fā)軸D2部位跳動超差，0.24mm，按常規(guī)處理方法兩軸相對旋轉(zhuǎn)90°、180°后，跳動有所好轉(zhuǎn)，但還是超差，拆開后單獨檢測水軸和發(fā)軸，全面檢查所有形位公差都滿足圖紙要求，精確確定兩軸聯(lián)接法蘭面的高低點，再次檢查跳動仍超差，根據(jù)全部檢查記錄和整個過程，進行分析，結(jié)論是因熱套轉(zhuǎn)子支架，中間過重導致?lián)隙却螅紤]機組運行時，立軸半傘式結(jié)構(gòu)，且有兩段軸承支撐固定：水導軸承，發(fā)導軸承，我們決定在水軸架子口處增加中心架，并請專家進行了專門計算，計算依據(jù)是根據(jù)兩軸重量和轉(zhuǎn)子支架重量及重量分布和機組運行時的工作油壓，給定中心架最大允許油壓，加上中心架后，各圓跳動明顯好轉(zhuǎn)，隨著壓力提升，跳動越來越好，升值2/3最大允許油壓后，所有跳動均滿足IEEE標準要求，我們與業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計部門共同開了個專題會議，獲得了業(yè)主的好評。最后的擺度數(shù)據(jù)如下：

注：B基準為水軸精車時車出的基準面，要求與水軸止口垂直度0.025mm。

檢查部位簡圖

3 結(jié)束語

標準的引進，是有利于開發(fā)國外市場，但在實際引用和運用標準時，要正確理解標準的精髓，要靈活運用標準，遇到特殊結(jié)構(gòu)的軸，常規(guī)方法無法滿足標準要求時，需采取特殊的工藝方法，這對生產(chǎn)順利進行是非常有必要的。endprint