景洪電廠5號機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵鍵槽變形分析及處理

高文軍 曲 巖

（華能瀾滄江水電股份有限公司檢修分公司，云南 昆明650214）

0 引言

景洪電廠發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵為切向鍵結(jié)構(gòu)，分為6組，每組聯(lián)接鍵由一根主鍵和左右兩根副鍵組成，轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵主要起到轉(zhuǎn)子定位和扭矩傳遞的作用。

主鍵為凸型結(jié)構(gòu)，大頭端安裝在下端軸鍵槽內(nèi)，小頭端與兩根副鍵配合作用在轉(zhuǎn)子中心體下法蘭鍵槽內(nèi)，主鍵材質(zhì)35CrMo，單體重量85kg，有效配合長度350mm。主鍵除受擠壓應(yīng)力外，還承受轉(zhuǎn)子與主軸的剪切應(yīng)力。

副鍵為楔形結(jié)構(gòu)，斜率為0.01，材質(zhì)為45#鍛鋼，有效配合長度350mm，安裝方式為打入。副鍵在鍵槽內(nèi)與轉(zhuǎn)子鍵槽面和主鍵配合，主要承受擠壓應(yīng)力。

1 存在的問題

經(jīng)檢查，景洪電廠5號機組6組發(fā)電機聯(lián)接鍵的左側(cè)副鍵向法蘭外緣方向有不同程度的位移現(xiàn)象（圖1），位移最大的副鍵與頂緊螺栓距離達到54mm；轉(zhuǎn)子下法蘭與發(fā)電機下端軸法蘭產(chǎn)生圓周方向相對位移（圖2），位移量1.5mm；6組主鍵受鍵槽擠壓力作用均有翹起現(xiàn)象，最大翹起間隙達到1.95mm；6組發(fā)電機大軸聯(lián)接鍵右側(cè)副鍵與主鍵和鍵槽配合緊密無間隙，右側(cè)副鍵拔出后發(fā)現(xiàn)鍵槽受擠壓已產(chǎn)生變形。

圖" 左側(cè)副鍵向法蘭外緣方向位移

圖- 法蘭周向位移

2 原因分析

經(jīng)分析，產(chǎn)生法蘭周向位移及鍵槽變形的原因主要有以下三點：

（1）廠家設(shè)計的聯(lián)軸螺栓拉伸值偏小，法蘭傳動摩擦力不足以克服發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性力，在機組開機和停機制動過程中，發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性力大于聯(lián)軸法蘭摩擦力，產(chǎn)生法蘭周向位移。

（2）原主鍵與主軸鍵槽安裝配合不夠緊密，原副鍵可能存在打緊量不足或打緊力不均，在法蘭摩擦力不足的前提下，主、副鍵未起到傳遞扭矩的作用，導(dǎo)致聯(lián)軸法蘭周向位移。

（3）因傳遞扭矩需要，發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵鍵槽產(chǎn)生微弱變形是正?，F(xiàn)象，但在（1）和（2）兩因素作用下鍵槽變形過大。

3 處理方案

2014—2015年度檢修期5號機組B級檢修過程中，針對發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵鍵槽變形和法蘭周向位移等問題進行了專項處理。

方案指導(dǎo)原則：通過保證傳遞扭矩承力面積、提高各鍵受力的均勻性和在螺栓強度許可范圍內(nèi)適當增加螺栓拉伸值三條措施，可將變形控制在廠家允許范圍內(nèi)。

具體方案如下：

（1）5號機轉(zhuǎn)子吊出機坑后，拆除發(fā)電機聯(lián)接鍵主鍵，并對聯(lián)接鍵鍵槽尺寸進行測量。

（2）對存在問題的轉(zhuǎn)子鍵槽和主軸鍵槽進行手工鉗修。手工鉗修要求：轉(zhuǎn)子鍵槽平面度達到0.05mm，垂直度達到0.05mm；主軸鍵槽平面度達到0.03mm，垂直度達到0.05mm，平行度達到0.05mm。鉗修合格后，根據(jù)鉗修后主軸聯(lián)接鍵鍵槽實際尺寸加工主鍵，要求主鍵與鍵槽配合緊密無間隙。

（3）轉(zhuǎn)子吊裝后，對副鍵鍵槽斜度值進行測量，按實際尺寸加工副鍵，研配副鍵應(yīng)達到80%以上的接觸面積。

（4）轉(zhuǎn)子與主軸聯(lián)軸螺栓拉伸值從圖紙規(guī)定的0.60mm增大到0.80mm。

4 處理情況

（1）鍵槽修復(fù)工作在5號機組B級檢修期間展開，控制工期10天。2014年12月26日，將5號機轉(zhuǎn)子吊出機坑，檢查主鍵與主軸鍵槽存在約1mm間隙。拆除發(fā)電機主軸聯(lián)接鍵主鍵，測量鍵槽尺寸，數(shù)據(jù)如表1所示。

表" 主軸鍵槽處理前寬度 單位：==

（2）轉(zhuǎn)子鍵槽右側(cè)立面有明顯壓痕，壓痕呈臺階狀，臺階為副鍵端部位置受擠壓產(chǎn)生的壓痕（L1、L2為兩次配鍵后產(chǎn)生的不同印記）。轉(zhuǎn)子鍵槽平面凹陷變形，數(shù)據(jù)如表2所示。

表- 轉(zhuǎn)子鍵槽處理前數(shù)據(jù) 單位：==

（3）鍵槽修復(fù)采用氣動手持式角磨機將臺階面和變形面修平，配合平板尺、刀口尺、塞尺等測量工具，最小修磨量根據(jù)表2內(nèi)б值確定。2015年1月19日，主軸鍵槽（圖3）及轉(zhuǎn)子鍵槽（圖4）修磨處理完成，各項數(shù)據(jù)均滿足要求，數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

圖* 主軸鍵槽

圖. 轉(zhuǎn)子鍵槽

表* 主軸鍵槽處理后尺寸 單位：==

表. 轉(zhuǎn)子鍵槽處理后尺寸 單位：==

（4）2015年1月28日新主鍵加工完成并實施安裝，安裝后主鍵與鍵槽配合緊密無間隙，主鍵安裝滿足方案要求。

（5）2015年2月4日轉(zhuǎn)子吊裝，按方案要求將轉(zhuǎn)子中心體與發(fā)電機主軸的聯(lián)軸螺栓拉伸至0.80mm，實際拉伸值如表5所示。

表# 實際拉伸值 單位：==

（6）2015年2月20日新副鍵加工完成并實施安裝，副鍵打緊力度均勻，安裝后副鍵與鍵槽接觸面積達到80%以上，副鍵安裝滿足方案要求。

5 結(jié)語

景洪電廠5號機組于2015年3月6日移交調(diào)度，經(jīng)過長時間帶負荷運行考驗，目前5號機組運行穩(wěn)定，振動、擺度良好，數(shù)據(jù)較修后無明顯變化。通過2014—2015年度對景洪電廠5號機組B級檢修，徹底解決了轉(zhuǎn)子聯(lián)接法蘭周向位移和鍵槽變形問題，為景洪電廠其余4臺機組同樣問題的處理提供了寶貴經(jīng)驗。

［1］景洪電廠發(fā)電機圖紙——轉(zhuǎn)子支架中心體1F6394［Z］.

［2］景洪電廠發(fā)電機圖紙——主軸1F6397［Z］.

［3］東方電機股份有限公司.景洪SF350－80／18900水輪發(fā)電機安裝說明書［Z］，2007.