雙孔一面定位技術(shù)在泗陽二站機(jī)組大修中的應(yīng)用

劉須朋　李偉鵬　王衛(wèi)

摘要：本文通過對泗陽二站機(jī)組大修過程中，電機(jī)定子與水泵軸窩同心度調(diào)整合格后，電機(jī)定子需吊出，裝入水泵大軸，電機(jī)定子二次吊入，采用雙孔一面定位的技術(shù)方法，保證機(jī)組的同心度位置不變，順利解決機(jī)組大修中的技術(shù)問題，保證了機(jī)組的大修質(zhì)量，為同類型機(jī)組大修時(shí)，提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)組大修；同心度；雙孔一面定位

1.引言

泗陽第二抽水站（下稱泗陽二站）位于江蘇省泗陽縣城東郊，是江蘇省江水北調(diào)第四梯級站，淮水北調(diào)第一梯級站，其主要作用是抽引由二河閘下泄的淮水或淮陰站轉(zhuǎn)送的江水北送，滿足泗陽閘上游地區(qū)的用水需求。

該站建成于1996年，工程總投資6300萬元。總裝機(jī)容量5600KW，設(shè)計(jì)流量為66m³/s。裝設(shè)2.8ZLQ-7.0液壓全調(diào)節(jié)軸流泵2臺，單機(jī)流量33³/s，配套TDL325/56-40立式同步電機(jī)，電機(jī)與水泵采用剛性聯(lián)軸器直聯(lián)方式。泵站采用堤身式結(jié)構(gòu)，肘形進(jìn)水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。

2.泗陽二站機(jī)組情況及大修的工藝特點(diǎn)

泗陽二站機(jī)組由于設(shè)計(jì)、制造問題，水泵大軸下法蘭直徑比電機(jī)下油缸內(nèi)孔直徑大5mm，水泵大軸不能通過電機(jī)下油缸內(nèi)孔吊出，電機(jī)定子下機(jī)架聯(lián)接為一體，如圖1，電機(jī)定子通過下機(jī)架的4條支腿，每個(gè)支腿底鋼板（40cm×60cm×4.5cm）與混凝土基礎(chǔ)梁鋼板（60cm×60cm×4.5cm）由兩顆M48螺絲緊固聯(lián)接，地腳螺絲孔比M48地腳螺絲外徑大2mm。

因此，泗陽二站的機(jī)組大修就不能采用常規(guī)的機(jī)組大修工藝，在機(jī)組大修時(shí)，必須把同步電機(jī)全部拆除，才能把水泵軸吊出，便于零部件檢修；機(jī)組同心度調(diào)整后，必須進(jìn)行電機(jī)定子下機(jī)架二次吊裝，其大修總裝工藝步驟簡述如下：

（1）吊葉輪部件至規(guī)定位置；

（2）吊裝水泵導(dǎo)葉體、出水錐管、泵蓋上蓋組合件；

（3）吊裝電機(jī)定子、下機(jī)架組合件；

（4）以水泵導(dǎo)葉體橡膠軸承軸窩上止口為基準(zhǔn)，測量調(diào)整水泵、電機(jī)整體同心度；

（5）吊出電機(jī)定子下機(jī)架組合件；

（6）吊裝水泵大軸；

（7）二次吊裝電機(jī)定子下機(jī)架組合件；

（8）吊裝電機(jī)轉(zhuǎn)子、上機(jī)架；

（9）吊裝電機(jī)推力頭及其他有關(guān)附件安裝；

（10）測量、調(diào)整機(jī)組的擺度、水平、高程和其他有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)等。

其特點(diǎn)是：機(jī)組解體和總裝時(shí)，因水泵大軸不能從電機(jī)下油缸內(nèi)孔中吊出和裝入，電機(jī)部分先拆后裝，總裝時(shí)電機(jī)定子需二次吊裝，此道工序?qū)C(jī)組的同心度調(diào)整有很大影響。

5.問題分析和解決方法

機(jī)組的同心度調(diào)整很關(guān)鍵，它是保證機(jī)組大修安裝質(zhì)量的一個(gè)很重要技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)。只有水泵、電機(jī)的同心度調(diào)整合格，才能保證電機(jī)的空氣間隙、水泵葉片間隙合格，才能保證電機(jī)的電磁拉力平衡、泵運(yùn)行水力平衡，提高機(jī)組運(yùn)行效率、保證機(jī)組運(yùn)行安全。

由于泗陽二站機(jī)組的特殊性，必須保證定子下機(jī)架組合件整體二次吊裝時(shí)，水泵與電機(jī)的同心度不變？根據(jù)泗陽二站機(jī)組的實(shí)際情況，采用機(jī)械加工中的雙孔一面定位原理方法，在定子下機(jī)架支腿底鋼板與混凝土基礎(chǔ)梁鋼板聯(lián)接部位對邊打兩定位銷與兩鋼板為平面接觸為基準(zhǔn)，形成雙孔一面定位，以確保定子二次吊裝后位置不變，以保證機(jī)組同心度。

電機(jī)與水泵的垂直同心度調(diào)整合格以后，電機(jī)、水泵位置固定都是靠地腳螺絲緊固來限制電機(jī)、水泵的位置變化的，對空間的一個(gè)物體，其在空間有六個(gè)自由活動度，即在XYZ三個(gè)坐標(biāo)方向的位移及繞三個(gè)坐標(biāo)方向轉(zhuǎn)角的θx、θy、θz的轉(zhuǎn)動。如通過設(shè)置某些限制條件，其自由度會相應(yīng)減少，其位置運(yùn)動、變化也就相應(yīng)減少，自由度為零，物體也就相對固定了，把定子下機(jī)架看成空間自由物體，采用雙孔一面定位，即當(dāng)其被二次吊裝在基礎(chǔ)混凝土梁鋼板上：

①由于物體本身重量作用、鋼板平面支撐作用，物體向上、下運(yùn)動被限制，即空間z軸方向運(yùn)動被限制；

②在兩鋼板間打入定位銷，打入一只豎直圓柱定位銷，物體的在XOY水平面內(nèi)X軸、Y軸運(yùn)動被限制，繞坐標(biāo)方向轉(zhuǎn)角的θx、θy的轉(zhuǎn)動被限制；

③在對邊打入另一只豎直圓柱定位銷，繞坐標(biāo)方向轉(zhuǎn)角的θz轉(zhuǎn)動被限制；見圖3

這樣，定子的空間6個(gè)運(yùn)動自由度全部被限制，圓柱孔、圓柱銷為精加工，形成精確定位，在拆卸前、后，以兩定位孔（銷）和鋼板接觸平面為基準(zhǔn)，以保證定子拆卸前后的位置的精確度，同心度就不會改變；否則，電機(jī)定子下機(jī)架在二次吊裝時(shí)，位置就會變動，因?yàn)殡姍C(jī)定子下機(jī)架組合體在混凝土基礎(chǔ)梁鋼板平面上的水平、垂直方向和轉(zhuǎn)動方向有4mm變動范圍（地腳螺絲孔與螺絲的總間隙為4mm），就不能保證機(jī)組的同心度數(shù)據(jù)的精度。

6.具體解決辦法

采用在電機(jī)定子下機(jī)架底鋼板與基礎(chǔ)梁鋼板聯(lián)接部位適當(dāng)位置對邊鉆雙空，兩個(gè)φ16mm圓柱孔；打入兩只φ16mm圓柱銷（一只加工成Φ16mm圓柱銷，另一只加工成Φ16mm圓柱削邊銷），即采用打雙孔定位銷與底鋼板接觸板平面來確保定子的定位準(zhǔn)確，采用銷孔定位比較理想，比較精確，能保證安裝精度。

兩只定位銷不能都做成圓柱銷，如以兩個(gè)圓柱銷（孔）做定位時(shí)，常會產(chǎn)生過定位現(xiàn)象，即一只銷套上定位孔后，另一只銷很難同時(shí)套上，應(yīng)將另一只銷在聯(lián)心線上的垂直方向上削去兩邊，機(jī)組大修的同心度度要求高，泗陽二站大修機(jī)組的同心度最大值為20絲，電機(jī)的定子中心到水泵的水導(dǎo)軸窩中心距離約為12.5米，定位孔、銷都屬于機(jī)械精加工，根據(jù)機(jī)械精加工原理，加工件有加工誤差，加工兩圓柱孔及兩孔的中心距有誤差，加工兩圓柱銷有誤差，為保證兩銷同時(shí)打入孔中，必須做成一只為圓柱銷，另一只為削邊銷。

如采用鉆一個(gè)孔，打一只定位銷，屬欠定位、不完全定位，定子下落后，圍繞單孔定位銷有轉(zhuǎn)動趨勢，不能定位在原位置。

如采用打三個(gè)、四個(gè)定位孔（銷）在電機(jī)下機(jī)架的三、四條支腿底鋼板，屬過定位，易發(fā)生干涉，無法同時(shí)準(zhǔn)確裝入三只、四只定位銷。

所以，必須采用雙孔一面定位方法。

具體辦法：

（1）機(jī)組同心度調(diào)整合格后，用磁鉆在定子下機(jī)架支腿底鋼板與鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁鋼板聯(lián)接部適當(dāng)位置對邊鉆兩φ16mm圓柱孔，試裝兩定位銷（一只為φ16mm圓柱銷，另一只為φ16mm削邊銷）；

（2）拆卸兩定位銷，拆卸定子下機(jī)架地腳螺絲；

（3）吊出電機(jī)定子下機(jī)架，吊入水泵大軸；

（4）二次吊裝電機(jī)定子下機(jī)架，在電機(jī)定子下機(jī)架底腳鋼板與鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁鋼板接觸時(shí)，把兩根安裝位置相互垂直的定位銷打入，以保證原安裝位置不變，待電機(jī)定子下機(jī)架下落后，緊固8顆M48地腳螺絲。

泗陽二站機(jī)組經(jīng)過幾次大修，機(jī)組運(yùn)行正常，各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)合格，實(shí)踐證明雙孔一面精確定位方案正確，機(jī)組的大修質(zhì)量能夠得到保證。

7.結(jié)語

在泗陽二站機(jī)組大修過程中，通過在定子下機(jī)架底鋼板與基礎(chǔ)梁鋼板適當(dāng)位置的對邊鉆兩定位孔、裝入兩定位銷，利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁鋼板支撐面為平面，形成雙孔一面定位的方法，實(shí)現(xiàn)定子的二次吊裝的精確定位，確保機(jī)組的同心度調(diào)整數(shù)據(jù)不變，保證了機(jī)組的安裝質(zhì)量，解決了泗陽二站機(jī)組同心度調(diào)整的技術(shù)問題，為類似泵站的機(jī)組大修時(shí)，提供技術(shù)參考。