仙居抽水蓄能電站主軸同找同軸度工藝研究

摘 要：文章介紹了一種水輪機(jī)機(jī)組的水輪機(jī)軸和發(fā)電機(jī)軸在廠(chǎng)內(nèi)找同軸度的工藝方法。本工藝方法為采用萬(wàn)向節(jié)傳遞扭矩，用中心架支撐工藝軸和水輪機(jī)軸，找兩軸的同軸度。

關(guān)鍵詞：同軸度；萬(wàn)向節(jié)；中心架；工藝軸；抽水蓄能

1 概述

仙居抽水蓄能電站機(jī)組是國(guó)家“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)工程，仙居機(jī)組的主軸和發(fā)電機(jī)軸為主要轉(zhuǎn)動(dòng)部件，兩軸的同軸度對(duì)于機(jī)組軸系調(diào)整具有重要的作用。仙居電站的主軸和發(fā)電機(jī)軸在不同公司單獨(dú)加工并符合要求后，將水輪機(jī)軸運(yùn)往發(fā)電機(jī)軸加工的公司，由該公司負(fù)責(zé)兩軸同找同軸度（即找擺度）及合格后加工聯(lián)軸銷(xiāo)孔的工作。

2 兩軸的結(jié)構(gòu)和加工設(shè)備的介紹

仙居發(fā)電機(jī)軸加工和找擺度使用的設(shè)備為15m臥車(chē)，其主要技術(shù)參數(shù)為：最大工件回轉(zhuǎn)直徑Φ3150mm，前后頂尖最大距離15000mm，工件一卡一托加工工件最大重量160t，卡盤(pán)夾持工件直徑Φ400-Φ2200mm。

3 兩軸找軸度現(xiàn)狀分析

目前廠(chǎng)家通常采用的主軸找擺度方式為一卡一托的找擺方式，臥床床頭夾盤(pán)夾水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)法蘭，臥床床身上支撐遠(yuǎn)端發(fā)電機(jī)或水輪機(jī)軸身。仙居發(fā)電機(jī)軸為推力頭和主軸為一體，發(fā)電機(jī)軸較重，如果夾水輪機(jī)法蘭，在床身支撐發(fā)電機(jī)軸，主軸撓度較大。因此如采用一卡一托的找擺方式，只能夾發(fā)電機(jī)軸。但由于新能源公司的15m臥車(chē)最大裝卡外徑為Ф2200，而發(fā)電機(jī)軸推力頭外圓為Ф2100，用卡盤(pán)直接裝夾發(fā)電機(jī)推力頭外圓，卡盤(pán)會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，故不能采用傳統(tǒng)的主軸找擺度方式。經(jīng)過(guò)分析，決定采用萬(wàn)向節(jié)傳遞扭矩的方式。

4 影響主軸找擺精度的分析

4.1 發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸的止口間隙

兩軸配合止口尺寸為φ1160，間隙為0.03-0.08mm。在聯(lián)軸前需將兩軸止口和配合表面清理干凈，并復(fù)測(cè)兩軸的尺寸，根據(jù)止口的實(shí)際間隙和相對(duì)應(yīng)的止口尺寸進(jìn)行連接，將止口間隙調(diào)整均勻。

另外兩軸在把合前，需將兩軸端面的高、低點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，然后進(jìn)行把合，如果兩軸的擺度不符合要求，可根據(jù)實(shí)際情況將軸旋轉(zhuǎn)角度后，再進(jìn)行連接。

4.2 發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸的把合力矩

兩軸的把合工具螺栓為M80螺母，雙頭螺柱和墊圈。把合工具螺栓時(shí)，用力矩扳手對(duì)點(diǎn)把合，分階段把合，在把合過(guò)程中，在遠(yuǎn)端的水輪機(jī)軸的法蘭外圓架百分表檢測(cè)，應(yīng)無(wú)變化。

4.3 中心架對(duì)主軸擺度的影響

發(fā)電機(jī)軸單件加工采用工藝軸，用萬(wàn)向節(jié)傳扭、雙托的方式加工，在工藝軸和發(fā)電機(jī)軸靠近遠(yuǎn)端法蘭的軸身下用中心架支撐。發(fā)電機(jī)軸加工后原工藝軸不拆，直接聯(lián)軸。

使用萬(wàn)向節(jié)和不使用萬(wàn)向節(jié)的工藝方案的比較：

（1）常用的一卡一托的主軸找擺方式：此種工藝方案臥車(chē)床頭與主軸為剛性連接，通過(guò)中心架對(duì)兩軸進(jìn)行調(diào)整，床頭的圓跳動(dòng)變化較小，當(dāng)工件靜態(tài)調(diào)整后，工件旋轉(zhuǎn)后，當(dāng)主軸與主軸軸承的油膜達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，工件動(dòng)態(tài)的尺寸一般都會(huì)向理想的狀態(tài)變化，因此如果工件在靜態(tài)的情況下調(diào)整合格，工件動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)后不會(huì)有什么問(wèn)題，因此工件的調(diào)整比較方便，即便工件撓度也會(huì)對(duì)找擺度有較大的影響。此種定位裝夾的方式的誤差主要有：機(jī)床的夾盤(pán)誤差，主軸的撓度等。

（2）用萬(wàn)向節(jié)傳遞扭矩的主軸找擺方式：采用萬(wàn)向節(jié)與機(jī)床夾盤(pán)連接，當(dāng)用中心架對(duì)軸進(jìn)行調(diào)整時(shí)，床頭的萬(wàn)向節(jié)也會(huì)發(fā)生變化，即易在萬(wàn)向節(jié)連接處出現(xiàn)折線(xiàn)的現(xiàn)象，當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)起來(lái)后，由于萬(wàn)向節(jié)的自動(dòng)定心作用，所調(diào)整的數(shù)值又會(huì)發(fā)生變化，即當(dāng)采用萬(wàn)向節(jié)連軸找擺度時(shí)，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的調(diào)整結(jié)果不同，調(diào)整比較困難，需要不斷對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后進(jìn)行調(diào)整。

此種定位裝夾的方式的誤差主要有：工件靜態(tài)和動(dòng)態(tài)萬(wàn)向節(jié)的誤差，主軸的撓度等。

5 結(jié)束語(yǔ)

仙居抽水蓄能機(jī)組兩軸同找同軸度的順利完成，驗(yàn)證了使用萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行兩軸找同軸度的可行性，為在不能使用常規(guī)工藝方案的情況下，提供了一種其他的行之有效的工藝方法。