喀麥隆曼維萊水電站發(fā)電機(jī)定子組裝淺析

湯明春

(中國水利水電第十六工程局有限公司,福建 福州 350000)

1 發(fā)電機(jī)主要參數(shù)

具體如表1所示。

表1 發(fā)電機(jī)主要參數(shù)表

2 九等分導(dǎo)向鍵弦距

定子整圓包含72根導(dǎo)向鍵,導(dǎo)向鍵僅作為鐵芯疊裝時(shí)導(dǎo)向用,鐵芯疊片完成后所有導(dǎo)向鍵都將被抽出。導(dǎo)向鍵的半徑、垂直度直接決定了鐵芯的半徑與垂直度,弦距的好壞則決定了扇形沖片能否順利地疊裝。而九等分弦距為后續(xù)等分弦距、疊片進(jìn)度奠定基礎(chǔ)[1]。

基準(zhǔn)鍵固定完成后,插入其它8根導(dǎo)向鍵將定子整圓九等分。取一根DN12鍍鋅鋼管,自制九等分弦長測桿。測桿一端焊接一塊圓形墊片,墊片適當(dāng)?shù)奈恢瞄_一卡槽,測桿另一端裝一塊百分表。測量九等分弦長時(shí),將測桿墊片端卡在基準(zhǔn)鍵的一條棱上,測桿另一端的百分表測頭頂在被調(diào)整導(dǎo)向鍵的一個(gè)面上作上下移動(dòng)。讀取百分表數(shù)值,并作相應(yīng)記錄。每一根導(dǎo)向鍵從上到下測量4個(gè)點(diǎn)位,分別對應(yīng)4個(gè)定子環(huán)板位置。定子整圓測量完成后,根據(jù)測量的數(shù)據(jù)求取九等分弦長的平均值。

按弦長平均值調(diào)整弦長至質(zhì)量合格。

3 鐵芯高度的控制

為了精確控制鐵芯高度,必須以實(shí)測疊壓系數(shù)計(jì)算出每段鐵芯的疊片層數(shù)。并在疊片過程中及時(shí)測量每一段鐵芯的段高,根據(jù)前一段鐵芯的段高來調(diào)整后一段鐵芯的疊片層數(shù)。

一般來講,第1段和第35段是包括有齒部開槽的特殊沖片段,第2段到第34段是普通片段。普通片段30mm的高度范圍內(nèi)包括有1層0.7mm厚度的端板,1層0.7mm厚度的通風(fēng)槽底板,1層0.2mm厚度的絕緣片?？梢杂?jì)算出每一段普通片的理論高度是30-(0.7+0.7+0.2)=28.4mm。因此理論上每一段鐵芯的普通片層數(shù)是28.4÷0.5=56.8(層),實(shí)際中由于疊壓系數(shù)的存在,每段鐵芯的普通片層數(shù)必定小于56.8層。

第1段鐵芯可直接按設(shè)計(jì)高度疊片并測量其段高,根據(jù)測得段高相應(yīng)地增減普通片層數(shù),使鐵芯高度達(dá)到30mm。從第2段至第34段,已經(jīng)預(yù)算出每段普通片層數(shù)小于56.8層。第2段鐵芯可暫疊55層普通片,然后測量第2段鐵芯高度。定子整圓均布18個(gè)測點(diǎn),求取段高平均值。實(shí)測平均段高29.1mm,因?yàn)榈?段的第一層沖片是0.7mm厚端板,所以55層普通片實(shí)測高度為29.1-0.7=28.4mm,而55層普通片的理論高度為0.5×55=27.5mm,求得疊壓系數(shù)為27.5÷28.4=0.9683。

以理論層數(shù)和疊壓系數(shù)求得每段鐵芯的普通片層數(shù)當(dāng)是56.8×0.9683=55層。第2段到第34段鐵芯都以55層為疊片基數(shù)。每疊完一段鐵芯,就求取該段鐵芯的段高平均值,將段高平均值與28.4mm的設(shè)計(jì)高度相比較,求取二者差值A(chǔ)。經(jīng)過多段鐵芯疊裝后,求累計(jì)值∑B=A1+A2+A3…。一旦∑B=-0.5mm或+0.5mm時(shí),在下一段的疊裝過程中就相應(yīng)地增加或減少一層0.5mm厚度的普通片,用以抵消累計(jì)誤差值∑B。

4 拉緊螺栓的預(yù)緊步驟方法

發(fā)電機(jī)定子機(jī)座結(jié)構(gòu)型式為底部大齒壓板,上部小齒壓板[2]。固定鐵芯的零部件包括大、小齒壓板,拉緊螺栓、蝶形彈簧等。拉緊螺栓將預(yù)緊力施加到鐵芯兩端的齒壓板上,籍齒壓板壓指再加到鐵芯上,固定定子鐵芯。M42拉緊螺栓共計(jì)144根,其中72根帶鴿尾拉緊螺栓又作為定位筋使用,并通過拉塊固定在機(jī)座環(huán)板上。

預(yù)裝上齒壓板及碟簧、M42螺母、M36調(diào)整螺栓。以65mm敲擊扳手,以相同的的力量逐個(gè)逐圈地預(yù)緊M42螺母,直至單個(gè)人的力量不能扳動(dòng)螺母為止。此時(shí)齒壓板壓指基本與鐵芯水平壓緊,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)M36調(diào)整螺栓輕輕頂住機(jī)座上環(huán)板。以拉塊兩側(cè)與鐵芯背部的間隙相等為準(zhǔn),調(diào)整鴿尾拉緊螺栓到正確位置,楔緊拉塊。搭焊上環(huán)板處的拉塊(防止拉緊螺栓在受到扭矩時(shí)“跟轉(zhuǎn)”,偏離正確安裝位置。若搭焊中、下環(huán)板上的拉塊,則被焊拉塊以上到M42螺母的整段螺栓在鐵芯壓緊完成后都處于受扭預(yù)緊應(yīng)力的狀態(tài),對螺栓產(chǎn)生不利影響)。將M42拉緊螺栓底部的螺帽全部搭焊在定子機(jī)座上。

鐵芯整圓共計(jì)36塊上齒壓板。每塊齒壓板上預(yù)緊4根M42拉緊螺栓,齒部預(yù)緊6根M16臨時(shí)拉緊螺栓。M42拉緊螺栓分三次預(yù)緊,第一次預(yù)緊扭矩400 N·M,第二次預(yù)緊扭矩1000 N·M,第三次預(yù)緊力矩1500 N·M。M16螺栓每次預(yù)緊扭矩70 N·M。每次先預(yù)緊M16螺栓,再預(yù)緊M42螺栓。以對稱原則預(yù)緊螺栓。

預(yù)緊工作完成后,讓鐵芯靜置24小時(shí)釋放其內(nèi)部應(yīng)力,再次以最終扭矩?cái)Q緊所有拉緊螺栓。測量鐵芯高度、半徑。當(dāng)鐵芯波浪度超過3mm時(shí)可在高度較小的位置插入調(diào)整沖片,補(bǔ)償高差。

靠近上齒壓板的3至5段鐵芯局部區(qū)域會(huì)因預(yù)緊力的作用而使半徑變化。對局部半徑變化,可采取“松開拉緊螺栓——轉(zhuǎn)動(dòng)M36調(diào)整螺栓——擰緊拉緊螺栓”的方式調(diào)整半徑至合格狀態(tài)。

最后,拆除M16預(yù)緊螺栓,測量同一半徑方向上鐵芯的齒部高度和背部高度,鐵芯齒部高度宜小于背部高度2～3mm。

5 結(jié)語

經(jīng)過曼維萊水電站4臺(tái)發(fā)電機(jī)定子的組裝,個(gè)人學(xué)習(xí)、累積了一些經(jīng)驗(yàn)方法。限于水平,多為淺見,在此分享出來,希望對后續(xù)同類型的機(jī)組安裝工作具有一定的借鑒意義。