半傘式水輪發(fā)電機(jī)主軸檢修平臺研制

王 毅

（福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司，福建 福州350000）

1 引言

水輪發(fā)電機(jī)組的軸線測量及調(diào)整是水電機(jī)組檢修中的一項重要工序。機(jī)組軸線調(diào)整質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響機(jī)組運(yùn)行時的擺度及振動，從而影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

盤車是機(jī)組軸線調(diào)整的重要環(huán)節(jié)，盤車測得擺度值的準(zhǔn)確性將直接影響軸線調(diào)整質(zhì)量。機(jī)組盤車需利用臨時導(dǎo)軸瓦（只在檢修中使用）從互成90°的4個方向頂緊主軸，用以限制主軸盤車轉(zhuǎn)動時各徑向位移量，若主軸沒抱緊，盤車過程中機(jī)組將發(fā)生較大的徑向位移，造成機(jī)組各部位測出的擺度值呈跳躍式變化，影響擺度值的準(zhǔn)確性；若位移量較大，甚至可能造成機(jī)組轉(zhuǎn)動部分與固定部分發(fā)生碰撞。因此，檢修過程中臨時導(dǎo)軸瓦的安裝質(zhì)量將直接影響到機(jī)組軸線調(diào)整質(zhì)量的優(yōu)劣性[1-5]。

2 軸線調(diào)整危險性分析

在半傘式水輪發(fā)電機(jī)組中，推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方，軸向推力通過頂蓋傳至基礎(chǔ)，推力軸承與頂蓋之間通過推力支架連接并實現(xiàn)受力傳導(dǎo)[1]。半傘式機(jī)組臨時導(dǎo)軸瓦的位置距離推力支架進(jìn)人口有3m高，距水導(dǎo)軸承油槽蓋近5m，離推力油槽底部只有1.5m的距離、中間有主軸，作業(yè)空間狹?。ㄈ鐖D1所示），作業(yè)人員通過架設(shè)爬梯，在推力支架內(nèi)壁的槽口上搭設(shè)簡單的木板作為檢修作業(yè)平臺。檢修過程中，梯子容易側(cè)滑，搭設(shè)的木板容易發(fā)生滑移，存在人員跌落及工器具墜落的危險。

為了消除作業(yè)中的危險性，本文研制出一種能夠?qū)崿F(xiàn)軸線調(diào)整時平臺搭拆的安全性、高效性及便捷性的主軸檢修平臺，安全的作業(yè)環(huán)境能夠讓作業(yè)人員更專注于臨時導(dǎo)軸瓦抱緊時的檢修工作，從而提高軸線調(diào)整的質(zhì)量，確保機(jī)組檢修后能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺設(shè)計特點及結(jié)構(gòu)要求

為了提高檢修平臺在搭拆及使用時的安全性、高效性及便捷性，主軸檢修平臺設(shè)計要求如下：

（1）檢修平臺采用12片翻轉(zhuǎn)踏板，其中1片為起始片，作為上下平臺的孔洞，可活動上翻。

（2）在上下平臺孔洞位置設(shè)置上下用的爬梯，爬梯不用時可收起并固定在推力支架內(nèi)壁上。

（3）每片平臺具有自鎖、互鎖功能。

（4）平臺收起后緊貼推力支架內(nèi)壁固定，不影響機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）現(xiàn)場焊接24個底座鋼板用來固定檢修平臺，每塊踏板由2塊底座鋼板固定。

圖1 半傘式水輪發(fā)電機(jī)推力支架及臨時導(dǎo)軸瓦安裝圖

（6）翻轉(zhuǎn)踏板由橫向翻轉(zhuǎn)軸承座和縱向翻轉(zhuǎn)軸承組成，橫、豎翻轉(zhuǎn)主軸和軸承座采用45號鋼配上雙列、雙層調(diào)芯軸承座。

（7）踏板由4mm花紋鋼板等組成，平臺每平米承載400kg以上。

（8）平臺內(nèi)、外圍邊采用80mm×4mm扁鋼圍邊，以防檢修時工具、零件掉落。

（9）平臺安裝完畢后，踏板轉(zhuǎn)軸前端與主軸距離50mm，踏板后邊緣距離推力支架內(nèi)壁300mm。

4 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的設(shè)計及安裝調(diào)試

4.1 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的設(shè)計

主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺包括圓周均布在水輪發(fā)電機(jī)組的主軸與推力支架之間的若干片翻轉(zhuǎn)踏板，水平狀態(tài)下的相鄰翻轉(zhuǎn)踏板之間相互銜接成一體，如圖2所示。

（1）翻轉(zhuǎn)踏板均包括“T”字形的橫豎轉(zhuǎn)軸3與腳踏面4，橫豎轉(zhuǎn)軸的豎軸5均經(jīng)軸承6鉸接在推力支架2內(nèi)壁沿豎軸翻轉(zhuǎn)，腳踏面的下表面均經(jīng)軸承鉸接在橫豎轉(zhuǎn)軸的橫軸7上沿橫軸翻轉(zhuǎn)。

（2）橫豎轉(zhuǎn)軸的橫軸與腳踏面上均開設(shè)有銷孔，翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)的腳踏面銷孔與橫軸銷孔同軸對應(yīng)并均經(jīng)豎直穿設(shè)的插銷8穿插定位，插銷的大頭端朝上。

（3）腳踏面的下表面固設(shè)有方鋼管加強(qiáng)肋9。

（4）腳踏面采用花紋鋼板。

圖2 檢修平臺及翻轉(zhuǎn)踏板示意圖

（5）腳踏面的形狀均為等腰梯形，相鄰腳踏面之間腰部銜接呈一體的水平多邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

（6）腳踏面上表面靠近主軸與推力支架內(nèi)壁的邊上均固設(shè)有圍邊10。

（7）腳踏面的其中一腰部固設(shè)有用以搭靠在下一腳踏面上表面的連接延邊11。

（8）連接延邊與所搭靠的腳踏面經(jīng)螺絲旋緊。

4.2 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的安裝調(diào)試

（1）實地復(fù)測量推力支架內(nèi)部尺寸，確定主軸翻轉(zhuǎn)平臺的安裝位置，并將踏板轉(zhuǎn)軸的底座焊接在推力支架內(nèi)壁上。

（2）按順時針方向依次點焊每1塊踏板的底座，并將踏板與相鄰踏板進(jìn)行拼接并做好自鎖及互鎖措施，安裝調(diào)試施工圖。

（3）由于推力支架內(nèi)壁同一高度（即安裝翻轉(zhuǎn)平臺的位置）不是一個標(biāo)準(zhǔn)圓形，故需要調(diào)整每塊踏板在其旋轉(zhuǎn)主軸徑向的位置，使其梯形的上下邊盡可能與相鄰踏板的上下邊相連。

（4）隨后測量翻轉(zhuǎn)平臺中心與假瓦安裝平臺中心的同心度，通過調(diào)整使兩者盡可能同心。

（5）調(diào)整后測量翻轉(zhuǎn)平臺內(nèi)圓同一徑向位置的直徑是否為1800mm，即翻轉(zhuǎn)平臺內(nèi)圓與機(jī)組主軸的間隙為50mm，誤差允許在±15mm以內(nèi)，若無法調(diào)整間隙至允許值，則需要對踏板進(jìn)行切修后再次安裝調(diào)試，符合要求后，將平臺底座焊牢。

圖3 檢修平臺踏板安裝

圖4 檢修平臺同心度調(diào)整

5 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的工作方法及應(yīng)用

5.1 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的工作方法

主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的工作方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）未使用時，腳踏面沿橫豎轉(zhuǎn)軸的橫軸翻轉(zhuǎn)至豎直，并整體沿橫豎轉(zhuǎn)軸的豎軸翻轉(zhuǎn)倚靠在推力支架內(nèi)壁，呈切向狀態(tài)收納。

（2）使用時，腳踏面整體沿橫豎轉(zhuǎn)軸的豎軸翻轉(zhuǎn)至呈徑向狀態(tài)展開，腳踏面沿橫豎轉(zhuǎn)軸的橫軸翻轉(zhuǎn)至水平，其中水平狀態(tài)下的相鄰翻轉(zhuǎn)踏板之間相互銜接成一體，上一腳踏面的連接延邊搭靠在下一腳踏面上表面，連接延邊與所搭靠的腳踏面均經(jīng)螺絲旋緊，形成一整體的環(huán)形檢修平臺，工作人員可站在上面檢修作業(yè)[1]。

5.2 主軸翻轉(zhuǎn)檢修平臺的應(yīng)用效果

主軸檢修平臺的研制及應(yīng)用，顯著提高了半傘式水輪發(fā)電機(jī)組軸線調(diào)整安全性，大大減少作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，不僅提高了軸線調(diào)整的工作效率，還使作業(yè)面下方的其他檢修工作能夠同時進(jìn)行，從而全面提高了機(jī)組大修的工作效率，對實現(xiàn)安全、精益、高效檢修起到重要作用。軸線調(diào)整安全性、質(zhì)量效果及效率的提升，能夠更好地保證水輪發(fā)電機(jī)組的可靠運(yùn)行，從而保障了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

6 結(jié)論

該主軸檢修平臺可推廣應(yīng)用到機(jī)組結(jié)構(gòu)相似的其他水電廠中，為國內(nèi)其他水電廠在機(jī)組軸線調(diào)整安全性方面的提高提供借鑒思路和現(xiàn)成經(jīng)驗。此外，該檢修平臺還可以應(yīng)用于其他類似的“鐘罩”型高空作業(yè)環(huán)境，從而提高該類作業(yè)的安全性。