臥式水泵機組軸線測量及調(diào)整技術(shù)

裴立峰

（山西省水利建筑工程局有限公司山西太原030006）

1 工程概況

禹門口提水東擴工程（一期）一級泵站工程于三泉水庫（調(diào)蓄水庫）壩址左岸。該泵站進水池通過閘室控制直接從水庫取水，進水池采用C25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長12.45 m、寬43.4 m。主廠房為矩形廠房，長48 m、寬15 m、高度12.6 m，廠房下部采用干室型泵房結(jié)構(gòu)，上部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。副廠房位于主廠房出水側(cè)，單層磚混結(jié)構(gòu)，長48 m、寬8.1 m、高6.2 m，由中控室、站變室、高壓開關(guān)室、電容器室、變頻器室組成。該泵站共設(shè)計8 臺臥式單級雙吸離心泵機組，總裝機容量3 624 kW。其中6 臺單機流量Q=1.08 m3/s，設(shè)計揚程H=36 m，五工一備；2 臺單機流量Q=0.41 m3/s，設(shè)計揚程H=20 m，一工一備。

2 水泵機組軸線測量及調(diào)整技術(shù)

2.1 水泵機組同心度調(diào)整控制要點

1）盤車測量軸向（端部）徑向（幅向）偏差值mm；

2）鑒別軸向、徑向測量數(shù)據(jù)的正確性；

3）分別計算垂直方向、水平方向的總調(diào)整量。

2.2 軸線測量及調(diào)整

1）軸線測量及調(diào)整的目的

軸線測量及調(diào)整，是臥式水泵電機安裝工作的重要工序，其目的在于使水泵、電機聯(lián)軸后能獲得正確的相互位置，以便運行時能穩(wěn)定的工作。

2）軸線測量方法

（1）軸承內(nèi)注入清潔的潤滑油（滑動軸承使用汽輪機油滾動軸承注入黃油），用已調(diào)整好的水泵法蘭為基準(zhǔn)，穿入1/2 的聯(lián)軸螺栓。

（2）在電機軸上方，裝一磁性千分表架，千分表指針指在水泵軸法蘭盤外圓上，調(diào)整千分表大針為零，小針應(yīng)有1 mm 以上的指示值。以此為零點，按逆時針方向在法蘭盤外側(cè)劃0°、90°、180°、270°四點的等分線，分別為a、b、c、d四點。見圖1。

（3）在主軸轉(zhuǎn)動前，記下千分表指示值e0°，并用塞尺測量兩個法蘭間的間隙值δ0°、δ90°、δ180°、δ270°四個數(shù)值，注意塞入時松緊度要一樣，以減少測量誤差。見圖1。

圖1 測量軸向、徑向間隙位置圖

將主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)90°，記錄旋轉(zhuǎn)90°時：（1）千分表的指示值；（2）兩法蘭間的間隙值：δ90°a、δ90°b、δ90°c、δ90°d。以同樣的方法轉(zhuǎn)動主軸，分別測量記錄180°、270°時的數(shù)值，直至兩軸旋轉(zhuǎn)回到0°。這時千分表的指針應(yīng)回到零，否則說明千分表有碰撞或位移，這時應(yīng)重新盤車測量。其不回零值應(yīng)＜±0.02 mm。

2.3 鑒別千分表及塞尺測量值的正確性

為鑒別千分表及塞尺測量是否正確，可將沿兩個相互垂直直徑上的徑向偏差值及軸向間隙相加后再相減，其絕對值應(yīng)小于0.02 mm。

│Se│=（e0°+e180°）-（e90°+e270°）≤0.02

│Sδ│=（δa+δc）-（δb+δd）≤0.02

式中：e0°、e90°、e180°、e270°分別為0°、90°、180°、270°時的徑向測量值。

δa、δc、δb、δd分別為上、下、左、右十字方向的軸向測量值。

表1 為禹門口提水東擴工程（一期）一級泵站工程3＃機組軸線測量調(diào)整記錄，為了鑒別軸線測量調(diào)整的正確與否，對該機組軸線的徑向及軸向測量值進行計算驗證。

表1 水泵電機同心度測量記錄表 單位：mm

計算如下：

徑向│Se│＝（e0°+e180°）-（e90°+e270°）

＝（0+0.20）-（0.11+0.10）

＝0.20-0.21

＝│-0.01│＜0.02

軸向│Sδ│＝（δa+δc）-（δb+δd）

＝（5.09+5.17）-（5.14+5.11）

＝10.26-10.25

＝0.01＜0.02

根據(jù)以上計算結(jié)果，證明本臺機組的徑向及軸向測量數(shù)值是正確的，否則應(yīng)重新盤車進行測量。

表2 聯(lián)軸器同軸度允許偏差值 單位：mm

2.4 同心度調(diào)整

根據(jù)盤車測得的徑向數(shù)值e及軸向平均值δ，分別計算主軸垂直及水平兩個平面內(nèi)的兩個支點（基礎(chǔ)螺栓組合面）的調(diào)整值，并按這個計算值調(diào)整前后組合面。見圖2。

圖2 調(diào)整軸向、徑向間隙計算圖

計算公式如下：

1）第一支點f1=（δa-δc）/2×（L1/r）

2）第二支點f2=（δa-δc）/2×（L2/r）

式中：f1——第一支點調(diào)整值；

δa——端部0°時平均間隙；

f2——第二支點調(diào)整值；

δc——端部180°時平均間隙；

L1——電機法蘭至第一支點距離；

L2——電機法蘭至第二支點距離；

r——法蘭半徑。

為使電機法蘭與水泵法蘭同心，電機前后組合面還要同時調(diào)整

△a＝（e0-e180°）/2

式中：△a——電機法蘭與水泵法蘭的偏心值

第一支點垂直調(diào)整總量：

Y1＝f1+△a=（δa-δc）/2×（L1/r）+（e1-e180°）/2

式中：（δa-δc）/2——垂直方向端部間隙平均值；

（e1-e180°）/2——垂直方向徑向表指示平均值。

第二支點垂直調(diào)整總量：

Y2＝f2+△a=（δa-δc）/2×（L2/r）+（e0-e180°）/2

式中：Y1——第一支點調(diào)整總量，mm；

Y2——第二支點調(diào)整總量，mm。

注：計算在正值時應(yīng)墊高，負值時應(yīng)降低。

同理：水平方向兩個支點的調(diào)整值應(yīng)為

X1=（δb-δd）/2×（L1/r）+（e90°-e270°）/2

X2=（δb-δd）/2×（L2/r）+（e90°-e270°）/2

式中：X1——水平方向第一支點調(diào)整總量，mm；

X2——水平方向第二支點調(diào)整總量，mm。

注：計算為正值時向b點移動，為負值時向d點移動。

兩個支點調(diào)整后，要重復(fù)上述的測量，以檢驗調(diào)整后的偏心及傾斜。

水泵縱向、橫向水平情況符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定要求，現(xiàn)需對電機進行調(diào)整，法蘭直徑為400 mm，法蘭面距第一組合面為400 mm，距第二組合面為2 400 mm，盤車測出的徑向及軸向數(shù)值如表3，求兩組合面處調(diào)整值。

表3 水泵電機同心度測量記錄表 單位：mm

第一步計算軸向平均值：

δa＝（1.48+1.45+1.63+1.53）/4＝1.52

δc＝（1.12+1.04+1.17+1.12）/4＝1.12

δb＝（1.20+1.10+1.30+1.25）/4＝1.21

δd＝（1.40+1.37+1.50+1.40）/4＝1.42

第二步計算垂直方向調(diào)整值：

第一支點垂直方向調(diào)整值：

Y1=（δa-δc）/2×（L1/r）+（e0°-e180°）/2

=（1.52-1.12）/2×（400/200）+（-0.02+0.22）/2

=0.2×2+0.1＝0.5

第二支點垂直方向調(diào)整值：

Y2=（δa-δc）/2×（L1/r）+（e0°-e180°）/2

=（1.52-1.12）/2×（2400/200）+（-0.02+0.22）/2

=0.2×12+0.1=2.5

第三步水平方向調(diào)整值計算：

第一支點水平方向調(diào)整值計算：

X1=（δb-δd）/2×（L1/r）+（e90°-e270°）/2

=（1.21-1.42）/2×（400/200）+（-0.07-0.51）/2

=-0.11×2+（-0.59）=-0.22-0.59=-0.80

第二支點水平方向調(diào)整值計算：

X2=（δb-δd）/2×（L2/r）+（e90°-e270°）/2

=（1.21-1.42）/2×（2400/200）+（-0.67-0.51）/2

=-0.105×12+（-0.59）

=-1.26+（-0.59）=-1.85

3 結(jié)語

采用上述同軸度測量和校正方法后，提高了機泵維護工作效率，更重要的是可以較準(zhǔn)確地測量和校正水泵機組的同軸度，保障機泵正常運行，該測量和校正方法除了在禹門口提水東擴工程（一期）一級泵站運用，在我省其他項目上進行了大量運用，包括禹門口提水東擴工程（一期）二級及三級泵站工程、西范泵站更新改造工程2013年度項目、西范泵站更新改造工程2014年度項目、西范泵站更新改造工程2014年度項目四級泵站、西范灌區(qū)東擴工程一級和二級泵站，取得了良好的效果。