鄒金鐘

（安徽省江河水利水電運行管理有限責任公司 馬鞍山市 238251）

1 螺絲斷裂

軸伸貫流水輪機組為臥式機組，有著較長的轉軸。水輪機轉軸為兩點支撐，兩支點分為水導軸承和徑向軸承（徑向軸承在推力軸承箱中）。為便于敘述，本文以GD008-WZ-260機組為例。機組示意圖如圖1所示。該機組轉輪直徑為2.6m，重量為1.8t；水輪機轉軸分為小軸和大軸，分別位于轉輪兩側。大軸長為 6.2m，空心結構，長度為6.2m，重量為0.86t。小軸為實心鋼件，重量為0.86t。這樣，轉動部件總重量達4.86t。轉軸在兩支點之間的長度為9.2t。所以，轉輪與兩軸之間的連接螺絲承受巨大的拉應力。在機組運行平穩(wěn)時，這個應力沒有問題。但當由于多種原因如氣蝕等使機組運行中震動加劇時，這個應力將會在某瞬間達到很大的數(shù)值，以致于使連接螺栓斷裂。斷裂一般在較大機組中出現(xiàn)，并且發(fā)生在小軸一端，因為小軸與轉輪連接螺絲較細。該型機組大軸連接螺絲為M46，小軸與轉輪連接螺絲為M36。

2 準備工作

更換螺絲之前，除了排去流道里的水之外（能保證水位在轉輪室以下就行），還要做好以下工作：

（1）將活動導葉打至全開位置，以方便人的進出。然后要關閉調速器總油閥，斷開調速器電源，以防止電路誤動作造成緊急停機關導葉，從而造成人身危險。

圖1 軸伸貫流式水輪發(fā)電機組示意圖

（2）人由導水錐進入操作位置時，容易滑跌倒，需在上部管壁焊上扶手。

（3）準備工具。主要有：1t葫蘆2只，8t千斤頂2只，少量方木，斜鐵（薄邊厚度2mm左右）8塊，對照圖紙準備專用扳手，還有黃油、鋼絲刷、灰刀、磨光機、毛巾以及常用工具。還要準備電壓36V以下的手持行燈等。

3 螺絲更換

螺絲斷裂后更換不是一般簡單的換螺絲，要進行一些必要的處理，并要注意方法，否則，換上去的螺絲很快又會斷裂。下面就介紹一下更換的方法：

（1）先拆其它部件。拆空氣圍帶組件，拆主軸密封內外環(huán)，拆主軸密封上座，并用葫蘆懸吊，做好保險措施。主軸密封下座不拆。

（2）舊螺絲拆卸。一般情況，絕大部分螺絲都已斷裂，斷裂部位發(fā)生在螺柱根部，與后帽的連接處，因為那里容易發(fā)生應力集中現(xiàn)象。后帽取出后，用M10×100的螺栓點焊在斷裂的螺柱上，很容易就可將其卸出。注意，點焊時，焊條不要碰到螺孔壁上。

（3）制作特制螺栓。用拆下的螺柱兩根焊在一起，將斷開的一個螺帽焊上。注意，對接焊時要打坡口，使焊接牢固，備用。如圖2所示。

圖2 特制螺絲

（4）在轉輪靠小軸一側的下部，用10t左右的千斤頂將轉輪頂起，調整葉片與外殼間隙，使其基本均勻。在左、右、下三個方向上，用斜鐵楔入間隙中。

（5）將小軸與轉輪法蘭脫開約15cm，以便清理法蘭面、騎縫銷等。步驟：

① 由于需將小軸往水導軸承方向（即水輪機進水側）移動，水導瓦將會與小軸軸頸以外的軸面接觸，所以，必須先將這部分軸面清理干凈，先用毛巾擦，再用砂紙打，最后用面團粘干凈，再涂以透平油。

② 將焊好的長螺栓，旋入小軸與轉輪法蘭最上部的螺孔中。小軸可以順著這個螺栓往外移動，不會發(fā)生較大的偏移和轉動，便于后面的順利安裝。

③ 在小軸的上方用1t左右的葫蘆，向進水方向拉小軸，使法蘭面慢慢脫開，注意：葫蘆吊點應盡量放在密封座的正上方，但不能影響導葉轉動。為了安全，在小軸下方與密封下座之間用方木墊起。如圖3所示。

圖3 小軸脫開及轉輪支撐示意圖

（6）清理法蘭面。小軸脫開后，就可以進行法蘭面清理等項工作。

① 螺絲斷裂后，水將進入空心大軸中，須用塑料管虹吸大軸空腔里的水。

② 將兩騎縫銷取出，注意每個銷與對應的銷孔要做好標記。把銷處理干凈。

③ 用磨光機裝上鋼絲輪，仔細打光結合面和法蘭邊緣，包括兩個半銷孔壁。

④ 用揉好的面團粘凈結合面，并均勻涂抹薄薄一層憎水黃油。

（7）將小軸推回安裝位置。騎縫銷抹上薄薄一層黃油，裝入半銷孔中。用兩只機械式螺旋千斤頂（注意：液壓千斤頂平放時使用無效）放在密封下座的哈夫面上，同時均勻地推動小軸。如圖3所示。當進入止口時，要測量法蘭四個方向的間隙，應基本相等，這樣，止口才能順利進入。當兩法蘭面靠緊后，再次用塞尺測量間隙。用轉輪下部的千斤頂及葉片間隙中的斜鐵進行調整，使其相等。

（8）將新螺栓抹上黃油，安裝，緊固。緊固時，在兩側同時用加力桿逐步逐個螺絲進行，每遍都不能漏緊。已感覺較緊時用塞尺檢查法蘭面間隙。如果某方位間隙較大，則說明大軸與小軸同軸度偏差，兩法蘭不平行，應根據(jù)間隙所在方位進行調整，繼續(xù)緊固螺絲。最后，用0.05mm塞尺檢查間隙，應不能進入。再打掉斜鐵，復緊一遍間隙。

（9）回裝其它部件。

4 為防止螺絲再次斷裂，可以采取的一些措施

（1）如果螺栓根部與帽之間沒有倒角，則新羅絲應加工成倒角，并適當加大倒角。以減少應力集中現(xiàn)象。

（2）采取不銹鋼材料的螺絲。不銹鋼材料具有較好的韌性，緩沖作用可以降低瞬間拉應力峰值。

（3）將螺栓內六角加大或改為外六角，這樣便于把螺絲栓得更緊。

（4）氣蝕是產(chǎn)生機組振動的重要原因。在轉輪室之后的直錐管上增加補氣閥，破壞水流的真空，減少氣蝕的發(fā)生和降低氣蝕的嚴重程度。

（5）將小軸和轉輪法蘭縫焊接。

（6）有條件時，將小軸、轉輪吊出。運到廠家將螺孔加大，螺栓加粗。