楊雪峰

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱　150040)

沐若主軸熱套轉(zhuǎn)子支架工藝研究

楊雪峰

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040)

摘要：介紹了沐若水電站水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子支架熱套在主軸上的工藝過程，闡述了在熱套轉(zhuǎn)子支架過程中的準備工作，以及在滿足廠房吊車起吊高度的前提條件下，如何保證轉(zhuǎn)子支架熱套質(zhì)量，為后續(xù)類似機組的轉(zhuǎn)子支架熱套奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：主軸；轉(zhuǎn)子支架； 熱套

0引言

馬來西亞沐若電站水輪發(fā)電機組，單機容量236 MW，額定轉(zhuǎn)速333 r/min。沐若發(fā)電機轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子支架屬新結(jié)構(gòu)，分別有4個形位公差和分布弦距要求嚴格的鍵槽，利用4個定位鍵來傳遞扭矩，采用過盈配合熱套在主軸上。此結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子支架熱套在我公司尚屬首次。

根據(jù)國外工地現(xiàn)場的實際情況，選擇轉(zhuǎn)子支架熱套工作在國內(nèi)進行，以保證轉(zhuǎn)子支架熱套后的質(zhì)量。通過攻關(guān)實現(xiàn)了利用4個定位鍵來傳遞扭矩的高轉(zhuǎn)速懸式機組的主軸熱套轉(zhuǎn)子支架工作，既保證了產(chǎn)品質(zhì)量，又實現(xiàn)了工藝經(jīng)濟性，為保證其水上運輸?shù)拇诤凸さ匕惭b進度奠定了基礎(chǔ)，也為制造類似大型懸式機組作好技術(shù)儲備。

1熱套方案

1.1　理論核算

250 t吊車起吊高度為19.3 m。受吊車高度影響，主軸的生根工具、法蘭保護工具、轉(zhuǎn)子支架起吊的鋼絲繩長度等關(guān)鍵要素都應(yīng)該采用計算最小值。既要保證轉(zhuǎn)子支架起吊后轉(zhuǎn)子支架最低端起吊高度超過主軸頂端，又要保證轉(zhuǎn)子支架落到配合段之前后掛鉤底面不要落在主軸端面上，還需要防止轉(zhuǎn)子支架下落過程中鋼絲繩不要與主軸頂端干涉。沐若主軸總長10 865 mm，轉(zhuǎn)子支架高3 675 mm，根據(jù)設(shè)計圖紙標注的實際尺寸計算，考慮各種因素在內(nèi)，不考慮吊耳的高度鋼絲繩長度理論計算為5 000 mm，計算吊車起吊高度最小約為19 700 mm。

1.2　前期的準備工作

由于地面平臺結(jié)構(gòu)特殊，無法安裝固定工具，需在地面平臺上焊接一張80 mm×2 000 mm×2 000 mm 材質(zhì)為Q235的鋼板，要求四周滿焊，焊角為角20。

為避免主軸在立軸過程主軸法蘭面受到磕碰，需制作法蘭保護工具。主軸與保護工具通過18-M36加長螺栓以及墊圈把合固定。由于吊車起吊高度的制約，需提制合適的鋼絲繩。為了能夠在轉(zhuǎn)子支架起吊之前能夠有調(diào)平的余量，需提制長度可調(diào)節(jié)的美式UU型花蘭螺絲。

轉(zhuǎn)子支架重約44 t。根據(jù)吊耳與吊鉤以及焊角載荷，選用合適的吊耳，并在加熱前將4個吊耳焊接在轉(zhuǎn)子支架主立筋附近的筋板上，焊接位置應(yīng)盡量遠離中心，可以有效防止鋼絲繩與主軸端面干涉(吊耳焊接位置見圖1)。

圖1　吊耳焊接位置

主軸需要固定在基礎(chǔ)板上，調(diào)平。主軸狀態(tài)如圖2所示。

圖2　主軸狀態(tài)

1.3　熱套轉(zhuǎn)子支架

經(jīng)分析，轉(zhuǎn)子支架理論熱套間隙單邊要大于0.80 mm?？紤]到轉(zhuǎn)子支架高度較高，對調(diào)平的要求也較高，熱套時單邊間隙應(yīng)保證在1.20~1.30 mm。為防止轉(zhuǎn)子支架發(fā)生形變，要求加熱爐以10~15℃/h的溫升速度對轉(zhuǎn)子支架加熱至250℃，保溫約3 h，以保證轉(zhuǎn)子支架受熱均勻。在加熱爐外測量轉(zhuǎn)子支架上、下配合段漲量。如未達到熱套要求，需對轉(zhuǎn)子支架繼續(xù)保溫，直到達到漲量要求為止。因為冷作吊車升降速度較慢，所以轉(zhuǎn)子支架的加熱溫度比平時要高。

轉(zhuǎn)子支架出爐后，由吊車將事先準備好的方箱吊至轉(zhuǎn)子支架旁邊，以便操作人員登上轉(zhuǎn)子支架。由于轉(zhuǎn)子支架表面溫度約250℃，操作人員需要將石棉布扔到轉(zhuǎn)子支架上(見圖3)，然后站在石棉布上，進行掛鉤和花蘭螺絲通過卸扣把合在轉(zhuǎn)子支架吊耳上(安裝掛鉤、調(diào)水平工序見圖4)。

圖3　出爐后鋪石棉布

圖4　安裝掛鉤、調(diào)水平

待主軸升起至主軸端面正上方時，通過吊車轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子支架，使轉(zhuǎn)子支架驅(qū)動端導(dǎo)向鍵槽與主軸導(dǎo)向鍵槽周向位置大致相同，緩緩下落，避免轉(zhuǎn)子支架與主軸接觸，影響熱套。當轉(zhuǎn)子支架下落到驅(qū)動端配合段時，由于沒有轉(zhuǎn)子支架，隨著時間的推移，其溫度變化趨勢無法計算轉(zhuǎn)子支架配合段漲量是否已經(jīng)收縮。應(yīng)使用臨時間隙測量工具，對主軸與轉(zhuǎn)子支架的間隙進行測量。如測量間隙不能滿足單邊間隙大于0.50 mm時，不能滿足熱套要求，應(yīng)立刻停止熱套(轉(zhuǎn)子支架下落工序見圖5)

圖5　轉(zhuǎn)子支架下落

操作人員在轉(zhuǎn)子支架正下方通過目測轉(zhuǎn)子支架與軸的間隙來指揮吊車調(diào)整間隙。待間隙均勻后，轉(zhuǎn)子支架繼續(xù)下落。待轉(zhuǎn)子支架下落到導(dǎo)向鍵位置時，操作人員通過自制掛鉤對轉(zhuǎn)子支架進行周向微調(diào)，使轉(zhuǎn)子支架鍵槽與導(dǎo)向鍵對準后落下吊車，至此轉(zhuǎn)子支架以及熱套結(jié)束(熱套完成狀態(tài)見圖6)。

圖6　熱套完成

2結(jié)語

沐若發(fā)電機轉(zhuǎn)子支架熱套的成功，創(chuàng)造了轉(zhuǎn)子支架熱套新紀錄，標志著企業(yè)在大型懸式機組轉(zhuǎn)子支架熱套工藝有了一個長足的進步，解決了此類機組在生產(chǎn)過程中的熱套技術(shù)難題。為大型懸式機組的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

楊雪峰，男，1982年生，畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)電機與電器專業(yè)，碩士，工程師，近年主要從事大、中型水輪發(fā)電機制造工藝工作。

·信息點滴·

作者簡介：